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作者：

李圆

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摘要：

随着高分子化学的发展,高分子类材料广泛应用于石油工程的各个领域。基于聚合物/交联剂发生化学反应生成的聚合物凝胶,由于其特有的流变性能、耐温能力、较高强度及破胶性能,使其在堵水、调剖、修井、分段压裂、钻井堵漏等施工作业中有不可替代的作用。聚合物凝胶体系按照交联剂种类可分为有机交联体系及无机交联体系。Cr(III)/HPAM凝胶体系是发展较早且应用最为广泛的凝胶体系。但是该体系存在成胶时间短,凝胶强度低的缺点,限制了该体系凝胶在高温井的应用。有机交联体系,如酚醛/HPAM、PEI/HPAM凝胶体系等,该类凝胶是通过交联剂与聚合物之间形成共价键,使得该类凝胶强度高,抗温性能优异,但是破胶较困难。论文以可溶性淀粉,丙烯酰胺单体为原料,以硝酸铈铵为引发剂,优化淀粉接枝共聚AM的反应条件,合成一种以天然大分子淀粉为骨架且接枝率高达88.2%的聚合物凝胶基液,采用酚醛类交联剂,使得该体系凝胶既具备较高的强度,优异的耐温性能,又可快速破胶,降低对地层的伤害。且通过岩心伤害实验证实经过破胶剂处理,凝胶对岩心的伤害率可降低到10%左右。通过对凝胶性能进行研究,发现凝胶成胶时间可控,100℃下凝胶成胶时间从1h-7h可控,且最高抗温160℃,160℃条件下未出现水化,破胶等现象。凝胶抗污染性能优异,酸、碱、盐及原油未对凝胶性能产生明显影响。凝胶在高剪切速率(100转/秒)剪切下依然具有较高的粘度,通过稳定性测试发现,在120℃条件下凝胶保持10d内稳定存在不破胶。凝胶成胶后加入20%破胶剂,能在8h后破胶彻底,破胶液表观粘度约为16mPa·s。通过破胶剂处理储层伤害率可在8d内降低至10%左右。该凝胶体系在北阿ANZZ-13井的成功实施,在井深2780m处注入聚合物凝胶80m,最终试压1400Psi且稳压10min,说明凝胶塞在井筒中成胶彻底且稳定存在。从而验证了凝胶性能,与以往注水泥塞施工相比,通过实施聚合物凝胶塞技术,提高了打水泥塞作业的成功率,并且由于将储层与修井井段分隔开,降低了修井液及其他流体污染储层的风险,节约了施工成本。

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关键词：

淀粉接枝共聚物 丙烯酰胺 低储层伤害凝胶 修井 堵漏