堵漏材料簡介與應(yīng)用

1、堵漏材料的簡介與應(yīng)用姓名：孫榮龍姓名：孫榮龍學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：12334981233498主要內(nèi)容1 堵漏材料的作用2 堵漏材料的種類與堵漏機(jī)理3 堵漏材料的應(yīng)用情深深，雨蒙蒙情深深，雨蒙蒙福島勇士福島勇士油鍋里的海鳥油鍋里的海鳥1堵漏材料的作用堵漏材料的作用定義作用意義節(jié)約能源，減少浪費(fèi) 安全生產(chǎn)，保障工人安全 快速堵漏，提高工程效率3堵漏材料的種類與堵漏機(jī)理分類橋接堵漏材料高失水堵漏材料無機(jī)膠凝堵漏材料軟(硬)塞類堵漏材料化學(xué)堵漏材料暫堵材料3.1 橋接堵漏材料 分類顆粒狀材料纖維狀材料片狀材料顆粒狀材料種類：常用的有核桃殼、橡膠粒、焦炭粒、碎塑料粒、硅藻土、珍珠巖、生貝殼、熟貝殼、生石灰、石灰

2、石、瀝青等纖維狀材料種類：來源于植物、動(dòng)物、礦物，以及一系列合成纖維，如鋸末、各種樹木粉末、棉纖維、皮革粉、亞麻纖維、花生殼、玉米心、紙纖維、甘蔗渣、棉籽殼、石棉粉、廢棕繩等片狀材料種類：云母片、稻殼、賽璐珞、玻璃紙、魚鱗等橋接堵漏材料的作用原理 掛阻“架橋”作用堵塞和嵌入作用滲濾作用在濾餅中的“拉筋”作用“卡喉”作用膨脹堵塞作用滿足的條件 顆粒狀材料顆粒狀材料而言，它們必須有適當(dāng)?shù)膸缀纬叽绾蜋C(jī)械性能，必須具有足夠的抗壓、抗張和抗剪切的強(qiáng)度才能承受由壓差引起的彎曲應(yīng)力和縱向應(yīng)力。同時(shí)，顆粒狀材料還必須具有足夠的硬度，以防止顆粒應(yīng)力形變而改變其幾何形狀而降低堵漏效果 就纖維狀和片狀材料纖維狀和片

3、狀材料而言，它們必須有能力在堵橋上形成密封，以降低堵塞滲透率。也就是說，它們必須具有足夠的強(qiáng)度，才能橋接填塞住顆粒狀材料中的間隙，而且還必須具有足夠的彈性和塑性，才能變形封堵大部分縫隙的有效流動(dòng)面積復(fù)合橋接堵漏材料橡膠粒復(fù)合堵漏劑FDJ復(fù)合堵漏劑HD橋接復(fù)合堵漏劑915、917復(fù)合橋接堵漏材料棉籽殼丸堵漏劑3.2 高失水堵漏材料工作機(jī)理工作機(jī)理：堵劑配成的漿液進(jìn)入漏失井段后，在泥漿液柱壓力和地層壓力所產(chǎn)生的壓差作用下，迅速失水，漿液中的固相組分聚集、變稠，形成濾餅，繼而壓實(shí)，填塞漏失通道，達(dá)到減緩漏失的效果，同時(shí)，由于所形成的堵塞具有高滲透性的微孔結(jié)構(gòu)及整體充填特性，能透氣透水，但不能透過泥漿

4、，泥漿則在所形成的塞面迅速失水，形成光滑平整的泥餅，起到進(jìn)一步嚴(yán)密封堵漏失通道的效果。堵劑的濾失量越大，濾失速度越快，堵塞的形成也就越迅速。如果在堵劑中混配一定量的顆粒狀惰性材料，可以封堵較大的漏失通道，這是因?yàn)轭w粒材料的橋接作用，使得原有漏失通道的橫截面積相對(duì)變小，有利于建立壓差，形成堵塞。3.3 暫堵材料作用作用：在石油天然氣勘探開發(fā)中，如果在油、氣層中發(fā)生漏失，大量的泥漿或堵漏漿液進(jìn)入該地層，會(huì)造成對(duì)油氣層的損害。水泥漿、橋接堵漏材料和一般的化學(xué)堵漏劑在一定條件下都具有較好的堵漏效果，但不易解堵，不適宜油氣層堵漏。種類單向壓力封閉劑PCC 暫堵劑酸溶性固化材料 ASC -1OP - 1

5、防漏堵漏劑超細(xì)碳酸鈣3.4 化學(xué)堵漏材料化學(xué)堵漏材料指的是以聚合物和聚合物無機(jī)膠凝物質(zhì)為基礎(chǔ)的堵漏處理劑。分類高分子化合物無機(jī)膠凝物質(zhì)和高分子化合物混合而成以泥漿為基礎(chǔ)加入各種固化劑所形成的3.4.1 PMN 化學(xué)凝膠堵漏劑 作用機(jī)理作用機(jī)理： PMN 化學(xué)凝膠堵劑是一種聚合物交聯(lián)體系，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后，生成一種體型結(jié)構(gòu)的凝膠體，具有很好的粘彈性，具備堵塞各種形態(tài)漏失通道的能力。優(yōu)點(diǎn)良好的可泵性對(duì)漏失通道的適應(yīng)性好良好的抗稀釋能力 良好的流動(dòng)增阻建墻能力良好的再堵性 組成PMNCMC初始交聯(lián)劑終凝交聯(lián)劑pH 值調(diào)節(jié)劑丙烯酰胺與丙烯腈共聚物，形成凝膠的基礎(chǔ)，也是該堵劑的主體聚合物增加凝膠強(qiáng)度并提高該

