一种套管密封修复液技术领域
本发明涉及油气井压裂技术领域，具体地指一种用于油气井尤其是页岩气
水平井压裂过程中的套管密封修复液。
背景技术
页岩气水平井采用多井段分段压裂完井方式，在储层压裂改造过程中，要
实现有效安全的地层压裂，需要套管有很好的完整的承压能力，压裂套管所需
承压能力更高，通常在70～110MPa；此外，分段压裂所需压裂周期较长，一般
需要持续7～10天时间，这就对套管的密封承压能力提出了更高的要求。
套管在运输装卸或下套管作业过程中，有时会对套管丝扣及密封端面造成
损伤，导致套管密封承压能力受到影响，在压裂过程中出现渗漏的情况。
套管连接部渗漏通常比较缓慢，漏失节面小，给作业工程中的漏点确认增
加了难度。而且确认漏点位置然后在进行漏点封堵的过程不仅延长作业周期，
而且费用极其昂贵。因此需要一种在不知道漏点位置情况下能够对套管渗漏点
进行有效封堵的方法。并且由于需要进行压裂作业，一旦出现渗漏部位，将影
响整个压裂作业的顺利进行，无法满足大规模压裂带来的高压差。
中国发明专利“封堵浅层套管漏失的堵漏剂及其制备方法”(公布号：CN
103756655A)，提供了一种浅层套管漏失的堵漏剂，该堵漏剂由以下重量份的组
分制备而成：快速失水纤维0.1～5份，膨润土0.5～5份，助滤剂0.5～3份，增强
剂0.5～3份，延迟膨胀堵漏剂0.5～2份。该堵漏剂具有高失水特性，能够有效对
抗地层水的稀释；由于其主要组分天然植物纤维具有极强的亲水性和较大的比
表面积，所以其形成的封堵层对于水润湿的岩石表面具有更强的粘接力，能够
有效地防止因漏层返吐而破坏封堵层；该堵漏剂中的延迟膨胀颗粒能够在固相
封堵层形成后吸水膨胀，进一步增强了封堵层的强度，为后续水泥封固建立有
效的屏障。
中国发明专利“一种用于油水井的堵水、堵漏、二次固井技术”(公布号：
CN101638979A)，提供了一种用于油水井的堵水、堵漏、二次固井技术，可适
用于直井、分枝井、水平井、大位移井，改善开采效果的工艺技术。随着油田
开发时间的延续，油、水井套管腐蚀严重，穿孔套裂现象十分突出。有些油井
属于固井质量不好，套管外窜，油层相互连通，致使油层水淹程度愈来愈高。
次堵漏剂是由堵水剂+堵漏支撑剂组成，根据井的漏失情况和地质条件，其比例
可以调整，组分可以分局现场施工情况随时改变。组分中堵漏支撑剂对与漏点
相同的地面、地层大孔道起封堵作用，堵水剂起强化推进，隔离来水，改变酸
碱游离水腐蚀性能的作用。既能堵牢套漏处，又能防止腐蚀井段产生新的漏点，
是一种堵漏防漏相结合的工艺技术。
中国发明专利“一种油田油水井堵炮眼、套管堵漏用的封堵剂”(公布号：
CN103864389A)，提供了一种油田油水井堵炮眼、套管堵漏用的封堵剂，该封
堵剂由堵剂和缓凝剂构成，所述的堵剂由40-80重量份的硫铝酸盐熟料或氟铝酸
盐熟料、5-20重量份的硬石膏、10-40重量份的微硅粉和5-10重量份的无水硫
酸钠制成的水硬性胶凝粉剂材料；所述的缓凝剂由0.1-5重量份的酒石酸、0.1-15
重量份的柠檬酸、5-10重量份的硼酸和80-95重量份的水构成的缓凝剂水溶液。
中国发明专利“桐油酸酐深井套管密封胶”(公布号：CN103602302A)，
提供了一种桐油酸酐氧化铅深井套管密封胶，其特征在于：以重量计，由酚醛
树脂50-80份与桐油酸酐树脂60-90份、氧化铅5-12份，在70-85℃下，搅拌60-90
分钟，即得产品；具有原料易得，成本低，绿色环保，使用方便，效果好的优
点。
上述发明专利中介绍的封堵剂均存在一定的缺点和不足：(1)没有明确指
出封堵漏失后的承压能力；(2)所封堵漏失的类型都是由于油田长时间开发导
致的套管腐蚀产生的漏失，没有针对压裂前套管微小渗漏的封堵；(3)所封堵
的漏失类型都是大的漏失孔道，没有微小渗漏；(4)封堵机理都是通过堵漏材
料、滤失材料形成滤饼，大量堆积来封堵漏失通道。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于油气井压裂过程中的套管密
封修复液，该密封修复液具有良好的流动性能和密封能力，能承受110MPa的高
压，性能随温度变化可调，作用时间可控，最重要的是不需要确定套管漏失点
的具体位置，可进行大井段盲堵，封堵渗漏点，施工工艺简单。
本发明具体是通过以下技术方案来实现的：
一种套管密封修复液，由以下重量份的组分制备而成：
0.1～1重量份的增粘剂；
5～10重量份的乳化剂；
10～35重量份的柔性支撑剂；
