本发明涉及油气工程
技术领域：
，特别涉及一种固井隔水凝胶。
背景技术：
：固井就是将水泥浆注入井壁与套管之间的环空中的过程，其目的是为了层间封隔和支撑及保护套管。固井质量的好坏直接关系到油气井的寿命和资源的保护，因此必须充分考虑固井作业的各个环节。钻井过程中由于地层的无法预见性，在钻进过程中可能会遇到地下水层、暗河或溶洞，地层中涌动的水流极易冲散固井水泥浆，致使固井作业失败。在固井施工中，如果水泥浆与水流或钻井液直接接触，水泥浆将受到水流或钻井液的污染而产生粘稠团块状絮凝物质，不但难以驱替，影响顶替效率，造成水泥浆窜槽，影响封固质量，严重时还会造成蹩堵而压漏地层或灌香肠等固井事故，从而对固井质量造成严重的危害。为保障出水严重的浅表层井的固井作业封固效果，需要采用隔水凝胶用于固井作业中防止水流侵蚀。中国发明专利CN100489053C中公开了一种封堵大孔道的凝胶，用于注水井的选择性封堵和驱油，具有处理半径小，能有效地开发厚油层顶部的低渗透部位和低渗透层位的作用。中国发明专利CN101353569B公开了一种用于油气田的可控制交联凝胶堵水堵漏材料，它能封堵裂缝性、孔洞性恶性漏失地层，增加凝胶的强度和稳定性。中国发明专利CN103666418B公开了一种凝胶调堵剂，主要用于注水开发油田封堵水窜通道，降低油井产水量，增加油井产油量。但上述凝胶并不具有阻隔水流以及与水泥浆配伍的性能，仅能用于开采过程中的堵水调剖和降水增油，不能用于固井过程中起隔水作用。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种固井隔水凝胶。本发明提供的固井隔水凝胶不溶于水，且在水流中不分散，与水泥浆具有很好的配伍性。本发明提供了一种固井隔水凝胶，按原料总重量为100重量份计，由包括以下组分的原料制备得到：交联胶0.5～1份，交联剂0.001～0.1份，以及余量的水；所述交联胶包括黄原胶。优选的，所述原料包括交联胶0.6～0.8份，交联剂0.05～0.08份，以及余量的水。优选的，所述交联胶还包括瓜尔胶。优选的，所述瓜尔胶与黄原胶的质量比为60～80:15～25。优选的，所述瓜尔胶与黄原胶的质量比为70～75:15～25。优选的，所述交联胶还包括聚合物胶。优选的，所述交联剂包括硼砂、有机锆交联剂、硅烷交联剂和氯化铝中的一种或多种。优选的，所述交联剂包括硼砂和有机锆交联剂。优选的，所述原料还包括杀菌剂0.001～0.01份。优选的，所述杀菌剂包括醛类杀菌剂。本发明提供了一种固井隔水凝胶，按原料总重量为100重量份计，由包括以下组分的原料制备得到：交联胶0.5～1份，交联剂0.001～0.1份，以及余量的水；所述交联胶包括黄原胶。本发明以包括黄原胶的交联胶为原料，通过交联剂的作用，得到的固井隔水凝胶隔水性好，且与水泥浆有很好的配伍性。实验结果表明，本发明提供的固井隔水凝胶在3.5MPa压力下5min水的滤失量为0，与水泥浆按不同比例混合后对水泥浆的稠化时间和强度无影响。此外，本发明提供的固井各水凝胶还具有强度高，耐温性好，流变性好，易于泵送，稳定性好的特点。具体实施方式本发明提供了一种固井隔水凝胶，按原料总重量为100重量份计，由包括以下组分的原料制备得到：交联胶0.5～1份，交联剂0.001～0.1份，以及余量的水；所述交联胶包括黄原胶。按原料总重量为100重量份计，本发明提供的固井隔水凝胶的原料包括交联胶0.5～1份，优选为0.6～0.8份；所述交联胶包括黄原胶。在本发明中，所述交联胶优选还包括瓜尔胶。在本发明中，所述瓜尔胶与黄原胶的质量比优选为60～80:15～25，更优选为70～75:15～25。在本发明中，所述交联胶优选还包括聚合物胶。在本发明中，所述聚合物胶优选为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯腈中的一种或多种。在本发明中，所述聚合物胶与黄原胶的质量比优选为5～10:60～80，更优选为5～10:65～75。在本发明中，所述交联胶在交联剂的作用下交联反应，形成交联聚合物。按原料总重量为100重量份计，本发明提供的固井隔水凝胶的原料包括交联剂0.001～0.1份，优选为0.05～0.08份。在本发明中，所述交联剂优选包括硼砂、有机锆交联剂、硅烷交联剂和氯化铝中的一种或多种，更优选包括硼砂和有机锆交联剂的组合或者硼砂和氯化铝的组合。