6、堵劑對(duì)巖層的粘附能力調(diào)節(jié)初凝時(shí)間以控制堵劑進(jìn)入漏層前的形態(tài)增加凝膠強(qiáng)度與穩(wěn)定性，以提高堵劑的堵漏強(qiáng)度與耐久性對(duì)膠凝時(shí)間與凝膠性能影響顯著3.4.2 SYZ 膨脹性堵漏材料5012 0.300.45mm0.050.11mm 表明了1g不同粒度SYZ在淡水中的吸水膨脹性攜帶液的要求1. 接觸 S YZ 顆粒幾小時(shí)內(nèi)不使其膨脹2. 有足夠的懸浮和攜帶能力3. 在常溫和5060下，自身可穩(wěn)定幾小時(shí)到十幾小時(shí)4. SYZ就位后，注入另一種流體即可使其性質(zhì)發(fā)生變化，在漏層中吸水膨脹堵漏。選擇了油包水乳狀液(W/O)作為攜帶液3.4.3 化學(xué)膨體堵漏劑PAT 膨體是一種聚氨酯泡沫膨體顆粒堵漏劑，其主要特點(diǎn)是

7、吸水后自身體積可迅速膨脹。PAT 膨體的作用機(jī)理是：由于PAT 是彈性的、多孔的膨體。它在受壓情況下體積變小，易于鉆入裂縫或巖石孔隙，進(jìn)入裂縫或孔隙后，吸水膨脹，產(chǎn)生堵塞作用。這時(shí)它就不容易在裂縫或孔隙中移動(dòng)，從而產(chǎn)生滯留。多個(gè)PAT 滯留的累積效應(yīng)，形成了“段塞”而封堵漏層。此外，它的多孔性能使它“捕捉”顆粒物質(zhì)，充填多孔空間，形成致密的“段塞”。由于“段塞”可以變形，當(dāng)在裂縫或孔道中一次堵塞失敗，還可以運(yùn)移至其它喉道處建立二次堵塞。3.4.4 聚丙烯酰胺堵劑聚丙烯酰胺作為絮凝劑加到泥漿或水泥漿中，可以加速固相凝聚過程，當(dāng)堵漏漿液進(jìn)入漏失通道時(shí)，固相顆粒很快絮凝，產(chǎn)生良好的填塞作用。3.4.

8、5 水解聚丙烯腈堵劑 水解聚丙烯腈與鈣離子或其它多價(jià)金屬離子生成難溶性聚丙烯酸鹽，水解聚丙烯腈具有線性長鏈分子結(jié)構(gòu)，因而在未成凝膠狀態(tài)前其流動(dòng)性就會(huì)急劇降低。此外，水解聚丙烯腈的酰胺基中的氧與水分子之間形成氫鏈而被水化，這樣，可保證水解聚丙烯腈與氯化鈣在水介質(zhì)中的反應(yīng)生成物具有一定的溶脹度。3.4.6甲基丙烯酸與甲基丙烯酰胺共聚物水泥稠漿甲基丙烯酸與甲基丙烯酰胺共聚物為白色粉末或顆粒,不溶于水而溶于堿液(碳酸鈉或氫氧化鈉)。堿液中鈉離子與羧基反應(yīng)，形成溶于水的聚甲基丙烯酸鈉，同時(shí)酰胺基部分皂化為羧鈉基。聚甲基丙烯酸鹽堿性溶液與二價(jià)金屬氫氧化物Ca(OH)2 混合時(shí)，聚甲基丙烯酸鈉鹽中的鈉離子被

9、鈣離子取代形成鈣鹽，使聚甲基丙烯酸鹽分子相互交聯(lián)，形成體型結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。配制聚甲基丙烯酸鹽水泥稠漿過程中，油井水泥中硅酸鹽水泥熟料(C3S和C2S)與水反應(yīng)，生成含水硅酸鈣和氫氧化鈣，使所配水泥漿的pH值增至 11.2，硬度達(dá) 110mmol/L的堿液，鈣離子取代聚甲基丙烯酸鹽中鈉離子，使?jié){液形成結(jié)構(gòu)，粘度提高，失水量降低，凝固時(shí)間增長。為了使聚合物在水泥漿液中更充分交聯(lián)，可加入氯化鈣，因?yàn)槁然}有助于漿液中聚合物鏈間形成配價(jià)鏈，并產(chǎn)生更密集的空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)。在聚合物充分交聯(lián)的條件下，流動(dòng)的水泥懸浮液將變成凝膠狀稠漿。3.4.7 樹脂堵劑 樹脂堵劑的種類較多，使用方法也較多。比較簡單的做法是把固態(tài)樹

