一种调凝组合物、调凝剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种调凝组合物，调凝剂及其应用。本发明专利技术提供的调凝组合物，主要组分包括葡萄糖酸盐、聚丙烯酸盐和乙二胺四乙酸盐。将本发明专利技术提供的调凝剂应用到热固树脂胶凝材料体系中，能够实现30～100℃温度下调节热固树脂胶凝材料稠化时间超过150min，满足4000m以内中浅油气井安全固井需求。

【技术实现步骤摘要】
一种调凝组合物、调凝剂及其应用
本专利技术涉及油气井固井领域，具体涉及一种调凝组合物，包含此调凝组合物的热固树脂胶凝材料调凝剂及其应用。
技术介绍
随着近年来各国对清洁能源的需求不断增大，尤其是页岩气等非常规油气田不断投入开发，常规的油井水泥也暴露出了其在保障油气井井身结构完整性、适应小间隙环境以及大规模射孔及酸压改造方面的不足。例如，水泥浆浆体的体积收缩使得水泥环的胶结之类不能保证，还可能形成微间隙，引发地层流体窜流。同时，模拟研究表明，水泥环界面存在0.01mm的微间隙就可发生气窜。高脆性水泥石在强载荷冲击作用下，水泥环会破裂而形成宏观裂纹和界面破坏。从材料角度考虑，寻求开发新型的胶凝材料是固井工程的一个发展方向。有机树脂材料在国内外油气井工程中的应用中已经得到了一定的探索，特别在承压堵漏、提高水泥环胶结质量方面取得了良好的应用效果。为了解决油气井环空窜流及持续套管带压的难题，Halliburton公司近年研发出一种WellLock环空密封树脂，专门用于套管与井壁环空的密封，防止油气水侵入，保证井筒完整性，延长油气井的生产寿命。在井筒内出现微环隙、环空气窜、井口带压、套管渗漏、砂砾石填充渗漏或需要堵水等井况而进行的“挤水泥”修补作业时，WellLock树脂能够恢复井眼的完整性；在固井施工时与前置液配合使用，WellLock树脂能发挥辅助密封作用，提高水泥环胶结强度。但是WellLock树脂当前还没有满足固井工程对入井水泥体系综合性能的要求，且成本较高，没能够真正用于固井。中石化研制的热固性树脂胶凝材料在加热、加压的条件下能交联固化形成网状体型结构，耐热性高，受压不易变形，具有优良的附着力、抗冲击、耐腐蚀等优点。配合使用合适的可固化骨架材料能够进一步改善或调控热固性树脂体系的密度、强度、流变、等性能。由于固井作业过程是将树脂胶凝体系通过地面泵送设备泵送入套管到达井底，再通过套管和井壁之间的环形空间上返到井口或预定位置，因此在未到达指定位置前，树脂胶凝体系必须保持液体可泵状态，然而井下的高温高压环境会促使胶凝体系快速凝结从而丧失流动性，因此必须在树脂胶凝体系中加入调凝剂调节固化时间。目前国内使用的固井缓凝剂主要有木质素磺酸盐及其衍生物、羟基羧酸、糖类化合物、纤维素衍生物、有机膦酸盐、硼酸无机酸等，但这些缓凝剂均无法满足树脂胶凝体系固井现场要求。为满足树脂胶凝体系井下固井工程基本要求，研制一种树脂胶凝材料调凝剂，实现井下高温环境下固化时间可调可控，满足了油气田现场固井等安全泵注施工需求。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术第一方面提供了一种调凝组合物，本专利技术提供的调凝组合物的主要成分包括葡萄糖酸盐、聚丙烯酸盐和乙二胺四乙酸盐。本专利技术的第二方面提供了一种调凝剂，热固树脂胶凝材料在应用该调凝剂后可配制成浆体适用于井下固井应用，最高耐温100℃。能够按照现场固井工程要求有效调节固化时间，具有非常良好的可泵性，能够实现直角稠化。本专利技术的第三方面提供了上述调凝组合物和上述调凝剂在固井领域的应用。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供的调凝组合物包括葡萄糖酸盐、聚丙烯酸盐和乙二胺四乙酸盐。根据本专利技术的一些实施方式，所述葡萄糖酸盐选自葡萄糖酸的碱金属盐和碱土金属盐中的一种或多种，优选选自葡萄糖酸钾、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钙和葡萄糖酸镁中的一种或多种，更优选为葡萄糖酸钠。根据本专利技术的一些实施方式，所述聚丙烯酸盐选自聚丙烯酸的碱金属盐和碱土金属盐中的一种或多种，优选选自聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙和聚丙烯酸镁中的一种或多种，更优选为聚丙烯酸钠。根据本专利技术的一些实施方式，所述乙二胺四乙酸盐选自乙二胺四乙酸的碱金属盐和碱土金属盐中的一种或多种，优选选乙二胺四乙酸二钾、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸钙和乙二胺四乙酸镁中的一种或多种，更优选为乙二胺四乙酸二钠。由于热固树脂胶凝材料形成的胶凝体系是一个复杂的综合作用过程，通过分析热固树脂胶凝体系的缓凝机理，专利技术人创造性的发现，引入葡萄糖酸盐(例如葡萄糖酸钠)、聚丙烯酸盐(例如聚丙烯酸钠)和乙二胺四乙酸盐(例如乙二胺四乙酸二钠)三者组合的离子络合调凝方案，加量与缓凝时间具有良好的线性关系，能够根据不同时间要求进行加量调整，满足现场施工要求。