本發(fā)明涉及油氣工程
技術領域：
，特別涉及一種固井隔水凝膠。
背景技術：
：固井就是將水泥漿注入井壁與套管之間的環(huán)空中的過程，其目的是為了層間封隔和支撐及保護套管。固井質量的好壞直接關系到油氣井的壽命和資源的保護，因此必須充分考慮固井作業(yè)的各個環(huán)節(jié)。鉆井過程中由于地層的無法預見性，在鉆進過程中可能會遇到地下水層、暗河或溶洞，地層中涌動的水流極易沖散固井水泥漿，致使固井作業(yè)失敗。在固井施工中，如果水泥漿與水流或鉆井液直接接觸，水泥漿將受到水流或鉆井液的污染而產生粘稠團塊狀絮凝物質，不但難以驅替，影響頂替效率，造成水泥漿竄槽，影響封固質量，嚴重時還會造成蹩堵而壓漏地層或灌香腸等固井事故，從而對固井質量造成嚴重的危害。為保障出水嚴重的淺表層井的固井作業(yè)封固效果，需要采用隔水凝膠用于固井作業(yè)中防止水流侵蝕。中國發(fā)明專利CN100489053C中公開了一種封堵大孔道的凝膠，用于注水井的選擇性封堵和驅油，具有處理半徑小，能有效地開發(fā)厚油層頂部的低滲透部位和低滲透層位的作用。中國發(fā)明專利CN101353569B公開了一種用于油氣田的可控制交聯凝膠堵水堵漏材料，它能封堵裂縫性、孔洞性惡性漏失地層，增加凝膠的強度和穩(wěn)定性。中國發(fā)明專利CN103666418B公開了一種凝膠調堵劑，主要用于注水開發(fā)油田封堵水竄通道，降低油井產水量，增加油井產油量。但上述凝膠并不具有阻隔水流以及與水泥漿配伍的性能，僅能用于開采過程中的堵水調剖和降水增油，不能用于固井過程中起隔水作用。技術實現要素：本發(fā)明的目的在于提供一種固井隔水凝膠。本發(fā)明提供的固井隔水凝膠不溶于水，且在水流中不分散，與水泥漿具有很好的配伍性。本發(fā)明提供了一種固井隔水凝膠，按原料總重量為100重量份計，由包括以下組分的原料制備得到：交聯膠0.5～1份，交聯劑0.001～0.1份，以及余量的水；所述交聯膠包括黃原膠。優(yōu)選的，所述原料包括交聯膠0.6～0.8份，交聯劑0.05～0.08份，以及余量的水。優(yōu)選的，所述交聯膠還包括瓜爾膠。優(yōu)選的，所述瓜爾膠與黃原膠的質量比為60～80:15～25。優(yōu)選的，所述瓜爾膠與黃原膠的質量比為70～75:15～25。優(yōu)選的，所述交聯膠還包括聚合物膠。優(yōu)選的，所述交聯劑包括硼砂、有機鋯交聯劑、硅烷交聯劑和氯化鋁中的一種或多種。優(yōu)選的，所述交聯劑包括硼砂和有機鋯交聯劑。優(yōu)選的，所述原料還包括殺菌劑0.001～0.01份。優(yōu)選的，所述殺菌劑包括醛類殺菌劑。本發(fā)明提供了一種固井隔水凝膠，按原料總重量為100重量份計，由包括以下組分的原料制備得到：交聯膠0.5～1份，交聯劑0.001～0.1份，以及余量的水；所述交聯膠包括黃原膠。本發(fā)明以包括黃原膠的交聯膠為原料，通過交聯劑的作用，得到的固井隔水凝膠隔水性好，且與水泥漿有很好的配伍性。實驗結果表明，本發(fā)明提供的固井隔水凝膠在3.5MPa壓力下5min水的濾失量為0，與水泥漿按不同比例混合后對水泥漿的稠化時間和強度無影響。此外，本發(fā)明提供的固井各水凝膠還具有強度高，耐溫性好，流變性好，易于泵送，穩(wěn)定性好的特點。具體實施方式本發(fā)明提供了一種固井隔水凝膠，按原料總重量為100重量份計，由包括以下組分的原料制備得到：交聯膠0.5～1份，交聯劑0.001～0.1份，以及余量的水；所述交聯膠包括黃原膠。