10、脂作為填料加入泥漿或其它堵漏漿液中，以改善泥漿或其它堵漏漿液的堵塞性能。亦可直接用樹脂或樹脂混合物堵漏，用作硬堵材料使用。樹脂堵漏劑中，國內(nèi)外使用較多的是脲醛樹脂堵劑，此劑主要由兩種組分脲醛樹脂和硬化劑構(gòu)成。改善脲醛樹脂堵劑的一些方法改善脲醛樹脂堵劑的一些方法：加石英砂來提高密度。加入橡膠、氧化硼、草酸來減少凝固收縮。用氯化鐵作硬化劑，并加入聚丙烯酰胺來提高抗壓強(qiáng)度，使凝固體不發(fā)生裂紋。在堵劑中增加了表面活性劑和鋁粉來提高堵劑強(qiáng)度的增長速度。ND 1 堵漏劑是由特制的脲醛樹指和粒徑不同的惰性橋堵劑組配而成的，適用于高滲透性漏失和裂縫性漏失。此劑對(duì)泥漿的性能影響很小。脲醛樹脂在井底溫度下可以固化

11、成型，這種具有初期可塑性的凝固材料，可以很容易地?cái)D入微裂縫地層，隨著時(shí)間的推移，顆粒進(jìn)一步固化成不溶的填充材料，牢固地將漏層封堵。對(duì)于大的孔洞式漏失通道，顆粒不同的惰性橋堵劑，在脲醛樹脂的作用下形成大的顆粒團(tuán)塊，最終形成封堵層，以阻止泥漿的漏失。NDl 堵漏劑形成的濾餅烘干后，放到 10的鹽酸中，10min 后，濾餅變?yōu)橄〉娜芤?。因此，?ND 一 1 堵漏劑在油氣層形成的封堵層很容易被酸化掉，減少了對(duì)油氣層的損害。3.4.8 吸水或吸烴類聚合物堵劑 特點(diǎn)特點(diǎn)：超量吸水，吸烴(每克聚合物可吸 375mL 的水)。機(jī)理機(jī)理：為了不使聚合物堵劑污染泥漿或提前與之反應(yīng)，采用膠膜或粘土作保護(hù)膜，以噴涂

12、、凝封或溶涂等方式將聚合物加工成封包聚合物微粒。將其泵至漏層后，在井溫作用下，其封包膜熔化(用粘土作封包膜的要靠鉆頭水眼剪切力破壞它)而釋放出聚合物，使其吸水或吸烴膨脹而封堵漏層。吸水的聚合物吸水的聚合物：堿金屬聚丙烯酸酯，聚丙烯酸鈉聚合物吸烴聚合物有吸烴聚合物有：苯乙烯和取代苯乙烯、氯乙烯的聚氯乙烯共聚物聚合物粒度聚合物粒度： 0.1m0.5mm ，應(yīng)與漏層的裂縫和孔喉直徑匹配攜帶液種類與性質(zhì)攜帶液種類與性質(zhì)：不與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，柴油、礦物油解堵方法解堵方法：將鹽水泵到井內(nèi)3.4.9 固化泥漿 優(yōu)點(diǎn)：大部分堵漏混合漿液的缺點(diǎn)是其密度比泥漿大， 這樣會(huì)造成地層水或泥漿對(duì)混合漿液嚴(yán)重稀釋，并導(dǎo)致

13、其封堵性能減弱。根據(jù)使用溫度的不同國內(nèi)外常用的有三種配方1. 040泥漿、甲醛、 TC 一 10 型酚醛樹脂2. 4080采用耐熱縮聚物 (甲醛與氨的反應(yīng)產(chǎn)物)和糠醛代替甲醛3. 90亞硫酸紙漿廢液與重鉻酸鈉固化的泥漿3.5無機(jī)膠凝堵劑 包括包括：水泥、石膏、石灰等混合漿液，其中以水泥為主優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：封堵漏層后，具有很高的承壓能力，原料來源廣、價(jià)格便宜、灌注工藝比較簡單種類種類：用水配制的無機(jī)膠凝堵劑 ，用烴基液體配制的無機(jī)膠凝堵劑用水配制水泥漿膠質(zhì)水泥石膏水泥漿 纖維水泥漿 觸變水泥漿“1232”堵漏劑 用烴基液體配制柴油水泥漿原油水泥漿柴油膨潤土水泥漿特點(diǎn)：只有當(dāng)該劑與水接觸時(shí)，水替代烴基液后，才能稠凝。柴油膨潤土水泥漿一定比例的膨潤土、水泥和柴油混合攪拌，使其形成一種比較穩(wěn)定的懸浮液，由鉆桿內(nèi)注入到漏層，并和管外同時(shí)注入的泥漿相混合。油漿中的油被泥漿中所含的水逐步替換并游離出來。膨潤土和水泥吸水后開始形成一些粒度不等的小球，這些小球在裂縫中架橋形成堵塞帶。它的作用相當(dāng)于水泥堵漏。由于小球直