[发明专利]一种提高固井第一界面胶结力的树脂涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种提高固井第一界面胶结力的树脂涂料及其制备方法，该树脂涂料由以下各组分按质量百分比组成：酚醛树脂25～35%，聚四氟乙烯2.5～5%，固化剂2～3%，稀释剂45～50%，氧化镁6～10%，微硅粉3～6%，偏高岭土3～5%。其制备方法如下：先将固化剂加入至酚醛树脂中，在60℃恒温水浴中不断搅拌至充分混合，加入稀释剂稀释均匀形成胶状溶液；再将聚四氟乙烯、氧化镁、微硅粉、偏高岭土添加至胶状溶液中继续搅拌均匀，然后进行超声波分散，时间20～30min。本发明原理可靠，操作简单，能有效提高固井第一界面胶结性能，克服由于界面薄弱问题引起的油、气、水窜漏和井下压力失衡，减少油气井破坏，提高油气井产量，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及用于油气井固井中提高套管与水泥石间胶结力的树脂涂料及其制备方法。

背景技术

油气资源开采面临十分复杂的井下环境，为提高资源的采收率及产量，需要采取酸化、压裂等系列过程，都对固井过程及固井质量提出了很高的要求。多数油气井出现的问题都是水泥石界面的胶结状况恶化，破坏井下压力平衡、降低油气资源采收率。情况严重时破坏井壁和地层，严重影响固井质量。因此，提高水泥石与套管、井壁之间的胶结能力十分重要。套管与水泥环之间的胶结面称为固井第一界面，水泥环与地层间的胶结面称为固井第二界面。

对于第一界面而言，首先，由于套管钢和水泥环在显微结构、力学参数（硬度、弹性模量等）等方面的较大差异，导致两者相容性不好，界面处只能产生机械结合，产生较低附着力。其次，套管钢与水泥石的热膨胀系数也有较大差异，水泥在水化过程中和套管之间按照各自的膨胀系数先膨胀后收缩，从而引起套管与水泥环界面胶结质量差。影响界面结合强度的因素很多，也十分复杂，比如上述提到的异类材料在显微结构、力学和热学参数等方面存在的显著差异以及界面的吸附、润湿等。

现有文献主要集中在固井第二界面，但是对水泥环和套管构成的固井第一界面的研究较少。已有的研究工作主要包括：（1）套管外表面粘砂处理、对套管进行螺纹化及将两者结合起来处理套管，增加表面粗糙度，提高水泥石和套管之间的抗剪切力；（2）添加不同外掺料，控制掺量比对水泥浆进行改性，提高其与套管间的胶结性能；（3）在套管钢表面制备陶瓷过渡层，降低水泥石与套管钢界面处热应力，提高套管耐腐蚀性和水泥浆对套管钢的浸润性。

然而，由于井下环境会在一定温度范围和各种介质存在的条件下动态变化，情况十分复杂，没有一种方法能够适应不同环境下的固井需求。如在高温井、热采井中，粘砂的胶黏剂会软化甚至融化，发挥不了粘结作用；加入外掺量种类过多，不同物料之间容易产生物理化学作用，造成相互影响，有的外掺量如石膏等会弱化胶结强度；而施加陶瓷过渡层后套管与水泥石之间的界面结合效果并不理想。另外，有的方法成本较高，工艺过程复杂，目前对于套管粘砂技术，砂粒粒度、胶结剂厚度等因素对胶结强度的影响还缺乏系统的实验研究数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高固井第一界面胶结力的树脂涂料，该树脂涂料能有效提高固井第一界面胶结性能，克服由于界面薄弱问题引起的油、气、水窜漏和井下压力失衡，减少油气井破坏，提高油气井产量，具有广阔的市场应用前景。

本发明的另一目的还在于提供上述树脂涂料的制备方法，该方法原理可靠，操作简单，原料成本低易于实现，能形成效果稳定粘结性能强的树脂涂层，有助于解决油气井因界面原因导致的破坏，克服以往方法中存在的成本高、工艺复杂、实施困难等问题，可以有效提高资源开采的产量。

为达到以上技术目的，本发明采取以下技术方案。

一种提高固井第一界面胶结力的树脂涂料，由以下各组分按质量百分比组成：酚醛树脂25～35%，聚四氟乙烯2.5～5%，固化剂2～3%，稀释剂45～50%，氧化镁6～10%，微硅粉3～6%，偏高岭土3～5%。

所述稀释剂为丙酮和松香水的混合物，其体积比为1:1。

所述固化剂为NL型固化剂。