5～30重量份的刚性支撑剂；
1～10重量份的悬浮剂；
0.1～10重量份的强度调节剂；
0.1～0.5重量份的稳定剂；
10-40重量份的水。
优选地，所述增粘剂为聚丙烯酰胺、黄原胶、聚丙烯腈和聚乙烯醇中的一
种或其中任意几种按任意比的组合。
优选地，所述乳化剂按下述方案制得：5～15重量份聚乙二醇200、10～30
重量份马来酸酐、20～40重量份甲基丙烯酸甲酯、15～65重量份去离子水按比例
加入到密闭反应釜中，55℃～80℃反应3h～5h，反应完全后自然冷却，然后进行
脱水处理即得到乳化剂。
优选地，所述柔性支撑剂按下述方案制得：10～20重量份的环氧丙烷丙烯醚、
5～15重量份的丙烯酸羟乙酯、20～30重量份的丙烯酸缩水甘油、10～15重量份的
氨基苯酚、20～55重量份的去离子水按比例加入到密闭反应釜中，50℃～80℃反
应2h～5h，反应完全后自然冷却，然后向其中加入0.5～2.0重量份10％氢氧化钠
溶液，在40℃～70℃下进一步反应2h～4h，冷却后将所得的材料进行水洗，然后
干燥即得到柔性支撑剂。
优选地，所述强度调节剂为按下述方案制得，25～35重量份的缩水甘油醚、
10～15重量份的2-甲基咪唑、10～30重量份的二氨基二苯基甲烷、1～2重量份的
引发剂，18～54重量份的去离子水按比例加入到密闭反应釜中，50℃～80℃下反
应3h～6h，反应完全后自然冷却，进行脱水处理即得到强度调节剂。
优选地，所述刚性支撑剂为碳酸钙、二氧化硅、重晶石、水泥、微硅和纤
维按以下比例组合：
碳酸钙10～30重量份
二氧化硅10～20重量份
重晶石5～10重量份
水泥0～5重量份
微硅10～30重量份
纤维0～5重量份
优选地，所述纤维为长度小于3mm的碳纤维。
优选地，所述碳酸钙的粒径为200～800目，所述二氧化硅的粒径为200目
～1200目，所述重晶石的的粒径为1000目～3000目。
优选地，所述悬浮剂为膨润土、凹凸棒土、海泡石和硅酸铝中的一种或其
中任意几种按任意比的组合。
优选地，所述稳定剂为氢氧化钠、碳酸钠和戊二醛中的一种或其中任意几
种按任意比的组合。
本发明产生的有益效果为：
1)该密封修复液具有良好的流动性能，在压力作用下可自由进入渗漏点，
无需确认渗漏点具体位置，可以进行无差别全方位承压堵漏；
2)通过柔性支撑剂和刚性支撑剂间的粒径级配，可封堵不同大小的微小渗
漏点；
3)该密封修复液承压能力强，可承受110MPa高压作用；
4)该密封修复液进入井筒后很好清洗，不会挂套管壁，不会污染井筒；
5)该密封修复液不会整段密封井筒，不存在井筒安全问题；
6)该密封修复液，配方简单，成本低廉，可堵性强，封堵工艺简单易于施
工；
7)该密封修复液环境友好。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发
明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所
有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实例1：
由以下组分配制的套管密封修复液：
增粘剂(聚丙烯酰胺)0.5重量份；乳化剂5重量份；柔性支撑剂10重量
份；刚性支撑剂5重量份；悬浮剂(膨润土)1重量份；强度调节剂3重量份；
稳定剂(碳酸钠和戊二醛任意比混合)0.2重量份；水20重量份。
乳化剂按下述方案制得：15重量份聚乙二醇200、10重量份马来酸酐、40
重量份甲基丙烯酸甲酯、15重量份去离子水按比例加入到密闭反应釜中，80℃
反应3h，反应完全后自然冷却，然后进行脱水处理即得到乳化剂。
柔性支撑剂按下述方案制得：20重量份的环氧丙烷丙烯醚、5重量份的丙
烯酸羟乙酯、30重量份的丙烯酸缩水甘油、10重量份的氨基苯酚、55重量份的
去离子水按比例加入到密闭反应釜中，50℃反应5h，反应完全后自然冷却，然
后向其中加入2重量份10％氢氧化钠溶液，在70℃下进一步反应2h，冷却后将
所得的材料进行水洗，然后干燥即得到柔性支撑剂。
强度调节剂为按下述方案制得，35重量份的缩水甘油醚、10重量份的2-
甲基咪唑、30重量份的二氨基二苯基甲烷、1重量份的引发剂，54重量份的去
离子水按比例加入到密闭反应釜中，50℃下反应6h，反应完全后自然冷却，进
行脱水处理即得到强度调节剂。
所述刚性支撑剂为碳酸钙、二氧化硅、重晶石、水泥、微硅和纤维按以下
比例组合：
碳酸钙30重量份
二氧化硅10重量份
重晶石10重量份
