在油田開發(fā)過程中,由于修井、采油及地層結構的影響,油水井經(jīng)常出現(xiàn)管外竄通和鉆井液漏失等問題,嚴重影響采油速率和油水井的使用壽命。本文以環(huán)氧樹脂作為封竄劑主劑,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加量對環(huán)氧樹脂膠塞堵劑固化時間、固化強度、封竄等性能的影響,并根據(jù)簡化的環(huán)氧樹脂固化動力學模型,模擬得到樹脂膠塞封竄劑凝膠時間和溫度的關系曲線。研究結果表明,環(huán)氧樹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)氧樹脂用量）,固化劑TEA加量為10%數(shù)20%時,在130℃下環(huán)氧樹脂膠塞封竄劑的固化時間可控制在2數(shù)5 h,固化后抗壓強度可達到20 MPa以上,封竄強度5.57 MPa,當KH-560加量為3%數(shù)4%時,樹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。通過模型模擬得到稀釋劑加量15%、固化劑TEA加量15%的環(huán)氧樹脂膠塞漿液的凝膠時間tgel與溫度T關系為:■,對現(xiàn)場施工具有指導意義。圖9表3參18 

【文章來源】：油田化學. 2020,37(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

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

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

aa
=+-a（3）由于式（3）右邊的對數(shù)部分0dln(1)gelnAaaa
-與時間、溫度無關，可以看做常數(shù)，記為C，因此，式（3）可進一步簡化為式（4）：ln()agelEtCRT=+aRT（4）由式（4）可以看出，ln（tgel）與1/T呈線性關系，利用表3中的實驗數(shù)據(jù)對ln（tgel）和1/T進行線性擬合分析，見圖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。對式（4）進一步分析整理，可得到樹脂膠塞凝膠時間與溫度的關系式（5）：132081.234exp()273geltT=+（5）式中，tgel—膠塞凝膠時間，min；T—溫度，℃。根據(jù)式（5）可擬合出環(huán)氧樹脂膠塞凝膠時間-溫度的關系曲線，具體見圖7。根據(jù)環(huán)氧樹脂膠塞溫度與凝膠時間的對應關系能預測環(huán)氧樹脂膠塞在特定溫度下所對應的凝膠時間。針對不同深度地層堵水預測凝膠時間，調(diào)整對應環(huán)氧樹脂膠塞配方體系達到精準堵水的目的。2.4環(huán)氧樹脂膠塞的熱穩(wěn)定性對稀釋劑、固化劑加量均為15%的環(huán)氧樹脂膠塞漿液固化后的環(huán)氧樹脂膠塞進行熱失重分析，結果如圖8所示。在升溫的過程中，膠塞的質量逐漸減少，在室溫數(shù)150℃區(qū)間內(nèi)樹脂膠塞基本穩(wěn)定，升溫至150℃數(shù)300℃溫度區(qū)間時，質量損失不到10%，在300℃數(shù)450℃溫度區(qū)間，膠塞質量迅速減少了80%。因此可見，環(huán)氧樹脂膠塞在室溫數(shù)300℃范圍內(nèi)具有良好的熱穩(wěn)定性能。圖6凝膠時間ln（tgel）與1000/T線性回歸關系圖7樹脂膠塞凝膠時間-溫度擬合曲線實驗數(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】：
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