脲醛樹脂水泥球堵漏技術引見

脲醛樹脂是尿素和甲醛聚合反響后的產物。工業制備脲醛樹脂的過程比擬復雜，廢品為固體不溶物。鉆探工程中所應用的脲醛樹脂可經過現場簡單混合反響取得。

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。其化學反響機理為：

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，普通依照消費工藝不同，能夠制造成膠體狀和粉末狀，普通現場為了便于溶解，運用便當，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械強度的有機無機混合體，由于其具有較強的抗剪切稀釋性能，在公開水活潑或者大的溶洞及裂隙漏失區域顯現出宏大的優越性，只需找準漏失層，其一次性堵漏勝利率十分高。另外，由于化學工藝的成熟，其本錢較低，來源普遍。

1.1 脲醛樹脂的配置

經過重復實驗比擬得到，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表如今尿素溶解反響較慢，因而可經過熱浴辦法加快二者的反響。實驗標明在40～50度熱水中熱浴即可到達很好的效果，且拿出后尿素無析出。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性能，關于異常破碎等狀況具有顯著的功效。其主要為水泥復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。對脲醛樹脂水泥球停止實驗，制備三個水泥球樣停止比照實驗，詳細配方如表1所示。

表1   水泥球配方

資料編號	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

廢品實物如圖1所示：

圖1 制備的水泥球實物

圖2 水浸泡搖擺后的效果

水泥球主要用處是井下堵漏，投擲后請求性能無太大變化。為模仿投擲時的水下下落環境，實驗采用水中不時搖擺的辦法模仿下落環境，最后察看變化。將水泥球樣品放入清水中，搖擺4～5min后察看變化結果如圖2所示。

實驗結果發現樣3沒加任何脲醛樹脂，搖擺后嚴重變形，水泥球成餅，并呈現很多裂痕，外表腐蝕嚴重。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過大，有點扁化，邊緣呈現少許裂痕。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。

實驗探究得出脲醛樹脂水泥球配方：

32.5級水泥：脲醛樹脂漿液：水 = 5：1：1

主要性能：凝固時間：6-8h   強度：3-8MPa

2 可循環微泡沫鉆井液技術

為了減少鉆井液對地層的壓力，同時封堵一些微小裂隙，配制可循環的微泡沫鉆井液停止循環，能夠更有效的減小漏失。泡沫鉆井液主要是經過泡沫的匯集，顆?；ハ鄻蛉麡嫵奢^大的毛細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

經過實驗復配得出，泡沫鉆井液的配方為：0.1-0.3%ADF-3（現場起泡劑）+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240min，密度0.8-0.85g/cm³；表觀粘度：30mpas，塑性粘度：30mpas

采用質量較優的黃原膠以及高粘羧甲基纖維素鈉鹽能夠大大進步泡沫鉆井液的半衰期。為了進一步減少本錢，使泡沫鉆井液能夠循環運用，需求后期的消泡劑的優選。

圖4 現場配制的泡沫鉆井液

 

3 綜合堵漏施工工藝

3.1 脲醛樹脂水泥球堵漏施工工藝

現場直接依照上述比例制造水泥球，下入一個堵頭（能夠是蛇皮袋或者軟木塞等，主要起到一定的封堵作用），將水泥球投放進去，運用鉆具將水泥球擠入井壁，6-8h后就能夠凝固，構成穩定封堵段，從而正常鉆進，如圖5所示。

圖5 脲醛樹脂水泥球堵漏技術表示圖

3.2 可循環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。當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后能夠繼續循環運用。

 

4 完畢語

在河南靈寶大湖礦區ZK8403孔施工過程中，由于裂隙地層嚴重漏失，及現場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勝利地預防并減少了漏失狀況。進步了施工效率，節約了本錢。證明了微泡沫泥漿在巖溶裂隙發育地層的適用性。同時經過施工總結出一套完好的施工泥漿配比計算計劃，為進一步施工提供了良好的自創。
 

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