硅氧樹脂類調(diào)堵材料添加劑的功能研究

聞晶

摘要：采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料的凝膠固化反應(yīng)速度與溫度密切相關(guān)，為了更好地啟動(dòng)和控制它的凝膠固化反應(yīng)，在不同溫度條件下尚需使用不同種類的助劑。本文主要介紹了包括1#活化劑、2#添加劑、3#低溫活化劑、4#高溫活化劑和5#蒸汽吞吐專用添加劑共五種添加劑及其功能。

關(guān)鍵詞：高溫；表面活性劑；固化反應(yīng)；添加劑

1、1#活化劑的功能

1#活化劑在通常地層溫度條件下（40℃～100℃）對(duì)采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料的潛在凝膠反應(yīng)具有良好的活化作用，使之發(fā)生凝膠化反應(yīng)，最終形成體型結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)凝膠。

例如，固定2#添加劑2%和采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料20%，再分別加入1#活化劑0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.0% 、4.0%和5.0%，余為水。將制作的幾個(gè)樣杯同時(shí)放入80℃恒溫水浴中加熱。觀察各樣杯中調(diào)剖漿液凝膠時(shí)間。

如果沒有1#活化劑，則采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料漿液在長(zhǎng)時(shí)間加熱條件下（如20d）也不會(huì)凝膠固化。說(shuō)明1#活化劑對(duì)非固相耐高溫調(diào)堵劑的潛在活性具有激發(fā)作用，沒有1#活化劑，則采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料不具有凝膠硬化性能。

另外，隨著1#活化添加劑用量的增加，采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料漿液的稠化、凝膠時(shí)間先逐漸降低，而后又逐漸增大。這在1#活化劑高摻量時(shí)尤其明顯，而且超量使用還會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度的損失。故應(yīng)避免1#活化劑的超量使用。

2、2#添加劑的功能

2#添加劑這種物質(zhì)就是具有穩(wěn)定作用和顯著延長(zhǎng)篩管井調(diào)堵材料漿液的凝膠固化時(shí)間兩種功能的材料，即2#添加劑對(duì)凝膠反應(yīng)具有一定的阻抑作用，可在一定程度上阻抑采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料凝膠固化反應(yīng)，使1#添加劑的活化作用受到一定程度的限制。因此，可以配合1#活化劑調(diào)節(jié)凝膠固化反應(yīng)的速度，這對(duì)大劑量調(diào)堵作業(yè)是非常有利的。

例如，平行取七份1#活化劑2%和采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料20%于七個(gè)燒杯中，再分別加入2#添加劑0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%，余為水，攪拌均勻。將上述7個(gè)樣杯同時(shí)放入80℃恒溫水浴中加熱。觀察各樣杯中調(diào)剖漿液凝膠時(shí)間。

3、3#低溫活化劑的功用

試驗(yàn)結(jié)果表明：3#低溫活化劑可以對(duì)采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料在較低溫度條件下啟動(dòng)凝膠反應(yīng)，在一定時(shí)間內(nèi)凝膠。

3#低溫活化劑的低溫活性作用拓寬了采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料適用溫度的范圍，可對(duì)地層溫度相對(duì)較低的淺井進(jìn)行調(diào)堵封竄。但3#低溫活化劑的活性隨溫度升高顯著增大，溫度較高時(shí)，可在很短時(shí)間內(nèi)使采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料漿液失去流動(dòng)性，使調(diào)剖液可泵時(shí)間明顯縮短，故不宜在40℃以上使用。

3、4#高溫活化劑的功能

溫度升高，采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料凝膠固化速度增大，在超過(guò)100℃時(shí)，1#活化劑和3#低溫活化劑不再適用，他們雖然可使其發(fā)生凝膠反應(yīng)，但凝膠速度太快，過(guò)快的凝膠速度不能滿足調(diào)堵施工需要足夠安全注入時(shí)間的要求，而且容易在施工過(guò)程中發(fā)生事故。為了滿足高溫地層條件，采用一種在高溫條件下具有對(duì)采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料凝膠固化作用的活化劑，這種物質(zhì)低溫基本沒有催化作用，它的催化活性組分在溫度足夠高時(shí)（≥100℃）可明顯釋放出來(lái)，從而對(duì)采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料的凝膠固化反應(yīng)進(jìn)行啟動(dòng)，慢慢的形成凝膠封堵物。這種活化劑可以稱作采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料的4#高溫活化劑。

例如，固定采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料20%和2#添加劑4.0%，再分別加入4#活化劑1.0%、2.0%、4.0%、6.0%，余為水，攪拌均勻，于150℃恒溫加熱。觀察樣杯中調(diào)剖漿液凝膠時(shí)間。

試驗(yàn)結(jié)果表明：4#高溫活化劑可以使采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料在較高溫度條件下發(fā)生反應(yīng)，在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生凝膠。

3、5#蒸汽吞吐井專用添加劑的功能

固定采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料20%，2#添加劑4.0%，4#高溫活化劑4.0%，再加入5#蒸汽吞吐井專用添加劑3%，余為水。分別將其注入不同巖心，測(cè)定各巖心封堵率。試驗(yàn)結(jié)果表明，調(diào)堵液中加入一定量5#蒸汽吞吐井專用添加劑，在高溫條件下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后可以使采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料形成的封堵物的滲透性慢慢得到恢復(fù)，而且是隨著高溫作用時(shí)間的延長(zhǎng)滲透性恢復(fù)程度增大。說(shuō)明5#蒸汽吞吐井專用添加劑的這個(gè)性質(zhì)非常適合于蒸汽吞吐采油工藝。實(shí)際調(diào)剖作業(yè)時(shí)，可根據(jù)需要調(diào)整5#蒸汽吞吐井專用添加劑以及采油用調(diào)剖劑硅氧樹脂類調(diào)堵材料和其它添加劑的比例以滿足滲透率恢復(fù)的不同要求。

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