在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中,由于修井、采油及地層結(jié)構(gòu)的影響,油水井經(jīng)常出現(xiàn)管外竄通和鉆井液漏失等問(wèn)題,嚴(yán)重影響采油速率和油水井的使用壽命。本文以環(huán)氧樹(shù)脂作為封竄劑主劑,考察活性稀釋劑縮水甘油丁醚加量、固化劑TEA加量、硅烷偶聯(lián)劑KH-560加量對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂膠塞堵劑固化時(shí)間、固化強(qiáng)度、封竄等性能的影響,并根據(jù)簡(jiǎn)化的環(huán)氧樹(shù)脂固化動(dòng)力學(xué)模型,模擬得到樹(shù)脂膠塞封竄劑凝膠時(shí)間和溫度的關(guān)系曲線。研究結(jié)果表明,環(huán)氧樹(shù)脂膠塞封竄劑中稀釋劑縮水甘油丁醚的最佳加量為15%（占環(huán)氧樹(shù)脂用量）,固化劑TEA加量為10%數(shù)20%時(shí),在130℃下環(huán)氧樹(shù)脂膠塞封竄劑的固化時(shí)間可控制在2數(shù)5 h,固化后抗壓強(qiáng)度可達(dá)到20 MPa以上,封竄強(qiáng)度5.57 MPa,當(dāng)KH-560加量為3%數(shù)4%時(shí),樹(shù)脂膠塞的封竄性能提升2倍左右,具有很好的封竄性能,完全能夠滿足套管封竄要求。通過(guò)模型模擬得到稀釋劑加量15%、固化劑TEA加量15%的環(huán)氧樹(shù)脂膠塞漿液的凝膠時(shí)間tgel與溫度T關(guān)系為:■,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工具有指導(dǎo)意義。圖9表3參18 

【文章來(lái)源】：油田化學(xué). 2020,37(02)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

固化劑分子中的羥基與環(huán)氧樹(shù)脂中的環(huán)氧基圖4稀釋比與膠塞固化時(shí)間、抗壓強(qiáng)度的影響稀釋比/%05101520253010060105抗2.2固化劑加量對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂膠塞固化性能的

┫碌釀ざ人媸?間的變化見(jiàn)圖5。隨著溫度的升高，黏度隨時(shí)間的變化速率隨之增加，黏度-時(shí)間曲線的斜率迅速增加，凝膠時(shí)間由黏度曲線的切線確定，具體見(jiàn)表2。圖3雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、正丁基縮水甘油醚結(jié)構(gòu)式圖4稀釋比與膠塞固化時(shí)間、抗壓強(qiáng)度的影響表1TEA加量對(duì)膠塞固化時(shí)間、抗壓強(qiáng)度及封堵強(qiáng)度的影響（130℃）TEA加量/%51015202530固化時(shí)間/min3802201801709060抗壓強(qiáng)度/MPa6.1822.323.328.226.516.9封堵強(qiáng)度/MPa3.215.574.644.353.06圖5不同溫度下樹(shù)脂膠塞黏度隨時(shí)間的變化曲線表2不同溫度下樹(shù)脂膠塞的凝膠時(shí)間溫度/℃6080100120140凝膠時(shí)間/min150114787061時(shí)間/min0204060801001201401601801000080006000400020000黏度/（mPa·s）60℃80℃100℃120℃140℃稀釋比/%05101520253026022018014010060固化時(shí)間/min3530252015105抗壓強(qiáng)度/MPa楊彪，黃雪莉，何龍等：環(huán)氧樹(shù)脂液體膠塞封竄堵劑體系性能評(píng)價(jià)241

aa
=+-a（3）由于式（3）右邊的對(duì)數(shù)部分0dln(1)gelnAaaa
-與時(shí)間、溫度無(wú)關(guān)，可以看做常數(shù)，記為C，因此，式（3）可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為式（4）：ln()agelEtCRT=+aRT（4）由式（4）可以看出，ln（tgel）與1/T呈線性關(guān)系，利用表3中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)ln（tgel）和1/T進(jìn)行線性擬合分析，見(jiàn)圖6。由外推法得到擬合直線的截距為C=0.21，由斜率Ea/R=1.5887求得活化能Ea=13.208kJ/mol。對(duì)式（4）進(jìn)一步分析整理，可得到樹(shù)脂膠塞凝膠時(shí)間與溫度的關(guān)系式（5）：132081.234exp()273geltT=+（5）式中，tgel—膠塞凝膠時(shí)間，min；T—溫度，℃。根據(jù)式（5）可擬合出環(huán)氧樹(shù)脂膠塞凝膠時(shí)間-溫度的關(guān)系曲線，具體見(jiàn)圖7。根據(jù)環(huán)氧樹(shù)脂膠塞溫度與凝膠時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系能預(yù)測(cè)環(huán)氧樹(shù)脂膠塞在特定溫度下所對(duì)應(yīng)的凝膠時(shí)間。針對(duì)不同深度地層堵水預(yù)測(cè)凝膠時(shí)間，調(diào)整對(duì)應(yīng)環(huán)氧樹(shù)脂膠塞配方體系達(dá)到精準(zhǔn)堵水的目的。2.4環(huán)氧樹(shù)脂膠塞的熱穩(wěn)定性對(duì)稀釋劑、固化劑加量均為15%的環(huán)氧樹(shù)脂膠塞漿液固化后的環(huán)氧樹(shù)脂膠塞進(jìn)行熱失重分析，結(jié)果如圖8所示。在升溫的過(guò)程中，膠塞的質(zhì)量逐漸減少，在室溫?cái)?shù)150℃區(qū)間內(nèi)樹(shù)脂膠塞基本穩(wěn)定，升溫至150℃數(shù)300℃溫度區(qū)間時(shí)，質(zhì)量損失不到10%，在300℃數(shù)450℃溫度區(qū)間，膠塞質(zhì)量迅速減少了80%。因此可見(jiàn)，環(huán)氧樹(shù)脂膠塞在室溫?cái)?shù)300℃范圍內(nèi)具有良好的熱穩(wěn)定性能。圖6凝膠時(shí)間ln（tgel）與1000/T線性回歸關(guān)系圖7樹(shù)脂膠塞凝膠時(shí)間-溫度擬合曲線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)線性擬合曲線y=1.5887x+0.21ln（tgel）（1000/T）/（K-1）5.04.84.64.4

【參考文獻(xiàn)】：
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