[發(fā)明專利]油井水泥自愈合劑的制備方法、固井自愈合水泥漿及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310379092.4
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN104418965B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔祥明;汪曉靜;王其春;劉偉;徐春虎;曾敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院;清華大學(xué)
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F220/18;C08F220/14;C08F220/58;C08F212/36;C08F220/56;C08F222/20;C08F2/30;C08F2/26;C08F2/38;C09K8/487
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油勘探領(lǐng)域，具體涉及一種油井水泥自愈合劑制備及含有該方法制備得到的自愈合劑的油井自愈合水泥漿，更具體的，其涉及一種深井固井用的一種油井水泥自愈合劑的制備方法和及含有該方法制備得到的自愈合劑的固井自愈合水泥漿及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

油氣井在水泥漿凝固后，由于水泥自身特性或后期作業(yè)的影響，水泥石中易形成裂縫等缺陷，由于水泥環(huán)損傷出現(xiàn)油氣竄流引起環(huán)空帶壓的情況發(fā)生，后期一般采用成本昂貴的擠水泥大修井和化學(xué)堵漏修復(fù)方法，但成功率低，有的修復(fù)作業(yè)需要進(jìn)行很多次，并且修復(fù)后的油氣井往往在很短的時間內(nèi)又可能出現(xiàn)問題，需要重新修復(fù)，往往會造成大量的經(jīng)濟(jì)損失和鉆井作業(yè)周期的延長，目前，國內(nèi)外各大石油企業(yè)、科研院所也在致力于解決水泥石損傷、自修復(fù)的研究，但是尚無公開的關(guān)于自愈合劑的制備。國內(nèi)建筑行業(yè)水泥基材料微裂縫的自修復(fù)研究起步較早，但是建筑行業(yè)的自愈合劑由于使用溫度較低，難以應(yīng)用于油井水泥中。國外在固井水泥環(huán)自修復(fù)的研究和使用中取得了一些進(jìn)展，斯倫貝謝和哈里伯頓在關(guān)于水泥環(huán)損傷、水泥環(huán)微膨脹方面的研究，但是具有的修復(fù)劑研發(fā)尚未公開。

中國專利專利CN201010531412.X、CN201210587842.2、CN201110375710.9、CN201010530012.7等所公開的苯丙乳液只適用于建筑行業(yè)、涂料行業(yè)等，在溫度高于100℃的高溫高壓油井中難以適用，并且加入油井水泥中，造成了油井水泥無流動性，難以泵送入井。

中國專利CN201010617895.5、CN201310031979.4所發(fā)明的自愈合劑只適用于常溫下的建筑水泥，對于高溫下的油井水泥無法起作用。

中國專利CN201110326575.9是利用改性樹脂作為自愈合材料，但是該材料的使用溫度在70℃左右；中國專利CN201210264282.7未給出自愈合材料的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種制備油井水泥自愈合劑的方法，該方法制備的自愈合劑可以在高溫下修復(fù)水泥石裂縫，降低水泥石滲透率，封隔油氣水竄流通道，防止竄流的發(fā)生，提高固井水泥環(huán)的膠結(jié)質(zhì)量和耐久性，保證良好封隔，提高油氣井的使用壽命和開發(fā)效益。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

1）一種油井水泥用自愈合劑的制備方法，包括：

i)將取代或未取代的將苯乙烯、丙烯酸酯類、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、二乙烯基苯、丙烯酰胺及其衍生物、馬來酸單聚乙二醇單甲醚酯、乳化劑、鏈轉(zhuǎn)移劑和水混合進(jìn)行預(yù)乳化，得到預(yù)乳化液A；

ii)將水與引發(fā)劑配成引發(fā)劑溶液B；

iii)將一部分量的預(yù)乳化液A作為底料加熱至70-90℃，然后加入一部分量的引發(fā)劑溶液B進(jìn)行反應(yīng)；

iv)隨后將剩余量的預(yù)乳化液A和剩余量的引發(fā)劑溶液B也加入其中進(jìn)行進(jìn)一步反應(yīng)；

v)反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)產(chǎn)物的pH值為7-9，得到所述油井水泥用自愈合劑。

其中優(yōu)選步驟ii）中的水的使用量為全部水的使用量的20重量%。

2）在本發(fā)明的第1）項所述的制備方法的一個優(yōu)選實施方式中，所述方法中各組分的加入量為：

3）在本發(fā)明的第1）或第2）項所述的制備方法的一個優(yōu)選實施方式中，所述方法中各組分的加入量為：

4）在本發(fā)明的第1）-3）中任一項所述的制備方法的一個實施方式中，所述丙烯酸酯類選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯中的至少一種。

5）在本發(fā)明的第1）-4）中任一項所述的制備方法的一個實施方式中，所述乳化劑選自陰離子表面活性劑和/或非離子表面活性劑；所述陰離子表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽和烷基酚醚硫酸鈉鹽中的至少一種；所述非離子表面活性劑選自辛基苯酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚和乙二醇脂肪酸酯中的至少一種。

6）在本發(fā)明的第1）-5）中任一項所述的制備方法的一個實施方式中，所述引發(fā)劑選自無機(jī)過氧化物類化合物，優(yōu)選為過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸銨中的至少一種。

7）在本發(fā)明的第1）-6）中任一項所述的制備方法的一個實施方式中，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為醇類，優(yōu)選為異丙醇、十二烷基硫醇和叔丁醇中的至少一種。

8）一種固井自愈合水泥漿，包括本發(fā)明的第1）-7）項所述的制備方法制備的油井水泥用自愈合劑。