根据本专利技术的一些实施方式，所述葡萄糖酸盐与聚丙烯酸盐的质量比为(0.3-3):1，例如0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.7:1、0.9:1、1:1、1.3:1、1.5:1、1.7:1、2.0:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1、3.0:1以及它们之间的任意比值。根据本专利技术的一些实施方式，所述葡萄糖酸盐与聚丙烯酸盐的质量比为(0.5-2):1。根据本专利技术的一些实施例，所述葡萄糖酸盐与聚丙烯酸盐的质量比为(0.5-1.5):1。根据本专利技术的一些实施方式，所述葡萄糖酸盐与乙二胺四乙酸盐的质量比为(0.5-5):1，例如0.5:1、0.9:1、1.0:1、1.2:1、1.5:1、2.0:1、2.5:1、3.0:1、3.5:1、4.0:1、4.5:1、5.0:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1、3.0:1以及它们之间的任意比值。根据本专利技术的一些实施方式，所述葡萄糖酸盐与乙二胺四乙酸盐的质量比为(1-3):1。根据本专利技术的一些实施方式，所述葡萄糖酸盐与乙二胺四乙酸盐的质量比为(1.5-2.5):1。根据本专利技术的一些实施方式，所述调凝组合物包括10-50％的葡萄糖酸盐、10-50％的聚丙烯酸盐和10-50％的乙二胺四乙酸盐。根据本专利技术的一些实施方式，所述调凝组合物包括20-40％的葡萄糖酸盐、20-40％的聚丙烯酸盐和20-40％的乙二胺四乙酸盐。根据本专利技术的一些实施方式，所述调凝组合物包括20-30％的葡萄糖酸盐、35-40％的聚丙烯酸盐和20-35％的乙二胺四乙酸盐。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供的调凝剂，其通过包括上述调凝组合物的原料制备而成，或者包括上述的调凝组合物。根据本专利技术的一些实施方式，所述调凝剂的适用温度为30-100℃。本专利技术提供的热固树脂胶凝材料用调凝剂，能够实现30～100℃温度下调节热固树脂胶凝材料固化时间超过150min，满足4000m以内中浅油气井安全固井需求。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了上述调凝组合物或上述调凝剂在固井中的应用，尤其是在树脂凝胶体系中的应用。根据本专利技术的一些实施方式，基于树脂凝胶材料的总重量，所述调凝组合物或调凝剂的加量为3-20％，优选为5-15％。本专利技术的调凝剂具有离子络合机理，加量与缓凝时间具有良好的线性关系，能够根据不同时间要求进行加量调整，满足现场施工要求。本专利技术提供的热固性树脂凝胶体系用调凝剂，与现有技术相比的主要优势在于：1.热固树脂胶凝材料可配制成浆体在固井时使用，使用该热固树脂胶凝材料调凝剂配置的浆体流变性好，易于固井施工。2.适用温度30～100℃，固化时间可调，可泵时间100min以上。3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调凝组合物，其包括葡萄糖酸盐、聚丙烯酸盐和乙二胺四乙酸盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种调凝组合物，其包括葡萄糖酸盐、聚丙烯酸盐和乙二胺四乙酸盐。


2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述葡萄糖酸盐选自葡萄糖酸的碱金属盐和碱土金属盐中的一种或多种，优选选自葡萄糖酸钾、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钙和葡萄糖酸镁中的一种或多种，更优选为葡萄糖酸钠。


3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述聚丙烯酸盐选自聚丙烯酸的碱金属盐和碱土金属盐中的一种或多种，优选选自聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙和聚丙烯酸镁中的一种或多种，更优选为聚丙烯酸钠。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述乙二胺四乙酸盐选自乙二胺四乙酸的碱金属盐和碱土金属盐中的一种或多种，优选选自乙二胺四乙酸二钾、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸钙和乙二胺四乙酸镁中的一种或多种，更优选为乙二胺四乙酸二钠。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述葡萄糖酸盐与聚丙烯酸盐的质量比为(0.3-3):1，优选为(0.5-2):1，更优选为(0.5-1.5):1；和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雷，周仕明，谭春勤，赵艳，高元，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11