按原料總重量為100重量份計，本發(fā)明提供的固井隔水凝膠的原料包括交聯膠0.5～1份，優(yōu)選為0.6～0.8份；所述交聯膠包括黃原膠。在本發(fā)明中，所述交聯膠優(yōu)選還包括瓜爾膠。在本發(fā)明中，所述瓜爾膠與黃原膠的質量比優(yōu)選為60～80:15～25，更優(yōu)選為70～75:15～25。在本發(fā)明中，所述交聯膠優(yōu)選還包括聚合物膠。在本發(fā)明中，所述聚合物膠優(yōu)選為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯腈中的一種或多種。在本發(fā)明中，所述聚合物膠與黃原膠的質量比優(yōu)選為5～10:60～80，更優(yōu)選為5～10:65～75。在本發(fā)明中，所述交聯膠在交聯劑的作用下交聯反應，形成交聯聚合物。按原料總重量為100重量份計，本發(fā)明提供的固井隔水凝膠的原料包括交聯劑0.001～0.1份，優(yōu)選為0.05～0.08份。在本發(fā)明中，所述交聯劑優(yōu)選包括硼砂、有機鋯交聯劑、硅烷交聯劑和氯化鋁中的一種或多種，更優(yōu)選包括硼砂和有機鋯交聯劑的組合或者硼砂和氯化鋁的組合。在本發(fā)明的實施例中，所述交聯劑還可具體為硼砂、有機鋯交聯劑和硅烷交聯劑的組合。本發(fā)明對所述交聯劑中各組分的比例沒有特殊的限定，采用任意比例的組合均可。在本發(fā)明中，當所述交聯劑包括硼砂和有機鋯交聯劑時，所述硼砂和有機鋯交聯劑的質量比優(yōu)選為7～9:1～3；當所述交聯劑包括硼砂和氯化鋁時，所述硼砂和氯化鋁的質量比優(yōu)選為7～9:1～3；當所述交聯劑包括硼砂、有機鋯交聯劑和硅烷交聯劑時，所述硼砂、有機鋯交聯劑和硅烷交聯劑的質量比優(yōu)選為80～90:5～10:5。在本發(fā)明中，所述交聯劑可以促進交聯膠進行交聯反應，得到交聯聚合物。本發(fā)明對所述有機鋯交聯劑和硅烷交聯劑的種類沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的有機鋯交聯劑和硅烷交聯劑即可。在本發(fā)明中，所述有機鋯交聯劑優(yōu)選包括異丙醇鋯、乙酰丙酮鋯和醋酸鋯中的一種或多種。在本發(fā)明中，所述硅烷交聯劑優(yōu)選包括甲基三乙酰氧基硅烷和/或甲基三甲氧基硅烷。按原料總重量為100重量份計，本發(fā)明提供的固井隔水凝膠的原料優(yōu)選還包括殺菌劑0.001～0.01份，優(yōu)選為0.005～0.008份。在本發(fā)明中，所述殺菌劑優(yōu)選包括醛類殺菌劑；所述醛類殺菌劑優(yōu)選包括戊二醛、甲醛和丙烯醛中的一種或多種。在本發(fā)明中，所述固井隔水凝膠存放天數超過5天時，所述殺菌劑可以避免細菌滋生導致固井隔水凝膠變性。按原料總重量為100重量份計，本發(fā)明提供的固井隔水凝膠的原料包括余量的水。在本發(fā)明中，所述水作為溶劑能夠為促進其他各組分的充分均勻混合。本發(fā)明對所述固井各水凝膠的制備方法沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的混合物料的方法即可。在本發(fā)明中，所述固井隔水凝膠的制備方法，優(yōu)選包括以下步驟：(1)將交聯膠與第一重量份水混合，得到交聯膠溶液；(2)將所述步驟(1)中的交聯膠溶液與交聯劑和剩余重量份的水混合，交聯反應得到固井隔水凝膠。在本發(fā)明中，水作為溶劑優(yōu)選分不同批次加入。本發(fā)明對所述水的加入批次沒有特殊的限定，根據原料的加入進行調整即可。