在本发明的实施例中，所述交联剂还可具体为硼砂、有机锆交联剂和硅烷交联剂的组合。本发明对所述交联剂中各组分的比例没有特殊的限定，采用任意比例的组合均可。在本发明中，当所述交联剂包括硼砂和有机锆交联剂时，所述硼砂和有机锆交联剂的质量比优选为7～9:1～3；当所述交联剂包括硼砂和氯化铝时，所述硼砂和氯化铝的质量比优选为7～9:1～3；当所述交联剂包括硼砂、有机锆交联剂和硅烷交联剂时，所述硼砂、有机锆交联剂和硅烷交联剂的质量比优选为80～90:5～10:5。在本发明中，所述交联剂可以促进交联胶进行交联反应，得到交联聚合物。本发明对所述有机锆交联剂和硅烷交联剂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的有机锆交联剂和硅烷交联剂即可。在本发明中，所述有机锆交联剂优选包括异丙醇锆、乙酰丙酮锆和醋酸锆中的一种或多种。在本发明中，所述硅烷交联剂优选包括甲基三乙酰氧基硅烷和/或甲基三甲氧基硅烷。按原料总重量为100重量份计，本发明提供的固井隔水凝胶的原料优选还包括杀菌剂0.001～0.01份，优选为0.005～0.008份。在本发明中，所述杀菌剂优选包括醛类杀菌剂；所述醛类杀菌剂优选包括戊二醛、甲醛和丙烯醛中的一种或多种。在本发明中，所述固井隔水凝胶存放天数超过5天时，所述杀菌剂可以避免细菌滋生导致固井隔水凝胶变性。按原料总重量为100重量份计，本发明提供的固井隔水凝胶的原料包括余量的水。在本发明中，所述水作为溶剂能够为促进其他各组分的充分均匀混合。本发明对所述固井各水凝胶的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合物料的方法即可。在本发明中，所述固井隔水凝胶的制备方法，优选包括以下步骤：(1)将交联胶与第一重量份水混合，得到交联胶溶液；(2)将所述步骤(1)中的交联胶溶液与交联剂和剩余重量份的水混合，交联反应得到固井隔水凝胶。在本发明中，水作为溶剂优选分不同批次加入。本发明对所述水的加入批次没有特殊的限定，根据原料的加入进行调整即可。在本发明中，所述第一重量份水优选为总水量的50～99.9％。本发明优选将交联胶与第一重量份水混合，得到交联胶溶液。本发明对所述交联胶与第一重量份水的质量比没有特殊的限定，以水量能够溶解交联胶且不超过总水量为准。在本发明中，所述交联胶与第一重量份水的混合优选在搅拌条件下进行；所述搅拌的速率优选为3000～6000rpm，更优选为4000～5000rpm；所述搅拌的时间优选为2～3h。得到交联胶溶液后，本发明优选将所述交联胶溶液与交联剂和剩余重量份的水混合，交联反应得到固井隔水凝胶。本发明对所述交联胶溶液与交联剂和剩余重量份的水进行混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合物料的技术方案即可。在本发明中，所述混合优选包括：将所述交联剂与剩余重量份的水混合，得到交联剂溶液；将所述交联剂溶液与交联胶溶液混合，交联反应得到固井隔水凝胶。本发明优选将交联剂与剩余重量份的水混合，得到交联剂溶液。在本发明中，所述交联剂溶液中交联剂的质量浓度优选为1～10％，更优选为3～6％。优选的，当所述固井隔水凝胶的原料中包括杀菌剂时，本发明将杀菌剂与部分水混合，得到杀菌液；再将交联剂溶液、交联胶溶液和杀菌液混合进行交联反应。在本发明中，所述杀菌液的质量浓度优选为5～10％，更优选为7～8％。在本发明中，所述交联反应的温度优选为室温；所述交联反应的压力优选为常压；所述交联反应的时间优选为1～2h。本发明对所述固井隔水凝胶的使用方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的固井隔水凝胶的使用方法即可。在本发明中，优选在固井前将所述固井隔水凝胶注入井筒和套管环空。在本发明中，所述注入优选为：用固井车将固井隔水凝胶反挤入井筒和套管环空。在本发明中，所述固井隔水凝胶的用量优选为3～6m3，更优选为4～5m3。为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的固井隔水凝胶进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。实施例1:原料：交联胶1重量份；交联液1重量份；水98重量份。