氣井單向封閉劑及其配製方法
2023-05-31 14:20:51 4
專利名稱：氣井單向封閉劑及其配製方法
技術領域：
本發明涉及到從井中開採天然氣所用的暫堵封閉材料，具體而言是氣井單向封閉劑及其配製方法。
背景技術：
在天然氣開採過程中，隨著天然氣採出量的增大，井下氣層能量越來越低，有的壓力係數降低至0.1～0.2。這種異常低壓氣井在維修過程中，因入井流體漏失而對氣層的傷害是難以解決的問題。目前低壓氣井防止入井流體漏失的方法主要有石灰乳封堵法、水泥封堵法及類似的其它方法。這些方法施工完成後都需要用酸化的方法來解除堵塞，並且無法徹底清除堵塞物，從而使維修後的氣井產量比原來降低很多。單向封閉工藝技術是最近幾年發展起來的天然氣井維修新技術，它具有保護氣層、易解堵塞、不降低天然氣產量、施工工藝簡單等優點。因此，與新的單向封閉工藝技術配套的單向封閉劑材料也相繼問世。經檢索，用於油氣開採的井下封堵劑、暫堵劑、封閉劑已有十多篇專利文獻，其中「液體膠塞封堵劑」(97118989)、「抗高溫完井暫堵劑」(90102233)、「水溶性地層暫堵劑及其製備方法」(91101010)，可以作為本發明的弱相關對比文件，但其組成配方及製備方法都與本發明顯著不同。
發明內容本發明的目的是為我們的另一項發明專利申請「低壓氣井單向封閉誘噴技術方法」提供配套的單向封閉劑材料。
該單向封閉劑的成分包括一種或幾種能夠聚合成親水高分子的單體、能夠促使單體產生活性自由基的引發劑、能夠參與聚合或與單體發生反應的交聯劑、能夠提高聚合物強度的填充劑、能夠改變聚合物官能團化學性質的水解劑或接枝劑、能夠使產品穩定的抑制劑、除氧劑和熱穩定劑。其中的單體最好選用丙烯醯胺，也可選用丙烯酸鹽、丙烯磺酸鹽、乙烯磺酸鹽、乙烯基吡咯烷酮等水溶性單體。其中的引發劑由過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉配成，二者的重量比為3∶2。其中的交聯劑最好選用二乙烯基苯，也可選用N.N-亞甲基雙丙烯醯胺、醛類。其中的填充劑最好選用膨潤土，也可選用活性SiO2。其中的水解劑最好選用Na2CO3，也可選用NaOH。其中的接枝劑最好選用羥甲基磺酸鈉，也可選用α-羥基磺酸鹽、磺酸內脂。其中的抑制劑最好選CaCl2，也可選用二價或二價以上的可溶性金屬鹽。其中的除氧劑最好選用硫代硫酸鈉，也可選用羥胺類、聯胺類、硫代硫酸鹽。其中的熱穩定劑最好選用鄰苯二胺，也可選用其它有機胺類、酚類、醛類。
單向封閉劑的配製方法是先在反應釜中投入上述單體、交聯劑、水解劑或接枝劑。在強力攪拌下逐漸投入上述填充劑。然後加熱升溫至40℃。充氮氣除氧30分鐘，加入上述引發劑聚合。待聚合120分鐘後，加熱至85℃恆溫8小時。將加熱後的膠體產物造粒烘乾，烘乾後顆粒成為乾粉，再加入上述抑制劑、除氧劑、熱穩定劑，並進行攪拌滲透120分鐘即為成品。
