[发明专利]泥饼弹性化剂、其制备方法与应用以及泥饼成型模拟方法

说明书

本发明公开了一种泥饼弹性化剂、其制备方法与应用以及泥饼成型模拟方法。所述泥饼弹性化剂各组分的质量百分数为：丙烯酰胺12.5％～20％，丙烯酸5％～7.5％，N,N‑二甲基丙烯酰胺5％～7.5％，N,N‑亚甲基双丙烯酰胺0.05％～0.15％，过硫酸铵0.02％～0.15％，铁氰化钾0.025％～0.175％，其余为水。本发明提供的泥饼弹性化剂可以使固井环空二界面的泥饼整体交联，形成一层类似于橡胶树脂的弹性化泥饼，具有良好的密封能力和较高的强度，有利于提高固井二界面的密封质量，克服了现有泥饼固化方法所存在的，在后期的生产及增产过程中固化泥饼易发生破坏失效的难题。

技术领域

本发明涉及一种泥饼弹性化剂，具体涉及一种泥饼弹性化剂、其制备方法与应用以及泥饼成型模拟方法。属于石油工程固完井技术领域。

背景技术

固井是油、气井建井过程中的一个重要环节，是在井眼钻成后，向井内下入套管，并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥浆的过程。固井水泥环的主要作用之一是封隔环空。水泥环环空密封能力失效会导致层间窜流，影响油气层的分层开采和管理，甚至会造成井口冒油冒气，危害环境和人身安全。由于固井作业结束后，在固井二界面处往往会有一层无法固结的泥饼存在，随着时间的推迟，这层未固化的泥饼会逐渐由于地层水溶蚀等原因发生破坏，引起流体在环空二界面处发生窜流。为了改善二界面泥饼的密封能力，研究人员提出了泥饼固化方法，通过采用一些措施将原来无法固化的泥饼进行固化来改善固井二界面泥饼的密封能力。泥饼固化方法主要包括两种，MTC(Mud to Cement，即泥浆转化为水泥浆)结合多功能钻井液方法，与MTA(Mud Cake to Agglomerated Cake，即泥饼仿地成凝饼)方法。虽然通过上述的泥饼固化方法形成的固化泥饼的密封效果比固化前有了较好的改善，但是用上述方法形成的固化泥饼的强度较弱，在后期的生产及增产过程中，固化泥饼容易发生失效破坏，进而丧失密封能力。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种泥饼弹性化剂、其制备方法与应用以及泥饼成型模拟方法。该泥饼弹性化剂作为固井前置液滤失进入泥饼后，使泥饼整体交联形成一种高强度的吸水树脂，可改善环空二界面的密封能力，且在后期的生产及增产过程中，泥饼不易发生失效破坏。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种泥饼弹性化剂，按质量百分比由下述原料组成：丙烯酰胺为12.5％～20％，丙烯酸为5％～7.5％，N,N-二甲基丙烯酰胺为5％～7.5％，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为0.05％～0.15％，过硫酸铵为0.02％～0.15％，铁氰化钾为0.025％～0.175％，其余为水。

上述泥饼弹性化剂的制备方法，其具体步骤为：取丙烯酰胺，丙烯酸，N,N-二甲基丙烯酰胺，N,N-亚甲基双丙烯酰胺，过硫酸铵，铁氰化钾溶于水混合制得泥饼弹性化剂。

上述泥饼弹性化剂在固井中作为固井前置液的应用，将上述泥饼弹性化剂作为固井前置液滤失进入泥饼后，使泥饼整体交联形成一种高强度的吸水树脂，可改善环空二界面的密封能力，且在后期的生产及增产过程中，泥饼不易发生失效破坏。

作为优选的技术方案之一，上述应用的具体步骤为：

(1)将上述泥饼弹性化剂作为固井前置液注入到油气井内，所述泥饼弹性化剂与井壁泥饼直接接触；

(2)将水泥浆注入到油气井内，所述水泥浆与步骤(1)中泥饼弹性化剂直接接触。

作为优选的技术方案之一，步骤(1)所述泥饼弹性化剂与井壁泥饼接触时间大于8分钟。

作为进一步优选的技术方案之一，步骤(1)所述泥饼弹性化剂与井壁泥饼接触时间大于10分钟。

一种泥饼成型模拟方法，本模拟方法是利用上述泥饼弹性化剂在室内模拟弹性化泥饼的成型过程，其具体步骤为：