[发明专利]一种高强度复合材料套管修复剂及制备方法

说明书

本发明公开一种高强度复合材料套管修复剂，按照重量比100%计，由以下原料组成：树脂25.5‑28%，固化剂5‑6%，改性陶粒3‑4%，改性合金粉末1‑3%，改性特种纤维0.05‑0.15%，纤维分散剂1‑1.2%，油井水泥36‑41%，水15‑17%，水泥增黏保水剂0.5‑1%，水泥分散剂0.2‑0.4%，降失水剂0.5‑1%，抗静电剂0.5‑1%，余量为树脂稀释降黏剂。同时，本发明还公开所述套管修复剂的制备方法。本发明制备得到的套管修复剂在20℃‑90℃下，固化时间可以控制在2‑24h，固化后抗压强度可达到400MPa以上，修复后的受损部位与套管的胶结强度可达到35‑40MPa。

技术领域

本发明涉及油气开发领域，具体涉及一种高性能复合材料套管修复剂及制备方法。

背景技术

在油气田开发过程中，由于地应力变化导致套管变形破损，或者固井质量差、丝扣漏失、射孔误射，生产作业过程中管柱腐蚀、套管磨损等因素，导致套管损坏漏失而失效，大大降低了油气井产量，并且污染了油气产层，严重的会导致油气井报废。这些问题严重影响了油气田的正常生产，大大了降低了油气产量。为了保证油气田正常生产，保障旧井挖潜增产作业，必须对损坏和漏失的套管进行修复。

目前的常见的几种套损、套漏井修复治理技术，比如固井水泥修复技术、膨胀管修复技术、纯树脂修复技术存在或多或少的技术缺陷。固井水泥修复技术存在修复部位本体抗拉、抗压强度低，有效期短，与套管外壁胶结性差、易脱落、有效期短；膨胀管修复技术操作复杂、成本高，容易造成套管缩径，影响后期起下工具作业的问题；纯树脂修复技术由于材料本身具有较强的塑性，可压缩性强，压力过大易压缩变形或挤进地层，导致修复失效。比如发明专利CN 108546549 A公开了一种新型套管修复加固剂、制备方法及施工方法，首先该专利中环氧树脂与合金粉末、碳纤维只是简单的物理混合，固化后胶结强度有限（18-20MPa），如修复的破损部位面积较大遇到较高的施工压力容易出现修复加固部位脱落的风险，只适合破损范围较小的套管修复，不能满足大井段套管破损以及固井质量较差的破损套管的修复需求；其次由于该专利产品中环氧树脂（75-80％）占比较大，树脂塑性较强，其刚性无法满足耐压级别较高的套管修复要求；最后，该专利中采用了大量的树脂和合金粉末，会提高产品的黏度，产品流动性较差，固化后在整个空间内分布不均匀，容易形成气孔，从而降低强度，同时高黏度会提高井下注入摩阻，加大施工难度甚至造成注入失败，难以确保施工成功。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种高性能复合材料套管修复剂及制备方法，所述套管修复剂与套管的胶结强度好，可达到35-40MPa，流动性较好，适用于套管较大孔洞破损、大段腐蚀蚓孔。

一种高强度复合材料套管修复剂，按照重量比100%计，由以下原料组成：树脂25.5-28%，固化剂5-6%，改性陶粒3-4%，改性合金粉末1-3%，改性特种纤维0.05-0.15%，纤维分散剂1-1.2%，油井水泥36-41%，水15-17%，水泥增黏保水剂0.5-1%，水泥分散剂0.2-0.4%，降失水剂0.5-1%，抗静电剂0.5-1%，余量为树脂稀释降黏剂；

所述改性陶粒为松香改性的陶粒；

所述改性特种纤维为二氧化硅改性的特种纤维；所述特种纤维为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维、碳纤维、石墨纤维、聚醚氨D230的任意一种或者任意两种；

所述改性合金粉末为硅烷偶联剂改性的合金粉末；所述合金粉末为微米级YG15钨钴硬质合金粉末、微米级YT15钨钛钴类硬质合金粉末、微米级YW1钨钛钽类硬质合金粉末、微米级YW1钨钛铌类硬质合金粉末、微米级不锈钢粉末中的任意一种或者任意几种；

其中，所述改性陶粒是通过以下方法制备得到的：将松香粉碎至粒径为1mm，备用，然后在搅拌状态下，将松香加入KH-570硅烷偶联剂中，搅拌至松香溶解，得到松香溶液，然后使用沸腾制粒机将松香溶液喷至陶粒表面，干燥，即可；