高压注水井带压作业凝胶封堵体系性能评价

作     者：汪万飞 付红 WANGWanfei;FU Hong

作者机构：中国石油长庆油田分公司第九采油厂宁夏银川750006 中国石油长庆油田分公司第三采油厂宁夏银川750006 

出 版 物：《油田化学》 (Oilfield Chemistry)

年 卷 期：2023年第40卷第4期

页      面：621-626页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0703[理学-化学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家自然科学基金“堵水潜力评价方法及选择性堵剂体系研究”(项目编号51663013)。 

主　　题：高压注水井 带压作业 凝胶 成胶时间 凝胶强度 破胶 

摘      要：为满足高压注水井带压作业对凝胶封堵体系的强度、成胶时间以及可破胶的性能要求,采用丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为二元聚合物体系、三羟甲基化合物(Smel30)为交联剂制备了一种耐温抗盐凝胶封堵体系。研究了温度、无机盐、模拟油含量、剪切时间对凝胶体系成胶时间和凝胶强度的影响,同时研究了破胶剂过硫酸钠用量对凝胶体系破胶效果的影响。结果表明,温度由40℃升至100℃时,凝胶体系的成胶时间由23.5 h缩短至2.0 h、凝胶强度由39.4 Pa增至88.6 Pa。无机盐可使聚合物链间距离减小,成胶时间缩短,凝胶强度略有增加;3种无机盐对凝胶体系成胶时间和凝胶强度的影响从小到大依次为NaClMgCl_(2)CaCl_(2)。凝胶体系抗油污和抗剪切能力较强。加入1%~10%的模拟油可使凝胶体系的成胶时间由8 h增至15 h,凝胶强度的变化较小;在60℃、500 r/min的条件下剪切60 min后,成胶时间从7 h增至17 h,但凝胶强度仍能保持81%。凝胶体系的热稳定性较好,在60℃老化15 d未出现明显脱水,且凝胶强度为67 Pa。过硫酸钠可以高效低成本破胶,按体积分数为30%的量在凝胶体系中加入质量分数为30%的过硫酸钠,60℃下的破胶时间为20 h,残液表观黏度为64.4 mPa·s,可以通过气体或清水将破胶残液顶替至地面,易于返排,满足现场施工要求。