在本發(fā)明中，所述第一重量份水優(yōu)選為總水量的50～99.9％。本發(fā)明優(yōu)選將交聯膠與第一重量份水混合，得到交聯膠溶液。本發(fā)明對所述交聯膠與第一重量份水的質量比沒有特殊的限定，以水量能夠溶解交聯膠且不超過總水量為準。在本發(fā)明中，所述交聯膠與第一重量份水的混合優(yōu)選在攪拌條件下進行；所述攪拌的速率優(yōu)選為3000～6000rpm，更優(yōu)選為4000～5000rpm；所述攪拌的時間優(yōu)選為2～3h。得到交聯膠溶液后，本發(fā)明優(yōu)選將所述交聯膠溶液與交聯劑和剩余重量份的水混合，交聯反應得到固井隔水凝膠。本發(fā)明對所述交聯膠溶液與交聯劑和剩余重量份的水進行混合的操作沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的混合物料的技術方案即可。在本發(fā)明中，所述混合優(yōu)選包括：將所述交聯劑與剩余重量份的水混合，得到交聯劑溶液；將所述交聯劑溶液與交聯膠溶液混合，交聯反應得到固井隔水凝膠。本發(fā)明優(yōu)選將交聯劑與剩余重量份的水混合，得到交聯劑溶液。在本發(fā)明中，所述交聯劑溶液中交聯劑的質量濃度優(yōu)選為1～10％，更優(yōu)選為3～6％。優(yōu)選的，當所述固井隔水凝膠的原料中包括殺菌劑時，本發(fā)明將殺菌劑與部分水混合，得到殺菌液；再將交聯劑溶液、交聯膠溶液和殺菌液混合進行交聯反應。在本發(fā)明中，所述殺菌液的質量濃度優(yōu)選為5～10％，更優(yōu)選為7～8％。在本發(fā)明中，所述交聯反應的溫度優(yōu)選為室溫；所述交聯反應的壓力優(yōu)選為常壓；所述交聯反應的時間優(yōu)選為1～2h。本發(fā)明對所述固井隔水凝膠的使用方法沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的固井隔水凝膠的使用方法即可。在本發(fā)明中，優(yōu)選在固井前將所述固井隔水凝膠注入井筒和套管環(huán)空。在本發(fā)明中，所述注入優(yōu)選為：用固井車將固井隔水凝膠反擠入井筒和套管環(huán)空。在本發(fā)明中，所述固井隔水凝膠的用量優(yōu)選為3～6m3，更優(yōu)選為4～5m3。為了進一步說明本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明提供的固井隔水凝膠進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。實施例1:原料：交聯膠1重量份；交聯液1重量份；水98重量份。交聯膠由以下質量含量的組分配制：黃原膠80％，瓜爾膠20％。交聯液由以下質量含量的組分配制：硼砂3％，水97％。1)將交聯液配制好備用；2)將一定量的水導入反應釜中，打開攪拌；3)在攪拌的狀態(tài)下緩慢加入交聯膠，攪拌2～3h，使交聯膠充分溶解；4)加入交聯液并混合均勻，即得到固井隔水凝膠。按照下述方法對本實施例制備的固井隔水凝膠進行性能測試，得到結果分別如表1～5所示。凝膠強度的評價方法：使用MD-NJ5凝膠強度測定儀測定配制好的固井隔水凝膠的凝膠強度。耐溫及隔水性能評價方法：將失水筒裝上高溫高壓濾紙，將配制好的固井隔水凝膠100ml裝入高溫高壓失水筒中，在隔水凝膠上部倒入75ml清水，測試不同壓力，不同溫度下5min水的濾失量。使用的高溫高壓失水儀為青島海通達的GGS42-2A型的濾失儀。