[发明专利]用于高含硫气井油管丝扣渗漏的微粒堵剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于高含硫气井油管丝扣渗漏的微粒堵剂及其制备方法，属于油田化学技术领域。该微粒堵剂的制备方法，包括以下步骤：将主要由聚合单体、无机固体颗粒、交联剂、乳化剂、引发剂和溶剂组成混合体系在70～85℃进行乳液聚合；所述乳化剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧乙烯烷基胺中的任意一种或组合；所述无机固体颗粒的平均粒径为5～300μm。本发明的微粒堵剂的制备方法，在溶剂中形成包括有机基体材料和分散在有机基体材料内的无机固体颗粒的微粒堵剂，其中无机固体颗粒可以增加油管丝扣封堵后的力学强度，而微粒堵剂的外表面乳化剂能够在颗粒堵剂表面发生酯交换反应，从而在微粒堵剂之间形成交联网络结构实现油管丝扣渗漏封堵。

技术领域

本发明涉及一种用于高含硫气井油管丝扣渗漏的微粒堵剂，属于油田化学技术领域。

背景技术

高含硫气田气井(H₂S含量10～15％，温度90～130℃，地层压力25～35MPa，井深5000～6000m)采用含有永久式封隔器的生产管柱(G3-125合金油管，VAM-TOP气密封螺纹扣)，永久封隔器以上套管部分采用TP110SS抗硫钢材质。高含硫气井正常生产过程中，油套环空中注满环空保护液保护油套管不受硫化氢腐蚀。该类环空保护液是由有机酸盐、咪唑啉季铵盐、季铵盐型阳离子表面活性剂、异抗坏血酸碱金属盐和水组成的水基液体，pH范围10～12，密度范围1.03～1.15g/cm³。随着气田生产过程的进行，由于部分井油管丝扣渗漏出现环空保护液漏失、套压异常、油套环空监测到硫化氢等问题，硫化氢对永久封隔器以上的油套环空抗硫钢套管、套管头等产生应力腐蚀开裂和电化学腐蚀，给气井生产带来了安全隐患。

解决高含硫气井油管丝扣渗漏的方法主要有：①更换井下渗漏油管，该方法作业时间长、成本高且安全隐患大。②采用化学堵剂封堵。高含硫气井油管采用气密封螺纹丝扣连接，渗漏点尺寸属于微米级，化学堵剂需注入油套环空进行丝扣渗漏点封堵。高含硫气井油管丝扣漏点深度和漏点数量难以准确测定，部分漏点在环空保护液液面以下，化学堵剂需同时满足以下条件：①化学堵剂能均匀分散在环空保护液中，不发生物理化学性质改变，在环空保护液中不形成段塞，在环空保护液携带条件下泵入油套环空；②化学堵剂密度和粒径可调，密度调节适用于不同漏点深度，粒径调节适应于不同漏点尺寸；③化学堵剂在环空保护液中通过沉降扩散作用到达漏点位置，并随着环空保护液漏失进入油管丝扣渗漏通道进行封堵，封堵过程中不能形成段塞，封堵后要具有良好的防气窜性能。

油气田化学堵剂主要包括聚合物堵剂、硅酸盐堵剂和树脂堵剂等。聚合物堵剂主要有聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或多元共聚物等，该类聚合物堵剂粘度大易形成段塞，不适用于油管丝扣封堵。硅酸盐堵剂是各种水泥与石灰等混合物，水泥粒径较大，浆液体系不稳定，难以挤入丝扣微裂缝中，硅酸盐堵剂更适用于底部部位的封堵。树脂堵漏剂主要包括酚醛树脂、糠醇树脂和环氧树脂等，实际应用中树脂堵漏剂是形成段塞进行封堵，也不适用于油管丝扣封堵。尽管公布号为CN110028941A的中国发明专利申请公开了一种环空封堵剂，但该环空封堵剂用于固井水泥环中微裂缝的封堵，具体是通过与裂缝中的碱性物质接触后发生中和增稠及聚合成胶反应，从而有效封堵水泥环中微裂缝。但是该类堵剂与环空保护液会发生中和反应，不适合在环空保护液环境中使用。因此，现有的化学堵剂在环空保护液中稳定性差、易在油套环空形成段塞、难以进入微米级丝扣渗漏通道的缺陷，无法满足油管丝扣封堵对化学堵剂的要求。

发明内容

针对现有化学堵剂在环空保护液中稳定性差、易在油套环空形成段塞、难以进入微米级丝扣渗漏通道的问题，本发明提供了一种用于高含硫气井油管丝扣渗漏的微粒堵剂的制备方法。

本发明还提供了一种采用上述制备方法制得的高含硫气井油管丝扣渗漏的微粒堵剂。

为了实现以上目的，本发明的高含硫气井油管丝扣渗漏的微粒堵剂的制备方法所采用的技术方案是：

一种用于高含硫气井油管丝扣渗漏的微粒堵剂的制备方法，包括如下步骤：将主要由聚合单体、无机固体颗粒、交联剂、乳化剂、引发剂和溶剂组成混合体系在70～85℃进行乳液聚合；