石油开发中，油气层部位漏失是普遍存在而又十分严重的问题，不仅严重影响油气层勘探、开发，而且还造成巨大的经济损失。随着钻井深度和地层复杂性的增加，研究新型化学堵漏剂很有必要。

魔芋葡甘露聚糖是魔芋粉的主要成分，约占干品质量的50%~60%，其分子式为(C6H10O5)n，相对分子质量因品种和产地不同而存在差异。它是由D－葡萄糖和D－甘露糖按1：2比例，通过β-1，3糖苷键结合而成的复合天然高分子多糖，主链的甘露糖基C-3位有β-1，3糖苷键的支链，还有乙酰基存在，其晶体结构中有α型（非晶型）和β型（结合型）。

实验研究的新型堵漏剂是通过对魔芋粉进行改性，使其形成具有高粘弹性和一定强度的凝胶，此凝胶通过挤压变形而将裂缝堵住。

产品分析

魔芋葡甘露聚糖溶于水为胶体，此胶体中存在D－葡萄糖和D－甘露糖，其中部分变成乙酸酯，即甘露糖的第六碳原子上的伯醇基氢原子被乙醇基取代。

pH值对凝胶的影响

在反应温度为70℃，反应时间为3h的条件下，堵漏剂配方为:7%魔芋粉＋2%接枝单体+0.2%交联剂。考察pH值对成胶时间及凝胶强度的影响。在酸性条件下，体系几乎很难生成凝胶﹔在弱碱性条件下，生成的凝胶质量较差，且不能将水全部吸收，凝胶周围有部分游离水；pH值为9.5~10.0时，凝胶强度高，且成胶时间较快，2~3h内交联反应基本完成。因此，pH值以9.0~10.0为宜。

交联剂加量对凝胶的影响

选用无机铝盐作交联剂，堵漏剂配方为：7%魔芋粉＋2%接枝单体＋0.2%NaOH，其他反应条件不变，考察交联剂加量对凝胶的影响。交联剂加量较低时，成胶时间较长，凝胶强度也较差，随交联剂加量增大，其成胶时间缩短，但交联剂加量继续增加时，成胶时间延长，而凝胶强度增加。因此，交联剂加量以0.2%为宜。

接枝单体加量对凝胶的影响

堵漏剂配方为：7%魔芋粉＋0.2%交联剂+0.2%NaOH，其他反应条件不变，考察接枝单体加量对凝胶的影响。接枝单体加量对成胶时间影响不大，但对凝胶强度有一定的影响。随接枝单体加量增加，凝胶强度增加，其加量超过2.5%时，凝胶体系快速变稠，失去流动性，凝胶强度下降。因此，接枝单体加量以1.5%~2.5%为宜。

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反应温度对凝胶的影响

堵漏剂配方为：7%魔芋粉＋0.2%交联剂+0.2%NaOH，低温下较难发生反应，反应温度过高，凝胶强度会下降。这是由于在碱性条件下，反应温度过高，凝胶骨架魔芋甘露糖会发生碱性水解（脱乙酰化反应），破坏了凝胶的网状结构，凝胶强度下降。因此，反应温度以80~℃为宜。

(1)确定了改性魔芋粉堵漏剂的最佳条件：pH值9.0~10.0，交联剂加量0.2%，接枝单体加量1.5%~2.5%，反应温度80~℃。

(2)现场应用表明，应用魔芋粉凝胶堵漏剂在石油开发中，能成功堵住油气层部位的漏失，提高油井产量。

参考文献：

《改性高分子魔芋粉堵漏剂在石油开发中的应用》

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