專利名稱：一種超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
鉆井液漏失是鉆井作業(yè)中一種常見(jiàn)的井下復(fù)雜情況。井漏可以發(fā)生在淺、中及深部地層，也可以在不同地質(zhì)年代的地層中發(fā)生，而且各類巖性的地層中都可能出現(xiàn)。有的井漏只是泥漿池液面緩慢下降，而有的則有進(jìn)無(wú)出，一旦發(fā)生漏失，不僅延誤鉆井作業(yè)時(shí)間， 延長(zhǎng)鉆井周期，損失鉆井液，損害油氣層，干擾地質(zhì)錄井工作，而且還可能引起井塌、卡鉆、 井噴等一系列復(fù)雜情況與事故，甚至導(dǎo)致井眼報(bào)廢，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在鉆井作業(yè)中應(yīng)盡量避免井漏的發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界井漏發(fā)生率約占總井?dāng)?shù)的百分之二十到百分之二十五，全球石油行業(yè)中每年因?yàn)榫┒馁M(fèi)的資金高達(dá)數(shù)億元。我國(guó)大多數(shù)油田都不同程度地存在井漏問(wèn)題，最為突出的是川東和川南地區(qū)，每年堵漏耗時(shí)約占總鉆井時(shí)間的5 8%。同時(shí)還要消耗大量的鉆井液和堵漏材料，使鉆井成本大幅度上升。如前些年川東地區(qū)年損失泥漿量為 8000 13000m3，年發(fā)生井漏約200井次，損失時(shí)間14 35個(gè)鉆機(jī)月，年直接耗損400 600萬(wàn)元。井漏問(wèn)題是鉆井工作長(zhǎng)期存在且未能很好解決的技術(shù)難題，堵漏技術(shù)是鉆井工程界長(zhǎng)期研究的重要課題。近年來(lái)堵漏技術(shù)有了較大的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外各油田均總結(jié)出了適合本地區(qū)特點(diǎn)的堵漏工藝技術(shù)，堵漏材料的品種不斷增多，堵漏成功率也在不斷提高。盡管如此，由于各地區(qū)地層巖性變化，孔隙、裂縫、溶洞發(fā)育情況不同，井漏的原因復(fù)雜、漏失類型不同，制約因素較多，而且堵漏技術(shù)的針對(duì)性較強(qiáng)，至今很難用一個(gè)通用的模式來(lái)進(jìn)行防漏和堵漏。特別是鉆裂縫性地層井漏問(wèn)題更為嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)裂縫性復(fù)雜地層的儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的50%，但是因?yàn)榈貙恿芽p、孔洞發(fā)育，漏失問(wèn)題很難解決， 造成的損失及其嚴(yán)重。因此，裂縫性復(fù)雜地層的惡性漏失問(wèn)題已經(jīng)成為鉆井界關(guān)注的重點(diǎn)。關(guān)于超強(qiáng)吸水樹脂的研究，國(guó)外起步較早，其中成效最大的是美國(guó)和日本，其次是德國(guó)和法國(guó)。而國(guó)內(nèi)相對(duì)的研究要晚幾十年，但是在近些年來(lái)，相關(guān)的技術(shù)層出不窮，各方都在全心致力于研究。1961年，美國(guó)農(nóng)業(yè)部北方研究所從淀粉接枝丙烯腈開(kāi)始，對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂進(jìn)行研究，隨后此類研究越來(lái)越深入，60年代末至70年代，成功地開(kāi)發(fā)了超強(qiáng)吸水樹脂。此后，德國(guó)、法國(guó)等世界各國(guó)對(duì)超強(qiáng)吸水性樹脂的品種、制造方法、性能和應(yīng)用領(lǐng)域等方面進(jìn)行了大量的研究工作，取得了成果。80年代開(kāi)始出現(xiàn)用其他天然化合物衍生物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)制取吸水性物質(zhì)。隨著高吸水性樹脂合成和應(yīng)用研究的展開(kāi)，其成型加工技術(shù)也相應(yīng)發(fā)展。吸水性復(fù)合材料在20世紀(jì)80年代產(chǎn)生，由于它能改善超強(qiáng)吸水性樹脂的耐鹽性、吸水速度、吸水后水凝膠的強(qiáng)度等許多性能，所以發(fā)展迅速。到90年代初，更是突飛猛進(jìn)。近年已開(kāi)始研究吸水性樹脂的共混。這些為發(fā)展高吸水性樹脂提供了更加廣闊的前景。
