[發(fā)明專利]一種油田用可控制交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810046115.9
• 申請(qǐng)日: 2008-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101353569A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代加林;周明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K8/44
• 分類號(hào): C09K8/44
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種用于油氣田的可控制交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料，特別是涉及到采用包裹技術(shù)緩慢釋放高價(jià)金屬離子，以交聯(lián)聚合物HPAM的堵水堵漏材料。

背景技術(shù)：

處理井漏是提高鉆井成本的重要因素，其花費(fèi)的時(shí)間占鉆井總時(shí)間的10％左右，而裂縫性、溶洞性井漏處理時(shí)間又占井漏處理時(shí)間的70％以上，針對(duì)裂縫性、溶洞性嚴(yán)重漏失，傳統(tǒng)的堵漏材料和堵漏方法(如橋塞堵漏，水泥漿堵漏)等在處理裂縫性、孔洞性惡性漏失時(shí)有其自身的弱點(diǎn)，很難在井筒周圍的漏層停留，易與地層流體相混，被稀釋后流走，因而堵漏漿很難在井筒周圍形成足夠強(qiáng)度的嚴(yán)密封堵。國(guó)內(nèi)外鉆井工作者從化學(xué)角度出發(fā)，研制出了一些聚合物堵漏材料和配套堵漏工藝，但對(duì)付裂縫性、溶洞性漏失仍沒(méi)有取得突破性的進(jìn)展。以聚合物堵漏材料為基礎(chǔ)的堵水堵漏技術(shù)還需進(jìn)行大量的研究工作。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是：為了能封堵裂縫性、孔洞性惡性漏失地層，增加凝膠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，增加封隔層的強(qiáng)度和密封性，特提供一種油田用可控制交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種油田用可控制交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料，其特征是：制備該堵水堵漏材料所用原料的各組分和含量如下，其中質(zhì)量單位為克，

交聯(lián)劑：三氯化鉻3，去離子水97；

顆粒凝膠：丙烯酰胺20～30，N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.005～0.02，引發(fā)劑0.01～0.02，去離子水70～80，顆粒凝膠大小在0.01～1mm之間；

HPAM水溶液：部分水解聚丙烯酰胺簡(jiǎn)稱HPAM，是一種線型高分子聚合物，部分水解聚丙烯酰胺0.1～2，分子量1000萬(wàn)、1500萬(wàn)、1700萬(wàn)均可，水解度15～25％；穩(wěn)定劑0.01～0.1；淡水或地層污水98.0～99.9，HPAM水溶液粘度為100～500mpa.s；

包裹液：聚乙烯醇5型號(hào)1799；去離子水95，粘度為10～20mpa.s。

其制備方法是：

先將20～30克的丙烯酰胺加入到盛有70～80克去離子水的燒杯中，待丙烯酰胺溶解后加入0.005～0.02克的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，加入0.01～0.02克的引發(fā)劑，凝膠化0.5h后，室溫靜置1h后即得凝膠塊狀產(chǎn)品，最后經(jīng)造粒、100℃以下烘干、粉碎、篩分制備成凝膠顆粒；再把制備的凝膠顆粒30克浸泡于質(zhì)量百分濃度為3％的三氯化鉻溶液中，充分吸收交聯(lián)劑于凝膠顆粒內(nèi)部，交聯(lián)劑與吸水顆粒凝膠不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只發(fā)生物理吸附，烘干備用；再將粒徑大小為0.01～1mm的含交聯(lián)劑三氯化鉻的顆粒凝膠加入質(zhì)量百分濃度為5％的聚乙烯醇溶液中，進(jìn)行1～3次包裹后，烘干得到包裹凝膠顆粒，包裹后的含交聯(lián)劑的凝膠顆粒的粒徑在0.1～1mm之間；最后將包裹后含交聯(lián)劑的凝膠顆粒加入質(zhì)量百分濃度為0.1～2％的水溶性聚合物HPAM溶液中，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，微小顆粒起骨架作用，得到不動(dòng)凝膠。

制備該堵水堵漏材料所用引發(fā)劑，是用水溶性的氧化還原引發(fā)劑，用硝酸鈰銨、或過(guò)氧化氫-硫酸亞鐵、或過(guò)硫酸鹽-亞硫酸氫鈉、或過(guò)硫酸鹽-亞硫酸鈉的一種。所用穩(wěn)定劑，是用具有還原性的物質(zhì)，用亞硫酸鈉、或硫代硫酸鈉的一種。本發(fā)明采用的非共軛雙鍵的化合物N.N-亞甲基雙丙烯酰胺，使丙烯酰胺分子鏈之間發(fā)生交聯(lián)，形成交聯(lián)化合物。采用聚乙烯醇作為包裹劑，其作用是減緩交聯(lián)劑的釋放，且與HPAM的相容性好，在交聯(lián)劑的作用下能與HPAM形成半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也可進(jìn)一步增加凝膠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。骨架顆粒有一定的膨脹特性，從而改善常規(guī)堵水堵漏劑與巖石膠結(jié)不好、易漏失的情況，增加了封隔層的強(qiáng)度和密封性，添加該劑能封堵裂縫性、孔洞性惡性漏失地層。

本發(fā)明提供的堵水堵漏材料與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下有益效果：(1)添加該劑能封堵裂縫性、孔洞性惡性漏失地層。(2)顆粒中釋放的交聯(lián)劑與HPAM交聯(lián)形成強(qiáng)凝膠，而顆粒起到骨架作用，增加凝膠的強(qiáng)度和整體性，形成穩(wěn)定的不動(dòng)凝膠。(3)采用聚乙烯醇做為包裹劑，與HPAM的相容性好，在交聯(lián)劑的作用下能與HPAM形成半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步增加凝膠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。(4)骨架顆粒有一定的膨脹特性，從而改善常規(guī)堵水堵漏劑與巖石膠結(jié)不好，易漏失的情況，增加了封隔層的強(qiáng)度和密封性。(5)該材料的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本較低，具有濾失量小、密封性好、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

具體實(shí)施方式：

實(shí)例1～5

表1包裹一層堵漏的成膠時(shí)間和強(qiáng)度

實(shí)例6～10

表2包裹兩層堵漏的成膠時(shí)間和強(qiáng)度

實(shí)例11～15