微硅30重量份
碳酸钙的粒径为200目～800目，所述二氧化硅的粒径为200目～1200目，
所述重晶石的的粒径为1000目～3000目。
实例2：
由以下组分配制的套管密封修复液：
增粘剂(黄原胶)0.1重量份；乳化剂5重量份；柔性支撑剂20重量份；
刚性支撑剂30重量份；悬浮剂(海泡石)5重量份；强度调节剂0.1重量份；
稳定剂(氢氧化钠、碳酸钠任意比混合)0.1重量份；水10重量份。
乳化剂按下述方案制得：5重量份聚乙二醇200、30重量份马来酸酐、20
重量份甲基丙烯酸甲酯、65重量份去离子水按比例加入到密闭反应釜中，55℃
反应5h，反应完全后自然冷却，然后进行脱水处理即得到乳化剂。
柔性支撑剂按下述方案制得：10重量份的环氧丙烷丙烯醚、15重量份的丙
烯酸羟乙酯、20重量份的丙烯酸缩水甘油、15重量份的氨基苯酚、20重量份的
去离子水按比例加入到密闭反应釜中，80℃反应2h，反应完全后自然冷却，然
后向其中加入2.0重量份0.5重量份10％氢氧化钠溶液，在40℃下进一步反应
4h，冷却后将所得的材料进行水洗，然后干燥即得到柔性支撑剂。
强度调节剂为按下述方案制得，25重量份的缩水甘油醚、15重量份的2-
甲基咪唑、10重量份的二氨基二苯基甲烷、2重量份的引发剂，18重量份的去
离子水按比例加入到密闭反应釜中，80℃下反应3h，反应完全后自然冷却，进
行脱水处理即得到强度调节剂。
所述刚性支撑剂为碳酸钙、二氧化硅、重晶石、水泥、微硅和纤维按以下
比例组合：
碳酸钙10重量份
二氧化硅20重量份
重晶石5重量份
水泥5重量份
微硅10重量份
纤维5重量份
纤维为长度小于3mm的碳纤维。碳酸钙的粒径为200目～800目，所述二氧
化硅的粒径为200目～1200目，所述重晶石的的粒径为1000目～3000目。
实例3：
由以下组分配制的套管密封修复液：
增粘剂(聚丙烯酰胺、聚丙烯腈)1重量份；乳化剂10重量份；柔性支撑
剂30重量份；刚性支撑剂30重量份；悬浮剂(膨润土和硅酸铝人任意比混合)
10重量份；强度调节剂10重量份；稳定剂(戊二醛)0.3重量份；水40重量
份。
其他与实施例1相同。
实例4：
由以下组分配制的套管密封修复液：
增粘剂(聚乙烯醇)1重量份；乳化剂10重量份；柔性支撑剂35重量份；
刚性支撑剂20重量份；悬浮剂(膨润土、凹凸棒土、海泡石和硅酸铝人任意比
混合)5重量份；强度调节剂5重量份；稳定剂(碳酸钠)0.5重量份；水30
重量份。
其他与实施例2相同。
实例5：
由以下组分配制的套管密封修复液：
增粘剂(聚丙烯酰胺、黄原胶任意比例混合)0.5重量份；乳化剂8重量份；
柔性支撑剂20重量份；刚性支撑剂10重量份；悬浮剂(膨润土、海泡石和硅
酸铝人任意比混合)1重量份；强度调节剂1重量份；稳定剂(氢氧化钠)0.2
重量份；水10重量份。
其他与实施例1相同。
实例6：
由以下组分配制的套管密封修复液：
增粘剂(聚丙烯酰胺、黄原胶、聚丙烯腈和聚乙烯醇任意比例混合)0.5重
量份；乳化剂5重量份；柔性支撑剂15重量份；刚性支撑剂15重量份；悬浮
剂(膨润土、凹凸棒土、海泡石和硅酸铝人任意比混合)6重量份；强度调节剂
10重量份；稳定剂(氢氧化钠和戊二醛任意比混合)0.5重量份；水40重量份。
其他与实施例1相同。
实例7：
由以下组分配制的套管密封修复液：
增粘剂(聚丙烯酰胺、聚丙烯腈和聚乙烯醇任意比例混合)0.5重量份；乳
化剂5重量份；柔性支撑剂15重量份；刚性支撑剂10重量份；悬浮剂(膨润
土、凹凸棒土、海泡石和硅酸铝人任意比混合)5重量份；强度调节剂3重量份；
稳定剂(氢氧化钠、碳酸钠和戊二醛任意比混合)0.2重量份；水20重量份。
其他与实施例1相同。
上述实施例的修复液的承压能力数据如下表：
实施例
承压能力(MPa)
稳压时间(min)
压降(MPa)
1
98
30
0.05
2
95
50
0.06
3
107
80
0.1
4
110
80
0.11
5
101
70
0.08
6
110
60
0.07
7
99
80
0.09
通过现场实验发现，该套管密封修复液具有很好的密封效果，在不同压力
条件下对套管微小渗漏点的密封效果都很明显，可以满足现场施工条件的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发
明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发
明的保护范围之内。