1985年世界生產(chǎn)高吸水性樹脂的主要公司只有13家，至1995年國(guó)外研究和生產(chǎn)的公司竟達(dá)近50家。日本是世界上最大的超強(qiáng)吸水樹脂生產(chǎn)和研究國(guó)。隨后又與美國(guó)、德國(guó)等其他國(guó)家合作，超強(qiáng)吸水樹脂技術(shù)不斷迅猛增長(zhǎng)。對(duì)于超強(qiáng)吸水樹脂理論的研究，20世紀(jì)50年代Flory的吸水理論為吸水性高分子的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。自60年代超強(qiáng)吸水性樹脂開(kāi)始投產(chǎn)之后，隨著它的快速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越感到需要進(jìn)一步深入研究超強(qiáng)吸水性樹脂的指導(dǎo)性理論。70年代末各國(guó)相繼開(kāi)始重視其研究。特別是日、美等國(guó)，在吸水理論、吸水結(jié)構(gòu)和形態(tài)以及高分子水凝膠等方面進(jìn)行了較有成效的理論研究，有了新的發(fā)展。超強(qiáng)吸水樹脂吸水性強(qiáng)，可吸收自身體積幾十至幾千倍的水，能生物降解，應(yīng)用廣泛，從全球的環(huán)境因素考慮也是一個(gè)好的選擇。攜帶液抑制吸水聚合物膨脹，將混合液泵如漏層后注水，使其膨脹，從而封堵漏失層，特別是針對(duì)嚴(yán)重的裂縫性漏失情況，此技術(shù)已在井上成功應(yīng)用。國(guó)外在超強(qiáng)吸水樹脂堵漏技術(shù)上起步早，成果多，相關(guān)技術(shù)實(shí)例也很多。超強(qiáng)吸水樹脂在石油工業(yè)領(lǐng)域逐漸普及，有關(guān)油田化學(xué)應(yīng)用高分子吸水樹脂的研究也已經(jīng)引起油田工作者的重視。特別是在油氣田鉆探中用作化學(xué)堵漏材料，化學(xué)堵漏在油氣田鉆探過(guò)程中是一種重要的技術(shù)措施。從80年代以來(lái)的發(fā)展來(lái)看，已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī)。目前，現(xiàn)場(chǎng)已開(kāi)發(fā)應(yīng)用的高分子吸水樹脂類的堵漏劑有SYZ，PAT和TP-9010型品牌， JPD吸水膨脹聚合物，WS-I型凝膠堵漏劑，WEA-I延遲膨脹顆粒堵漏劑。此外，超強(qiáng)吸水樹脂在油氣田地面管輸建設(shè)中可作密封材料；在鉆探中作鉆井液處理劑，可作為鉆頭的潤(rùn)滑劑和鉆井液的凝膠劑；在油田化學(xué)其他專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，因其性能顯著，如三次采油，油氣田廢水處理水基壓裂液、酸化壓裂液中作凝膠劑，壓井液的固化劑等?？傊瑥?qiáng)吸水樹脂的發(fā)展還只是在近幾十年。無(wú)論從產(chǎn)品的種類及數(shù)量，或者從加工和應(yīng)用以及理論研究的情況來(lái)看，都獲得了巨大的發(fā)展。因?yàn)楦叻肿游畼渲嫣氐男阅芎涂捎^的應(yīng)用前景，30年來(lái)發(fā)展極其迅速，由一般的應(yīng)用性能、功能，向智能化多功能材料高層次開(kāi)發(fā)發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。特別是在油田化學(xué)中是一個(gè)新的應(yīng)用研究方向，具有良好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法，該測(cè)試方法能快速測(cè)出不同壓力和時(shí)間對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的影響，測(cè)試精度高，測(cè)試步驟簡(jiǎn)單，為超強(qiáng)吸水樹脂應(yīng)用于堵漏提供了理論基礎(chǔ)。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法， 包括以下步驟(a)制取超強(qiáng)吸水樹脂和井漿備用；(b)在不同容器中分別加入定量的河沙，通過(guò)該沙床模擬疏松易漏地層；(c)在不同容器中分別加入超強(qiáng)吸水樹脂和井漿的混合堵漏液進(jìn)行堵漏，且不用容器施加不同的壓力；(d)分別測(cè)試不同時(shí)間內(nèi)的漏失量，從而得到壓力和時(shí)間對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的影響。
所述步驟(b)中，容器為鋼筒。所述步驟(b)中，河沙的粒徑不均勻。所述步驟(b)中，河沙的粒徑為10 100目。所述步驟(C)中，測(cè)試溫度為25°C。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是能快速測(cè)出不同壓力和時(shí)間對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的影響，測(cè)試精度高，測(cè)試步驟簡(jiǎn)單，為超強(qiáng)吸水樹脂應(yīng)用于堵漏提供了理論基礎(chǔ)。


