洛河组砂岩用新型无固相冻胶注浆体系

作者：李嘉鸣; 吕东方; 赵金忠; 赵光^*; 戴彩丽^*

来源：油田化学, 2023, 1-12.

• 洛河组砂岩
• 低渗透
• 无固相
• 冻胶
• 注浆
• 封堵

洛河组砂岩采动地层涌水频繁，严重影响了矿井安全生产。针对传统注浆体系面临渗滤效应严重和成胶性能不可控，难以实现裂隙出水有效调控的技术难题，通过分析5种天然典型岩心样品（含砾砂岩、巨粒砂岩、粗粒砂岩、中粒砂岩、细粒砂岩）的矿物组成及微观形貌，明确了孔隙微观赋存特征，构建了低成本、稳定性优异的无固相冻胶注浆体系。通过物理模拟驱替实验研究了冻胶注浆体系的注入性和封堵性能，通过核磁共振在线驱替实验研究了注浆封堵前后岩心中的孔隙分布变化特征。结果表明，孔隙直径小和孔喉连通性差是造成传统注浆体系难以顺利注入和深部运移的地质原因。由于渗滤效应的存在，传统注浆体系的固化封堵效果明显低于理论设计。以0.5%～0.6%聚丙烯酰胺、0.6%～0.7%有机胺类单体交联剂、0.07%～0.08%酚类单体交联剂和0.2%～0.3%有机酸类调节剂为原料，构建了低成本、无固相、易深部注入的新型冻胶注浆体系。该冻胶注浆体系可实现48 h内成胶，180 d内未见明显脱水，长期老化稳定性优异。冻胶注浆体系的注入性良好，持续冲刷岩心后的压力衰减率为7.85%～20.95%，封堵率为82.04%～92.19%。冻胶注浆体系通过占据大孔道或裂缝空间，增大渗流阻力，迫使后续流体转向，实现出水层有效封堵。该研究成果可为洛河组砂岩注浆堵水施工提供新思路。

• 单位
  中国石油大学（华东）