[发明专利]一种热固性环氧树脂固井工作液

说明书

本发明公开了一种热固性环氧树脂固井工作液，由以下各组分按照重量份组成：双酚A型水性环氧树脂100份；脂肪族胺类固化剂0.3～4.0份；增韧剂0.2～4.0份；酯类稀释剂0.1～3.0份；密度调节剂5.0～60份；水1～30份。所述增韧剂为改性碳纳米管和改性硼酸镁晶须按照重量份比例为0.2︰3.0的混合物；所述改性碳纳米管是通过碳纳米管表面改性的方法制得，先对碳纳米管进行氧化处理，再对碳纳米管进行次氯酸钠处理；改性硼酸镁晶须是通过硼酸镁晶须偶联处理的方法制得。本发明具有抗拉强度高、抗折强度高、韧性好的特点，既可以直接用于油气井固井，也可以用于产生了微裂缝的破损水泥环的修复，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及一种热固性环氧树脂固井工作液，属于石油天然气勘探开发领域，适用于油气井固井作业。

背景技术

在油气井工程中，固井水泥环对于油气开采有重要意义。水泥环在油气井中主要起到封隔地层各类流体、保护和支撑套管等作用。水泥环属于水泥基材料，脆性较强，在油气井的射孔、酸化、压裂等过程中容易开裂导致水泥环密封完整性失效。因此，使用具有高韧性的新型胶凝材料代替油井水泥进进行固井有重要意义。近年来，国内外均有公司开展了树脂材料固井，例如，国外的Halliburton公司针对一些复杂油气井发生环空窜气的情况，使用了WellLock环空密封树脂，专门用于套管与井壁环空的密封，防止气水侵入，保证井筒完整性，延长油气井的生产寿命。例如，国内的李炎军等人采用了树脂水泥浆固井(李炎军,张万栋,杨仲涵,等.东方13-1高温高压气田全寿命多级屏障井筒完整性设计[J].石油钻采工艺,2016,38(6):776-781)，提出了“尾管树脂水泥浆+尾管顶部封隔器+回接插入密封+回接管柱顶部封隔器+自修复水泥固井+树脂水泥固井”六级屏障设计技术。但是，上述技术或是将树脂材料与油井水泥复合使用，还不能完全发挥树脂材料的韧性优势；或者是使用了非水溶性的环氧树脂体系，施工后需用有机溶剂清洗管线，易造成环境污染。

因此，适用于固井的环氧树脂固井液需要满足以下要求：1)为水溶性环氧树脂及配套固化剂，施工结束后易于清洗残余物，不造成环境污染；2)需要对市售的水性环氧树脂体系进行选择和改性，使得水性环氧树脂体系的稠化时间、失水量、抗压强度、流变性能等应用性能满足油气井固井对固井工作液的要求。

根据上述需求，本发明提供了一种热固性环氧树脂固井工作液，固井应用性能良好，既可以直接用于油气井固井，也可以用于产生了微裂缝的破损水泥环的修复。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热固性环氧树脂固井工作液，适用于对水泥环力学性能要求高的油气井固井作业，该固井工作液所用的改性碳纳米管与改性硼酸镁晶须耐温能力强、分散性能好，该固井工作液具有抗拉强度高、抗折强度高、韧性好的特点，对于油气井水泥环的封固质量有重要价值，具有广阔的市场应用前景。

为达到上述技术目的，本发明提供以下技术方案。

一种热固性环氧树脂固井工作液，由以下各组分按照重量份组成：

所述双酚A型水性环氧树脂为自乳化双酚A型水性环氧树脂乳液，其环氧当量为180～198。

所述脂肪族胺类固化剂为水分散性自乳化固化剂，属于乙二胺、己二胺、二乙烯三胺中的一种。

所述增韧剂为改性碳纳米管和改性硼酸镁晶须的混合物。改性碳纳米管是通过碳纳米管表面改性的方法制得，该方法先对碳纳米管进行氧化处理(氧化剂为浓硝酸和浓硫酸的混合物)，再对碳纳米管进行次氯酸钠处理，烘干后，得到改性碳纳米管。改性硼酸镁晶须是通过硼酸镁晶须偶联处理的方法制得。将改性碳纳米管和改性硼酸镁晶须按照重量份比例为0.2︰3.0混合，即得增韧剂。

所述改性碳纳米管，通过如下步骤制备：

(1)对多壁碳纳米管进行选择，获得长度在100～300nm的碳纳米管。