[发明专利]咪唑物增强型抗超高温液体胶塞及其成胶测试改进方法

说明书

本发明提供一种咪唑物增强型抗超高温液体胶塞及其成胶测试改进方法，涉及油田化学领域。咪唑物增强型抗超高温液体胶塞主要由按质量百分比计的以下组分制成：咪唑物5‑20％、稳定剂0.2‑0.4％、纳米材料2‑4％、聚合物2‑4％、交联剂1‑2％，其余量为水。咪唑物增强型抗超高温液体胶塞通过上述原料制备，配制工艺简单，抗温190℃，初凝时间1‑1.5小时，终凝时间在3.5‑4小时，可满足超高温储层(180‑190℃)2‑5天的井筒暂堵与返排作业需求。其成胶测试改进方法克服了常规手段忽视的升温速率和传热材料的影响，可以进一步模拟井下真实情况，减少实验误差。

技术领域

本发明涉及油田化学凝胶暂堵隔离领域，具体而言，涉及一种咪唑增强型抗超高温液体胶塞及其成胶测试改进方法。

技术背景

随着油气勘探开发的不断进步，深井，超深井，高温，超高温井的数量逐年递增，我国塔里木库车、渤海、四川磨溪等诸多油田某些储层温度在180℃以上，甚至达到190℃，这对井下化学材料提出了严苛挑战。

液体胶塞(或凝胶)作为一种化学临时隔离塞广泛应用于钻完井、压井和修井等作业，其作用在于隔离工作液与储层，防止工作液漏入地层，避免成本增加和储层污染。现有胶塞普遍沿用调剖堵水时使用的聚合物凝胶体系，耐温性能有限，虽然使用诸如二氧化硅、粉煤灰、锂皂石等纳米材料或固相颗粒可在一定程度上提升胶塞抗温能力，但也难以满足超高温储层(≥180℃)的要求，而且这些材料添加过多容易造成泵送困难。为满足工况需要，在具备抗超高温性能的同时还应兼顾成胶、强度、返排等问题。因此，亟待攻关研发一种抗超高温、易泵入、具备一定强度、自降解(或自然返排)的液体胶塞体系。

离子液体是一种在室温(或室温附近)呈现液态由阴阳离子组成的熔融盐。目前在石油与天然气主要使用的是咪唑类离子液体，其应用主要在脱硫工艺、表面活性剂和黏土抑制剂等方面，但成本过高的问题一直难以开展现场应用。咪唑物作为咪唑类离子液体的主链提供了大部分优异的化学性能、热稳定性等，而且这种原料价格相对便宜，可作为一种提高胶塞性能的新思路。

胶塞(或凝胶)的成胶性能是考虑井筒泵入性的重要因素。其成胶性能通常采用瓶底实验和凝胶强度代码测试。但在以前的实验中，大多数实验都采用恒定温度的烘箱进行测试，忽视了凝胶母液在井筒泵入过程中升温速率的影响，而且瓶底实验为了方便观察多采用玻璃瓶进行测试，忽视了井筒钢制合金传热的影响。这两个方面都会导致测试结果与现场结果误差过大，为进一步缩小误差，需要在现有实验基础上进行改进。

发明内容

为满足超高温储层(≥180℃)的暂堵作业要求，本发明提供一种咪唑物增强型抗超高温液体胶塞，其具有抗温190℃、易泵入、良好弹性、自降解等优点。

本发明的另一目的在于提供一种咪唑物增强型抗超高温液体胶塞制备方法，旨在制备上述咪唑物增强型抗超高温液体胶塞。

本发明的第三目的在于提供一种咪唑物增强型抗超高温液体胶塞成胶测试改进方法，旨在进一步模拟真实井下工况，减少实验误差。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种咪唑物增强型抗超高温液体胶塞，其主要由按质量百分比计的以下组分制成：咪唑物1-25％、稳定剂0.2-0.4％、纳米材料1-4％、聚合物1.8-4％、交联剂1-4％，其余量为水。

上述咪唑物为含甲基的咪唑环：2-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、三甲基硅咪唑、四甲基咪唑的至少一种；上述稳定剂为硫脲、亚硫酸钠的一种；上述纳米材料为锂皂石、二氧化硅、海泡石、纳米纤维素的至少一种；上述聚合物必须含有磺化聚丙烯酰胺，可以与丙烯酸叔丁酯共聚物、黄原胶、丙烯酰胺任意的一种或多种组合；上述交联剂可以是聚乙烯亚胺、间苯二酚、六亚甲基四胺的一种或多种。

本发明还提供一种咪唑物增强型抗超高温液体胶塞制备方法，主要包括以下步骤：