本發明與已有技術對比主要優點是溫度在145℃以下，壓差為40MPa情況下，能吸收10倍左右的水。吸水後能變成高強度、耐溫、耐鹽、抗壓的彈性顆粒。用高壓泵在大排量化學劑和水的攜帶作用下，把該封閉劑泵入氣層虧空帶或裂縫及微裂縫的儲層中。然後在生產層頂界以上50m至井底之間滯留，形成完整的單向封閉體系。在反向壓差為0.5MPa時就能從氣層表面脫落下來，由洗井液全部帶出地面。從而解決了氣層被入井流體傷害的問題和採用其它暫堵技術對氣層的汙染問題，也解決了多氣層、非均質地層、大跨度、側鑽井、水平井作業施工的難題。可保證氣井維修施工後仍然穩產高產。
附圖是本發明單向封閉劑的配製工序流程圖。
具體實施方式
結合
一個實施例第一步，先將單體丙烯醯胺製成濃度為20～22％的水溶液，稱取該溶液6000g、交聯劑二乙烯基苯2g、水解劑Na2CO3300g、填充劑膨潤土300g。並將前三種成分投入反應釜中，進行強力攪拌60分鐘，在攪拌過程中逐漸投入膨潤土。
第二步，加熱升溫至40℃。
第三步，充氮氣除氧30分鐘。
第四步，加入引發劑聚合120分鐘。引發劑為單體有效成分的萬分之五。
第五步，加熱至85℃，恆溫8小時。
第六步，將加熱過的膠體產物切成0.5～1.0mm顆粒，烘乾後得到約2000g乾粉。
第七步，在上述乾粉中加入抑制劑CaCl2200g、除氧劑Na2S2O310g、熱穩定劑鄰苯二胺200g，攪拌滲透120分鐘，即為成品。
應用實例有一口低壓氣井，所用的單向封閉液，由使用濃度為5％的單向封閉劑及使用濃度為3％的聚二甲基二烯丙基氯化銨配製而成。所用的壓井液，由使用濃度為1％的OP-10表面活性劑(又稱烷基聚氧乙烯醚)及使用濃度為1.5％的聚二甲基二烯丙基氯化銨配製而成。由該單向封閉液和壓井液二者形成壓差為35MPa不漏失的工作液體系。達到了上述預期的良好效果。
權利要求
1.一種氣井單向封閉劑的成份，包括單體、引發劑、交聯劑、水解劑或接枝劑、填充劑、抑制劑、除氧劑和熱穩定劑，其特徵是單體為丙烯醯胺或丙烯酸鹽、丙烯磺酸鹽、乙烯磺酸鹽、乙烯基吡咯烷酮，引發劑由過硫酸鉀和亞硫酸鈉按3∶2的重量比配成，交聯劑為二乙烯基苯或N.N-亞甲基雙丙烯醯胺、醛類，填充劑為膨潤土或活性SiO2，水解劑為Na2CO3或NaOH，接枝劑為羥甲基磺酸鈉或α-羥基磺酸鹽、磺酸內脂，抑制劑為CaCL2、二價或二價以上的可溶性金屬鹽，除氧劑為硫代硫酸鈉或羥胺類、聯胺類、硫代硫酸鹽，熱穩定劑為鄰苯二胺或有機胺類、酚類、醛類。
2.氣井單向封閉劑的配製方法，其特徵是先在反應釜中投入上述單體、交聯劑、水解劑或接枝劑，在強力攪拌下逐漸投入上述填充劑，然後加熱升溫至40℃，充氮氣除氧30分鐘，加入上述引發劑聚合，待聚合120分鐘後，加熱至85℃恆溫8小時，將加熱後的膠體產物造粒烘乾，烘乾後顆粒成為乾粉，再加入上述抑制劑、除氧劑、熱穩定劑，並進行攪拌滲透120分鐘即為成品。
全文摘要
本發明是一種氣井單向封閉劑及其配製方法，屬於從井中開採天然氣所用的暫堵封閉材料。該封閉劑的成分包括單體丙烯醯胺、引發劑過硫酸鉀和亞硫酸鈉、交聯劑二乙烯基苯、填充劑膨潤土、水解劑Na
文檔編號E21B33/12GK1644872SQ20051004235
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月18日 優先權日2005年1月18日
發明者韓榮山, 孫蓮美, 郭震, 馬超, 李文生 申請人:勝利油田方圓科工貿有限責任公司化工分公司