泵送性能評價方法：在常溫下測定配制好的固井隔水凝膠的流變性能，使用儀器為青島海通達的ZNN-D6A六速旋轉粘度計。穩(wěn)定性能的評價方法：將配制好的固井隔水凝膠50ml倒在250ml水中，靜置1min中，觀察隔水凝膠在水中的狀態(tài)。然后將其在六速旋轉粘度計上300r/min條件下攪拌5min，然后靜置1min中，觀察隔水凝膠在水中的狀態(tài)。與水泥漿的配伍性能的評價方法：將配制好的固井隔水凝膠與水泥漿按質量比0:100、5:95、10:90、15:85、20:80、25:75、30:70進行混合，然后測定水泥漿的80℃條件下稠化時間和強度。實施例2:原料：交聯膠1重量份；交聯液1重量份；水97.9重量份。交聯膠由以下組分配制：黃原膠。交聯液由以下質量含量的組分配制：硼砂5％，水95％。按照實施例1的方法制備得到固井隔水凝膠。按照實施例1所述方法對本實施例制備的固井隔水凝膠進行性能測試，得到結果分別如表1～5所示。實施例3:原料：交聯膠0.5重量份；交聯液0.5重量份；殺菌劑0.1重量份；水98.9重量份。交聯膠由以下質量含量的組分配制：黃原膠75％，瓜爾膠15％，聚乙烯醇10％。交聯液由以下質量含量的組分配制：交聯劑5％，水95％。交聯劑由以下質量含量的組分配制：硼砂85％，有機鋯10％，硅烷交聯劑5％。殺菌劑由以下組分配制：戊二醛7％，水93％。按照實施例1的方法，殺菌劑與交聯劑同時加入，制備得到固井隔水凝膠。按照實施例1所述方法對本實施例制備的固井隔水凝膠進行性能測試，得到結果分別如表1～5所示。實施例4:原料：交聯膠0.8重量份；交聯液0.5重量份；殺菌劑0.1重量份；水98.6重量份。交聯膠由以下質量含量的組分配制：黃原膠75％，瓜爾膠20％，聚丙烯酰胺5％。交聯液由以下質量含量的組分配制：交聯劑5％，水95％。交聯劑由以下質量含量的組分制得：硼砂90％，有機鋯10％。殺菌劑由以下質量含量的組分配制：丙烯醛7％，水93％。按照實施例1的方法，殺菌劑與交聯劑同時加入，制備得到固井隔水凝膠。按照實施例1所述方法對本實施例制備的固井隔水凝膠進行性能測試，得到結果分別如表1～5所示。實施例5:交聯膠0.8重量份；交聯液0.5重量份；殺菌劑0.1重量份；水98.6重量份。交聯膠由以下質量含量的組分配制：黃原膠60％，瓜爾膠25％，聚丙烯酰胺5％，聚乙烯醇5％，聚丙烯腈5％。交聯液由以下質量含量的組分配制：交聯劑5％，水95％。交聯劑由以下質量含量的組分制得：硼砂90％，氯化鋁10％。殺菌劑由以下質量含量的組分配制：甲醛10％，水90％。按照實施例1的方法，殺菌劑與交聯劑同時加入，制備得到固井隔水凝膠。按照實施例1所述方法對本實施例制備的固井隔水凝膠進行性能測試，得到結果分別如表1～5所示。表1實施例1～5中固井隔水凝膠強度項目凝膠強度N實施例125實施例230實施例332實施例435實施例535表2實施例1～5中固井隔水凝膠抗溫隔水性能表3實施例1～5中固井隔水凝膠泵送性能及流變性能表4實施例1～5中固井隔水凝膠穩(wěn)定性能表5實施例1～5中固井隔水凝膠與水泥漿配伍性能由以上實施例可以看出，本發(fā)明提供的固井隔水凝膠強度可調；具有很好的隔水效果，穩(wěn)定性好，在水中不分散，與水不互溶；具有很好的抗溫性能，能滿足120℃的抗溫要求；流變性能滿足泵送性能的要求；與水泥漿有很好的配伍性，不會影響固井水泥漿的性能；配方簡單，現場施工方便；環(huán)境友好。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3