脲醛樹脂水泥球堵漏技術(shù)引見

脲醛樹脂是尿素和甲醛聚合反響后的產(chǎn)物。工業(yè)制備脲醛樹脂的過程比擬復(fù)雜，廢品為固體不溶物。鉆探工程中所應(yīng)用的脲醛樹脂可經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)簡單混合反響取得。

脲醛樹脂水泥漿主要是將脲醛樹脂、水泥及水依照一定的比例混合而成。其化學(xué)反響機(jī)理為：

nH₂N-CO-NH₂+ nHCHO→H-[NH-CO-NH-CH₂]-OH+(n-1) H₂O

尿素+甲醛溶液→脲醛樹脂

脲醛樹脂是一種水溶性樹脂，普通依照消費(fèi)工藝不同，能夠制造成膠體狀和粉末狀，普通現(xiàn)場(chǎng)為了便于溶解，運(yùn)用便當(dāng)，大多采用膠體狀。脲醛樹脂水泥漿在酸性條件下可以疾速的凝固成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的有機(jī)無機(jī)混合體，由于其具有較強(qiáng)的抗剪切稀釋性能，在公開水活潑或者大的溶洞及裂隙漏失區(qū)域顯現(xiàn)出宏大的優(yōu)越性，只需找準(zhǔn)漏失層，其一次性堵漏勝利率十分高。另外，由于化學(xué)工藝的成熟，其本錢較低，來源普遍。

1.1 脲醛樹脂的配置

經(jīng)過重復(fù)實(shí)驗(yàn)比擬得到，尿素與甲醛溶液（38%～40%）以3：4的比例停止混合反響效果最佳。假如冬季氣溫較低，制備過程中反響比擬慢詳細(xì)表如今尿素溶解反響較慢，因而可經(jīng)過熱浴辦法加快二者的反響。實(shí)驗(yàn)標(biāo)明在40～50度熱水中熱浴即可到達(dá)很好的效果，且拿出后尿素?zé)o析出。熱浴溫度不要太高，以免反響失控。

1.2 脲醛樹脂水泥球制造

脲醛樹脂水泥球具有良好的膠結(jié)性能，關(guān)于異常破碎等狀況具有顯著的功效。其主要為水泥復(fù)配一定的脲醛樹脂膠液，并參加一定量的促凝劑，縮短候凝期。對(duì)脲醛樹脂水泥球停止實(shí)驗(yàn)，制備三個(gè)水泥球樣停止比照實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)配方如表1所示。

表1   水泥球配方

資料編號(hào)	樣品1	樣品2	樣品3
水泥/g	100	100	100
脲醛樹脂溶液/mL	28	15	--
水/g	--	15	30

廢品實(shí)物如圖1所示：

圖1 制備的水泥球?qū)嵨?/p>

圖2 水浸泡搖擺后的效果

水泥球主要用處是井下堵漏，投擲后請(qǐng)求性能無太大變化。為模仿投擲時(shí)的水下下落環(huán)境，實(shí)驗(yàn)采用水中不時(shí)搖擺的辦法模仿下落環(huán)境，最后察看變化。將水泥球樣品放入清水中，搖擺4～5min后察看變化結(jié)果如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)樣3沒加任何脲醛樹脂，搖擺后嚴(yán)重變形，水泥球成餅，并呈現(xiàn)很多裂痕，外表腐蝕嚴(yán)重。樣2參加了局部脲醛樹脂，變形較樣3小許多但總體還是有點(diǎn)過大，有點(diǎn)扁化，邊緣呈現(xiàn)少許裂痕。樣1只參加了脲醛樹脂溶液，搖擺后根本無變化，水泥球根本無變形，無裂痕，外表潤滑平整。

實(shí)驗(yàn)探究得出脲醛樹脂水泥球配方：

32.5級(jí)水泥：脲醛樹脂漿液：水 = 5：1：1

主要性能：凝固時(shí)間：6-8h   強(qiáng)度：3-8MPa

2 可循環(huán)微泡沫鉆井液技術(shù)

為了減少鉆井液對(duì)地層的壓力，同時(shí)封堵一些微小裂隙，配制可循環(huán)的微泡沫鉆井液停止循環(huán)，能夠更有效的減小漏失。泡沫鉆井液主要是經(jīng)過泡沫的匯集，顆?；ハ鄻蛉麡?gòu)成較大的毛細(xì)管阻力從而封堵微小的漏失通道，其原理圖如圖3所示。

圖3 泡沫鉆井液堵漏表示圖

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)復(fù)配得出，泡沫鉆井液的配方為：0.1-0.3%ADF-3（現(xiàn)場(chǎng)起泡劑）+0.2%HV-CMC+1%膨潤土（鈉膨潤土）+5%碳酸鈉（土重）+0.2%XC（黃原膠），主要性能：半衰期可達(dá)240min，密度0.8-0.85g/cm³；表觀粘度：30mpas，塑性粘度：30mpas

采用質(zhì)量較優(yōu)的黃原膠以及高粘羧甲基纖維素鈉鹽能夠大大進(jìn)步泡沫鉆井液的半衰期。為了進(jìn)一步減少本錢，使泡沫鉆井液能夠循環(huán)運(yùn)用，需求后期的消泡劑的優(yōu)選。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)配制的泡沫鉆井液

 

3 綜合堵漏施工工藝

3.1 脲醛樹脂水泥球堵漏施工工藝

現(xiàn)場(chǎng)直接依照上述比例制造水泥球，下入一個(gè)堵頭（能夠是蛇皮袋或者軟木塞等，主要起到一定的封堵作用），將水泥球投放進(jìn)去，運(yùn)用鉆具將水泥球擠入井壁，6-8h后就能夠凝固，構(gòu)成穩(wěn)定封堵段，從而正常鉆進(jìn)，如圖5所示。

圖5 脲醛樹脂水泥球堵漏技術(shù)表示圖

3.2 可循環(huán)微泡沫泥漿堵漏工藝

按比例先后參加水、膨潤土、碳酸鈉攪拌20min后，遲緩參加纖維素，繼續(xù)攪拌約20min，再參加黃原膠，攪拌約20min后參加起泡劑，停止攪拌，配制好后泵送循環(huán)。當(dāng)有局部泡沫鉆井液上返后，參加0.3%的消泡劑，充沛攪拌，然后進(jìn)入廢漿池中沉淀，6-10h后抽取上部漿液參加0.2%ADF-3起泡劑，攪拌20min后能夠繼續(xù)循環(huán)運(yùn)用。

 

4 完畢語

在河南靈寶大湖礦區(qū)ZK8403孔施工過程中，由于裂隙地層嚴(yán)重漏失，及現(xiàn)場(chǎng)施工水源緊缺的狀況下，采用尿醛樹脂水泥球分離微泡沫泥漿堵漏技術(shù)勝利地預(yù)防并減少了漏失狀況。進(jìn)步了施工效率，節(jié)約了本錢。證明了微泡沫泥漿在巖溶裂隙發(fā)育地層的適用性。同時(shí)經(jīng)過施工總結(jié)出一套完好的施工泥漿配比計(jì)算計(jì)劃，為進(jìn)一步施工提供了良好的自創(chuàng)。
 

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