脲醛树脂技术

针对油水井施行堵水过程中难以精确控制用量、 堵剂糜费大、 施工风险高的问题， 展开了溶液类堵剂、 固相颗粒复合堵水体系研讨。在堵水剂挤注过程中固相颗粒不时滤失封堵， 自动调整进液通道， 最终完成平均、 整体封堵。经过对脲醛树脂在稠化、 固相填料两方面的系统研讨， 构成了脲醛树脂为主体的新型堵水剂。应用中针对不同封堵请求， 调整不同稠化及填料质量分数， 完成深部处置与炮眼封堵的一体化无缝处置；堵剂挤注压力完整控制在平安范围内并可顺利顶替到位， 直接关井候凝， 大大降低了施工风险， 技术优势明显， 获得了较好的矿场应用效果。

正文:

堵水技术中大局部都触及封近井炮眼问题， 这是决议措施成败的关键。技术难点在于：一是堵剂性能难以顺应不肯定的储层孔、 渗情况及差别， 堵得住普通进不深， 进入深就堵不住口；二是堵剂用量不易控制， 现场施行普通以挤注压力决议施工进程，封堵胜利普通都是中途起压， 堵剂过量， 常常是非少就多；三是施工风险大， 挤注不到位就必需立刻放压洗井， 以保证管柱平安， 放压会对封堵效果产生致命的影响， 这是一对难以调和的矛盾。

矿场施行中以确保炮眼封堵为重点， 根本上都采取在层段外表构成一定厚度的高强度且浸透性极低的滤饼完成封堵的方式， 如油井水泥类堵剂， 其优点是简单、 快速， 缺陷是易失效、 不耐酸碱、 施工风险大、 套损机率大。真正完成中深部封堵和外表浅堵一体化的堵水技术应用胜利例子较少， 是堵水技术不断以来研讨的方向。

脲醛树脂堵水剂未固化前为黏度较低的均质溶液。油井堵水时， 把配制好的树脂堵水剂泵入目的井段， 在地层温度下发作化学反响固化， 完成封堵目的。储层孔隙在平面及纵向渗流才能都存在较大的差别， 表现为具有不同的过流才能， 而均质溶液总是沿最小活动阻力方向推进， 结果必然是部分指进， 不能较平均地进入要封堵部位的一切孔隙， 无法完成整体封堵。这是限制脲醛树脂类流体堵剂在油井堵水方面应用的瓶颈， 是多年来不断未能在油田开发中得以推行应用的主要缘由。

脲醛树脂堵水新技术以合成脲醛树脂中间体为基液， 参加共同的增稠资料和可变形的固相颗粒， 对树脂溶液停止稠化增黏同时充填一定浓度固相， 混配成较稳定的可活动混合体。堵水剂挤注过程中固相颗粒在地层孔隙中不时滤失封堵， 自动调整进液通道， 完成平均、 整体封堵。

1　脲醛树脂堵水剂

针对脲醛树脂溶液在堵水技术上的缺陷， 肯定了调理体系黏度、 添加适宜填料两个方向停止研讨。树脂固化易受组分质量分数、 液体环境、 化学调理剂等的影响。因而， 恰当的固化时间控制， 增稠剂、 充填剂选择的研讨尤为重要 ［1］ ， 难度也较大。

1.1　固化时间控制

表 1 为不同固化剂加量和固化时间关系实验结果。50~95℃条件下， 加量 0~0.35%， 固化时间最短12 min， 最长近 20 h， 不同温度下脲醛树脂堵剂固化时间可控性强， 固化后强度全部大于 15 MPa。堵剂固化时间随质量分数的增加直线上升， 而堵剂固化后的强度与固化剂用量的关系不大， 现场应用时可依据封堵深度和施工时间停止调理 ［2］ 。

1.2　体系黏度调理

增稠剂对堵剂黏度影响较大。图 1 为增稠剂加量与体系黏度关系曲线， 加量越大， 黏度越大并有加剧上升的趋向， 当加量足够大时黏度能够到达

10 000 mPa · s 以上， 处于半活动状态。现场应用时可依据技术请求停止调理， 黏度能够控制在 30mPa · s 到 10 000 mPa · s 间恣意值。高的黏稠性使体系的悬浮稳定性、 平均注入才能、 固结体稳定性得到较大的提升。

1.3　固相颗粒对封堵才能的影响

脲醛树脂基液在注入填砂管过程中根本没有压力显现。图 2 是参加不同质量分数、 粒径的固相颗粒后的堵剂注入实验曲线。参加固相颗粒后的堵剂在注入过程中， 由于固相颗粒侵入孔隙， 增大了固相颗粒与孔壁的附着面积， 并在注入压差作用下使得固相颗粒封堵孔隙喉道更为有效 ［3］ ， 压力疾速上升，出口堵剂流出量不时减少并完整断流。图 2 中实验比照结果阐明， 固相颗粒对堵剂封堵才能影响较大，高质量分数比低质量分数的封堵才能强；大粒径（400 目） 比小粒径（800 目） 的封堵才能强。

2　应用实例

2.1　31-X3214 井新型脲醛树脂先期堵底水实验

该井的 32# 层为底水油层， 深度 2 861.6~2 876.4m， 顶油 4.2 m， 底水 10.6 m。消费层段固井质量不合格， 为避免投产后水窜， 对该层油水界面位置停止“打隔板” 化堵。共挤注新型脲醛树脂堵剂 24 m 3 ， 分3 个不同段塞， 最后封口压力 28 MPa， 全部挤注到位， 直接关井候凝。施工曲线见图 3。

