脲醛树脂微球

脲醛树脂水泥球堵漏技术引见

脲醛树脂是尿素和甲醛聚合反响后的产物。工业制备脲醛树脂的过程比拟复杂，废品为固体不溶物。钻探工程中所应用的脲醛树脂可经过现场简单混合反响取得。

脲醛树脂水泥浆主要是将脲醛树脂、水泥及水依照一定的比例混合而成。其化学反响机理为：

nH₂N-CO-NH₂+ nHCHO→H-[NH-CO-NH-CH₂]-OH+(n-1) H₂O

尿素+甲醛溶液→脲醛树脂

脲醛树脂是一种水溶性树脂，普通依照消费工艺不同，能够制造成胶体状和粉末状，普通现场为了便于溶解，运用便当，大多采用胶体状。脲醛树脂水泥浆在酸性条件下可以疾速的凝固成具有一定机械强度的有机无机混合体，由于其具有较强的抗剪切稀释性能，在公开水活泼或者大的溶洞及裂隙漏失区域显现出宏大的优越性，只需找准漏失层，其一次性堵漏胜利率十分高。另外，由于化学工艺的成熟，其本钱较低，来源普遍。

1.1 脲醛树脂的配置

经过重复实验比拟得到，尿素与甲醛溶液（38%～40%）以3：4的比例停止混合反响效果最佳。假如冬季气温较低，制备过程中反响比拟慢详细表如今尿素溶解反响较慢，因而可经过热浴办法加快二者的反响。实验标明在40～50度热水中热浴即可到达很好的效果，且拿出后尿素无析出。热浴温度不要太高，以免反响失控。

1.2 脲醛树脂水泥球制造

脲醛树脂水泥球具有良好的胶结性能，关于异常破碎等状况具有显著的功效。其主要为水泥复配一定的脲醛树脂胶液，并参加一定量的促凝剂，缩短候凝期。对脲醛树脂水泥球停止实验，制备三个水泥球样停止比照实验，详细配方如表1所示。

表1   水泥球配方

资料编号	样品1	样品2	样品3
水泥/g	100	100	100
脲醛树脂溶液/mL	28	15	--
水/g	--	15	30

废品实物如图1所示：

图1 制备的水泥球实物

图2 水浸泡摇摆后的效果

水泥球主要用处是井下堵漏，投掷后请求性能无太大变化。为模仿投掷时的水下下落环境，实验采用水中不时摇摆的办法模仿下落环境，最后察看变化。将水泥球样品放入清水中，摇摆4～5min后察看变化结果如图2所示。

实验结果发现样3没加任何脲醛树脂，摇摆后严重变形，水泥球成饼，并呈现很多裂痕，外表腐蚀严重。样2参加了局部脲醛树脂，变形较样3小许多但总体还是有点过大，有点扁化，边缘呈现少许裂痕。样1只参加了脲醛树脂溶液，摇摆后根本无变化，水泥球根本无变形，无裂痕，外表润滑平整。

实验探究得出脲醛树脂水泥球配方：

32.5级水泥：脲醛树脂浆液：水 = 5：1：1

主要性能：凝固时间：6-8h   强度：3-8MPa

2 可循环微泡沫钻井液技术

为了减少钻井液对地层的压力，同时封堵一些微小裂隙，配制可循环的微泡沫钻井液停止循环，能够更有效的减小漏失。泡沫钻井液主要是经过泡沫的汇集，颗粒互相桥塞构成较大的毛细管阻力从而封堵微小的漏失通道，其原理图如图3所示。

图3 泡沫钻井液堵漏表示图

经过实验复配得出，泡沫钻井液的配方为：0.1-0.3%ADF-3（现场起泡剂）+0.2%HV-CMC+1%膨润土（钠膨润土）+5%碳酸钠（土重）+0.2%XC（黄原胶），主要性能：半衰期可达240min，密度0.8-0.85g/cm³；表观粘度：30mpas，塑性粘度：30mpas

采用质量较优的黄原胶以及高粘羧甲基纤维素钠盐能够大大进步泡沫钻井液的半衰期。为了进一步减少本钱，使泡沫钻井液能够循环运用，需求后期的消泡剂的优选。

图4 现场配制的泡沫钻井液

 

3 综合堵漏施工工艺

3.1 脲醛树脂水泥球堵漏施工工艺

现场直接依照上述比例制造水泥球，下入一个堵头（能够是蛇皮袋或者软木塞等，主要起到一定的封堵作用），将水泥球投放进去，运用钻具将水泥球挤入井壁，6-8h后就能够凝固，构成稳定封堵段，从而正常钻进，如图5所示。

图5 脲醛树脂水泥球堵漏技术表示图

3.2 可循环微泡沫泥浆堵漏工艺

按比例先后参加水、膨润土、碳酸钠搅拌20min后，迟缓参加纤维素，继续搅拌约20min，再参加黄原胶，搅拌约20min后参加起泡剂，停止搅拌，配制好后泵送循环。当有局部泡沫钻井液上返后，参加0.3%的消泡剂，充沛搅拌，然后进入废浆池中沉淀，6-10h后抽取上部浆液参加0.2%ADF-3起泡剂，搅拌20min后能够继续循环运用。

 

4 完毕语

在河南灵宝大湖矿区ZK8403孔施工过程中，由于裂隙地层严重漏失，及现场施工水源紧缺的状况下，采用尿醛树脂水泥球分离微泡沫泥浆堵漏技术胜利地预防并减少了漏失状况。进步了施工效率，节约了本钱。证明了微泡沫泥浆在岩溶裂隙发育地层的适用性。同时经过施工总结出一套完好的施工泥浆配比计算计划，为进一步施工提供了良好的自创。
 

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