圖1為相同時(shí)間內(nèi)漏失量隨壓力的變化示意圖；圖2為不同壓力下漏失量隨時(shí)間的變化示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。實(shí)施例本發(fā)明涉及的一種超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法，其具體步驟如下(a)制取超強(qiáng)吸水樹脂和井漿備用；(b)在不同容器中分別加入定量的河沙，通過(guò)該沙床模擬疏松易漏地層；(c)在不同容器中分別加入超強(qiáng)吸水樹脂和井漿的混合堵漏液進(jìn)行堵漏，且不用容器施加不同的壓力；(d)分別測(cè)試不同時(shí)間內(nèi)的漏失量，從而得到壓力和時(shí)間對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的影響。所述步驟(b)中，容器為鋼筒。所述步驟(b)中，河沙的粒徑不均勻。所述步驟(b)中，河沙的粒徑為10 100目。所述步驟(C)中，測(cè)試溫度為25°C。為了得到不同壓力和時(shí)間對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的影響，為超強(qiáng)吸水樹脂應(yīng)用于堵漏提供了理論基礎(chǔ)。本發(fā)明分別做了不同壓力和時(shí)間對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的影響試驗(yàn)，結(jié)果如圖1、2所示。由圖1、2可知?jiǎng)傞_(kāi)始不斷加壓過(guò)程中，漏失量增加。因?yàn)樵陂_(kāi)始的一段時(shí)間里，堵漏劑還沒(méi)有被擠入漏失通道，未發(fā)揮封堵作用，漏層連通性很好，所以隨時(shí)間、壓力變化，漏失量呈加速增加趨勢(shì)，當(dāng)加壓至P1時(shí)，達(dá)到漏失量最大點(diǎn)。在加壓過(guò)程中，超強(qiáng)吸水樹脂受壓力驅(qū)動(dòng)，被不斷的擠入漏層并與之匹配，同時(shí)吸水膨脹，從而不斷的堵塞漏失通道，漏失得到控制，漏失量不斷減少，當(dāng)加壓至另一壓力P2時(shí)，承壓能力最好， 得到漏失量最小值。此后隨壓力增加，超強(qiáng)吸水樹脂已經(jīng)不能承受此壓差，流動(dòng)通道被重新打開(kāi)，漏失量加速增加，最終漏層因無(wú)法承受壓差而被擊穿。通過(guò)上述結(jié)果可知，隨壓差不斷升高，堵漏效果越來(lái)越好，超強(qiáng)吸水樹脂不斷的被擠入裂縫通道，與地層通道匹配、架橋堵塞、壓實(shí)填充，同時(shí)，繼續(xù)吸水膨脹，封堵作用越來(lái)越好。而當(dāng)壓力超過(guò)一定的值后，就對(duì)承壓能力起破壞作用，即隨壓力升高承壓能力逐漸降低，漏失量越來(lái)越大，最后達(dá)到突破壓力，地層被擊穿。
上述測(cè)試方法能快速測(cè)出不同壓力和時(shí)間對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的影響，測(cè)試精度高，測(cè)試步驟簡(jiǎn)單，為超強(qiáng)吸水樹脂應(yīng)用于堵漏提供了理論基礎(chǔ)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟(a)制取超強(qiáng)吸水樹脂和井漿備用；(b)在不同容器中分別加入定量的河沙，通過(guò)該沙床模擬疏松易漏地層；(c)在不同容器中分別加入超強(qiáng)吸水樹脂和井漿的混合堵漏液進(jìn)行堵漏，且不用容器施加不同的壓力；(d)分別測(cè)試不同時(shí)間內(nèi)的漏失量，從而得到壓力和時(shí)間對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟(b)中，容器為鋼筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟(b)中，河沙的粒徑不均勻。
4 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟(b)中，河沙的粒徑為10 100目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟(c)中，測(cè)試溫度為25°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法。該超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的測(cè)試方法包括制取超強(qiáng)吸水樹脂和井漿備用；在不同容器中分別加入定量的河沙；施加不同的壓力進(jìn)行堵漏；分別測(cè)試不同時(shí)間內(nèi)的漏失量，從而得到壓力和時(shí)間對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的影響等步驟。本發(fā)明能快速測(cè)出不同壓力和時(shí)間對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的影響，測(cè)試精度高，測(cè)試步驟簡(jiǎn)單，為超強(qiáng)吸水樹脂應(yīng)用于堵漏提供了理論基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G01N33/44GK102466679SQ201010560309
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者常萍 申請(qǐng)人:常萍