作业钻塞后实验合格， 投产后无水产油期较同类油层延长 4 个多月， 有效期 1 年以上， 效果显著。

2.2　101X28 井先期封窜实验

该井目的层及以上井段固井质量不合格， 试油前需对试油层段上下水层停止打隔板封堵， 射孔井段 2 921.4~2 922.4 m， 2 898.8~2 899.8 m， 采用新型脲醛树脂堵剂停止打隔板封窜施工。共注入堵剂 12m³ ， 最高压力 18 MPa。作业钻塞合格， 投产后消费效果较好， 封窜有效。施工曲线见图 4。

 

3　应用效果剖析

3.1　低压挤注

脲醛树脂堵水剂增稠后具有较强的携带固相颗

粒作用， 而固相颗粒在一定的挤注压力下容易破碎变形。 依托固相颗粒在油藏岩石孔隙和喉道中运移、封堵、 弹性变形（或破碎） 、 再运移、 再封堵来不时地调整堵剂注入通道， 完成了在较低的挤注压力下， 达到较高的封堵胜利率 ［4］ 。

矿场实验状况统计来看（表 2） ， 不论是在高渗或中低渗地层中， 挤注堵剂过程中爬坡压力普通在 3~6 MPa， 最后都能按设计顺利顶替到位， 未呈现过中途超压状况。一方面阐明了堵剂优越的挤注性能，大大降低了施工风险， 另一方面表现了对不同物性储层的良好的顺应才能。堵剂的这种特性能够完成有把握地“注得进、 堵得住” ， 防止了堵水措施中普遍存在的堵剂量非“少” 就“多” ， 施工压力非“低”就“超” 的难以掌控的技术难题。

3.2　直接关井候凝

如何完成有效封堵和井筒管柱平安是不断以来难以两全的技术难题。封堵近井及炮眼最常采用水泥类堵剂， 配制高固相含量（大于 70%） 的浆液挤注，在井口或井筒所能接受的最高压力下在井壁构成滤饼封堵。浆液的剩余量难以预测， 高压挤注后需求立刻放压洗井， 施行胜利率相对较低， 施工管柱易卡， 风险较大。

新型脲醛树脂堵剂能够完成按设计量完成挤注， 顶替到位， 不洗井直接关井侯凝， 确保封堵效果。表 3 为脲醛树堵水新技术应用状况， 不同物性和不同措施目的的井实践用量和设计用量根本分歧（实践用量是指实践挤注入井的堵剂量） ， 而压力不超， 阐明全部井都完成了堵剂的顺利挤注， 并胜利顶替到位。

3.3　不同处置半径及炮眼封堵一体化

封窜或打底水隔板需求对目的段停止深部处理， 油井水泥类堵剂因进入才能差， 无法满足请求。选择纯流体性的化学堵剂（如冻胶、 沉淀类堵剂等）固然易于进入地层， 但根本上是一种不平均推进， 无法对近井及炮眼完成整体封堵。两者分离运用， 在近井又存在一个接触界面， 因两种体系互相影响， 在界面必定存在一个窜流通道， 招致堵水无效。

脲醛树脂堵水新技术采用不同黏度、 不同固相颗粒质量分数的堵剂段塞组合连续注入， 前期注入不加固相颗粒或颗粒质量分数低的段塞， 对地层较深部位固化封堵；后续较高颗粒质量分数段塞在近井自动调整转向， 整体推进封堵。一切段塞基液都为脲醛树脂溶液， 完成了对地层深、 浅部位封堵一体

化， 并能按不同技术请求停止恣意调理。

3.4　易于钻塞， 施工有效率高

水泥类堵剂固结后硬度大、 脆性小， 钻塞慢。尤其是大套管或斜井在水泥挤封后因环空间隙大、 管柱不居中， 钻屑上返慢易卡钻；管柱弯曲严重， 无法有效进步钻压， 钻塞难度较大。矿场施行过程中经常呈现屡次返工或挤封后钻塞无进尺的问题， 影响油井消费。

表 4 计了几口井应用脲醛树脂堵水新技术后钻塞状况。封堵后无论大小套管， 不同井深， 钻塞时间都在 5 h 以内， 最短 2 h， 普通 3~4 h， 差别不大， 整体钻塞耗时短， 作业效率高；钻速较快， 普通在 30~50 m/h， 是钻水泥塞的 7 倍以上。缘由有二：一是因脲醛树脂相对密度较低， 钻屑携带性好， 易于上返；二是脲醛树脂固化体脆性大， 可钻性强。脲醛树脂堵水新技术的良好可钻性不只缩短了作业周期， 而且处理了一些特殊井型（如大套管、 大斜度、程度井等） 堵水有效率低、 钻塞艰难的技术难题。

4　结论

（1） 脲醛树脂堵水新技术处理了液体堵剂炮眼封堵难题， 具有流体化学堵剂及强封口堵剂的双重优势， 能够满足打隔板、 封窜等措施中对中深部封堵和近井、 炮眼封堵一体化无缝衔接的技术请求。

（2） 对不同物性的地层有较强的顺应性， 能完成较高压力下稳定注入， 整体推进， 高效封堵。

（3）该堵剂施工平安系数高， 挤注后能够不洗井、 不动管柱直接关井反响。

（4） 能够普遍用于封层（施行不维护酸化、 大套管） 、 循环二固、 中深部堵水（堵底水、 层内堵水） 、 封窜、 套变井堵水等措施。

 

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