酚醛樹脂在油田化學中的應用

劉 剛 曹紅雨

(1.新疆準東石油技術股份有限公司油田實驗室，新疆 阜康 831511；2.江漢石油管理局鉆井二公司，湖北 潛江 433123)

一、酚醛樹脂在油田化學中的作用機理

酚醛樹脂具有良好的耐熱、耐高溫蠕變、阻燃、電絕緣性能等特點，因此在油田化學中得到廣泛應用；主要應用于深井鉆井液調配、油氣井堵水、采油修井、油井防砂等過程中。

在配置深井鉆井液時，磺化酚醛樹脂與SMC復配，因為SMP-I由高分子結構鏈組成具有抗高溫能力且無絮凝作用，親水能力也較強，能有效地吸附陽離子形成水化膜降低鉆井液濾失量，加強井壁的穩定性。

我們知道油氣井出水現象是油田開發過程中難以避免的問題，通常我們會采用調剖注水井和堵水劑封堵兩種方法來處理這類問題。樹脂型堵水劑是最為常用且最為有效的堵水劑，而酚醛樹脂作為一種熱固型樹脂經稀釋后進入地層，再經固化成為高強度的固態樹脂而封堵水層，多適用于封竄堵漏和高溫地層。

在采油修井過程中，常會出現油層表面掉塊、砂層疏松甚至坍塌等現象。一般這種情況下，利用酚醛樹脂與其他化合物進行配比后能夠很好的加固表層或疏松段，同時防止坍塌現象。如使用適當比例酚醛樹脂、鹽酸與水的混合物經固化后可以很好地控制疏松的砂層，改善孔隙度和采收率。

二、改性酚醛樹脂在油田化學中的應用配方及現場試驗

酚醛樹脂在油田化學中的應用很廣泛，這里我們首先介紹磺化酚醛樹脂在油田化學中的推廣應用與作用機理，在此基礎上我們再以華北油田封堵技術中的應用為例，通過現場試驗分析并評價改性后磺化酚醛樹脂應用效果。

（一）磺化酚醛樹脂推廣應用與作用機理

磺化酚醛樹脂主要用于深井鉆井液中，將它入鉆井液中，在高溫條件下黏土表面與處理劑的吸附能力加強，大量負電荷形成強度較高的水化膜，不僅增加了黏土粒子的聚結穩定性，也減緩了高溫的聚結作用，還改善了泥餅質量，降低了濾失量。磺化酚醛樹脂復配化學添加劑使用，不僅能提高降濾失能力，還可以起到一定的封竄堵漏作用。我們以實例分析其應用實況。

（二）實例分析改性磺化酚醛樹脂的應用

根據前期對華北油田地質特征和油水井特征的探究,要求我們配制具有較好的抗高溫性能（40～110℃）、化學穩定性、物理均衡性和可控性的封竄堵漏劑。而其基礎材料即是改性的酚醛樹脂還有其他化學添加劑，在選用化學添加劑時,要結合油藏溫度和油井實況，篩選適當用量的添加劑。經長期研究這里我們將改性酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂添、促進劑、固化劑、增塑劑、增強劑分別以68%、15%、2%、3%、5%、5%進行配比混合，再在需要的情況下填入少量的其他添加劑。

（三）封竄堵漏劑綜合性能分析

封竄堵漏劑在使用前要做好性能測試，主要通過耐高溫、物理與化學穩定性能以及射孔穿透模擬測試來分析其綜合性能，以確保其具有持久的耐高溫性能和一定的耐蒸汽沖刷強度，從而保證封堵層的穩定性。這里我們需要進行不同溫度條件下的粘度測試來確定可控反應時間；通過標準壓力試驗來測試不同溫度條件下的封竄堵漏劑固化后機械強度和柔韌性；再通過與強酸、強堿和鹽的化學反應實驗計算溶蝕率，若小于1%，則穩定性良好。待其完全固化后，方能進行射孔穿透測試其穿透深度。

在華北油田3口竄漏井進行現場試驗，其中1口封竄，另外2口油井封出水層。注入封竄堵漏的劑量要保證100%的成功率、有效率和封堵率。根據現場試驗情況，我們可以得出以下結論：

(1)通過井口低幅度打壓固化施工后，投產后壓降較小，而承受力卻大幅提升，檢測封竄堵漏劑的使用效果；也就是說固化后的封竄堵漏劑具有抗壓、抗拉與抗剪切等優良機械性能，較好地滿足了竄漏治理需要。

(2)采用酚醛樹脂封竄堵漏劑封堵,深井注入壓力漲幅不大，且較易進行擠注施工。而地質條件和井況條件來看儲層滲透性對擠注施工影響較大，也即封竄堵漏劑對滲流通道的穿透力較強。

(3)經試驗處理后的竄漏井能保持良好的狀態下持續應用，充分顯示其較好的耐久性與化學性穩定性。

(4)經過封堵施工后，原油大幅增產，帶來了更大的經濟效益。

三、酚醛樹脂在油田化學中的應用拓展及意義

酚醛樹脂在油田化學中的應用頗為廣泛，隨著我國對酚醛樹脂的逐步開發和應用，相關的油田化學技術也取得較大進步，同時也促進了其應用領域的拓展。

甲階酚醛樹脂是一種具備酚醛樹脂基本性能的初等材料，其顆粒材料常作為支撐劑用于深井鉆探，能夠在一定的壓裂液壓力下開縫助流，可以提高油層的收集效率。另外一種二步法酚醛樹脂是在初等材料的基礎上利用二步法生產的可固化酚醛樹脂，可通過包覆砂以及交聯原理處理油藏問題，常用于覆砂或油井處理。該酚醛樹脂不僅具有甲階酚醛樹脂的同等性能，還規避了使用壽命、混合性及穩定性問題，解決一些甲階酚醛樹脂無法解決的油井問題；加入適量的偶聯劑還可較好地提升巖心抗壓強度。

酚醛樹脂還可以制成塑料涂層應用于鉆井采油作業中，通過保護金屬材料，以避免腐蝕氣體的侵害。同時通過環氧改性的酚醛塑料涂覆的薄膜有著較好的耐磨性與抗氧滲透性，可最大限度地減少涂層中的針孔和裂縫。通過改性后的醚化酚醛縮聚物還可用作油包水型乳化液的破乳劑。在固井液中添加糠醛改性的磺化酚醛樹脂可以改善水泥硬化過程中的強度、粘度、流變性和阻蝕性，從而提高固井液在酸性和含侵蝕性介質中的耐酸性。

隨著酚醛是指在油田化學中應用越來越多，很大程度地促進油田化學學科的發展，也給油田開發帶來更多的經濟效益，也減少了資源的損失。

結語

我國已成為酚醛樹脂的消費與生產大國，酚醛樹脂的消費量在相關的應用領域內還將保持快速增長的勢頭，國內酚醛樹脂的市場發展空間還很大。

[1]張高波，王善舉，郭民樂.對磺化酚醛樹脂生產應用的認識[J].鉆井液與完井液，2000，17(3)：21-24.

[2]文浩，楊存旺.石油作業工藝技術[M].北京:石油工業出版社，2002：267-276.