交联胶由以下质量含量的组分配制：黄原胶80％，瓜尔胶20％。交联液由以下质量含量的组分配制：硼砂3％，水97％。1)将交联液配制好备用；2)将一定量的水导入反应釜中，打开搅拌；3)在搅拌的状态下缓慢加入交联胶，搅拌2～3h，使交联胶充分溶解；4)加入交联液并混合均匀，即得到固井隔水凝胶。按照下述方法对本实施例制备的固井隔水凝胶进行性能测试，得到结果分别如表1～5所示。凝胶强度的评价方法：使用MD-NJ5凝胶强度测定仪测定配制好的固井隔水凝胶的凝胶强度。耐温及隔水性能评价方法：将失水筒装上高温高压滤纸，将配制好的固井隔水凝胶100ml装入高温高压失水筒中，在隔水凝胶上部倒入75ml清水，测试不同压力，不同温度下5min水的滤失量。使用的高温高压失水仪为青岛海通达的GGS42-2A型的滤失仪。泵送性能评价方法：在常温下测定配制好的固井隔水凝胶的流变性能，使用仪器为青岛海通达的ZNN-D6A六速旋转粘度计。稳定性能的评价方法：将配制好的固井隔水凝胶50ml倒在250ml水中，静置1min中，观察隔水凝胶在水中的状态。然后将其在六速旋转粘度计上300r/min条件下搅拌5min，然后静置1min中，观察隔水凝胶在水中的状态。与水泥浆的配伍性能的评价方法：将配制好的固井隔水凝胶与水泥浆按质量比0:100、5:95、10:90、15:85、20:80、25:75、30:70进行混合，然后测定水泥浆的80℃条件下稠化时间和强度。实施例2:原料：交联胶1重量份；交联液1重量份；水97.9重量份。交联胶由以下组分配制：黄原胶。交联液由以下质量含量的组分配制：硼砂5％，水95％。按照实施例1的方法制备得到固井隔水凝胶。按照实施例1所述方法对本实施例制备的固井隔水凝胶进行性能测试，得到结果分别如表1～5所示。实施例3:原料：交联胶0.5重量份；交联液0.5重量份；杀菌剂0.1重量份；水98.9重量份。交联胶由以下质量含量的组分配制：黄原胶75％，瓜尔胶15％，聚乙烯醇10％。交联液由以下质量含量的组分配制：交联剂5％，水95％。交联剂由以下质量含量的组分配制：硼砂85％，有机锆10％，硅烷交联剂5％。杀菌剂由以下组分配制：戊二醛7％，水93％。按照实施例1的方法，杀菌剂与交联剂同时加入，制备得到固井隔水凝胶。按照实施例1所述方法对本实施例制备的固井隔水凝胶进行性能测试，得到结果分别如表1～5所示。实施例4:原料：交联胶0.8重量份；交联液0.5重量份；杀菌剂0.1重量份；水98.6重量份。交联胶由以下质量含量的组分配制：黄原胶75％，瓜尔胶20％，聚丙烯酰胺5％。交联液由以下质量含量的组分配制：交联剂5％，水95％。交联剂由以下质量含量的组分制得：硼砂90％，有机锆10％。杀菌剂由以下质量含量的组分配制：丙烯醛7％，水93％。按照实施例1的方法，杀菌剂与交联剂同时加入，制备得到固井隔水凝胶。按照实施例1所述方法对本实施例制备的固井隔水凝胶进行性能测试，得到结果分别如表1～5所示。实施例5:交联胶0.8重量份；交联液0.5重量份；杀菌剂0.1重量份；水98.6重量份。交联胶由以下质量含量的组分配制：黄原胶60％，瓜尔胶25％，聚丙烯酰胺5％，聚乙烯醇5％，聚丙烯腈5％。交联液由以下质量含量的组分配制：交联剂5％，水95％。交联剂由以下质量含量的组分制得：硼砂90％，氯化铝10％。杀菌剂由以下质量含量的组分配制：甲醛10％，水90％。按照实施例1的方法，杀菌剂与交联剂同时加入，制备得到固井隔水凝胶。按照实施例1所述方法对本实施例制备的固井隔水凝胶进行性能测试，得到结果分别如表1～5所示。表1实施例1～5中固井隔水凝胶强度项目凝胶强度N实施例125实施例230实施例332实施例435实施例535表2实施例1～5中固井隔水凝胶抗温隔水性能表3实施例1～5中固井隔水凝胶泵送性能及流变性能表4实施例1～5中固井隔水凝胶稳定性能表5实施例1～5中固井隔水凝胶与水泥浆配伍性能由以上实施例可以看出，本发明提供的固井隔水凝胶强度可调；具有很好的隔水效果，稳定性好，在水中不分散，与水不互溶；具有很好的抗温性能，能满足120℃的抗温要求；流变性能满足泵送性能的要求；与水泥浆有很好的配伍性，不会影响固井水泥浆的性能；配方简单，现场施工方便；环境友好。以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3