[發(fā)明專(zhuān)利]一種有機(jī)鹽鉆井液用封堵劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610144766.6
• 申請(qǐng)日: 2016-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105694828A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊磊;李文娟;張坤;黃達(dá)全;龍濤;王敏;田增艷;張現(xiàn)斌;郭劍梅;張琦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09K8/035
• 分類(lèi)號(hào): C09K8/035;C09K8/24;C08F220/56;C08F220/54;C08F222/38
• 代理公司: 天津才智專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油天然氣領(lǐng)域，具體地涉及一種有機(jī)鹽鉆井液用封堵劑及其制備方法。

背景技術(shù)

鉆井過(guò)程中，泥頁(yè)巖孔隙壓力傳遞是導(dǎo)致井壁失穩(wěn)的重要原因。因此，維持井壁穩(wěn) 定的關(guān)鍵是阻止孔隙壓力傳遞，而阻止孔隙壓力傳遞則必須加強(qiáng)對(duì)地層孔隙的有效封堵。 傳統(tǒng)封堵劑，包括以細(xì)目鈣為代表的無(wú)機(jī)材料以及瀝青、酚醛樹(shù)脂為代表有機(jī)材料均為 惰性封堵劑，由于其顆粒粒徑單一，往往只能針對(duì)特定孔隙的地層進(jìn)行有效封堵，適合 于封堵均質(zhì)地層，且顆粒之間存在微孔隙，較難實(shí)現(xiàn)完全封堵。聚合物凝膠是一種新興 的封堵劑，由于其具有一定的可變形性，因此體現(xiàn)出良好的自適應(yīng)性，可封堵不同孔徑 孔隙，對(duì)均質(zhì)性和非均質(zhì)性地層均具有良好的封堵效果。其即可單獨(dú)使用，亦可與常規(guī) 封堵劑配合使用，填充在常規(guī)封堵劑架橋形成的微孔隙當(dāng)中，降低封堵劑的滲透率。

有機(jī)鹽鉆井液是水基鉆井液的一種，它具有高含鹽量、高密度、強(qiáng)抑制性和油氣層 保護(hù)效果好等優(yōu)點(diǎn)，適合于深井、水平井、大位移井等復(fù)雜井的施工。高密度有機(jī)鹽鉆 井液施工過(guò)程中要保持粘度和切力在適度的范圍，粘切過(guò)高會(huì)導(dǎo)致鉆速慢、憋泵等一系 列問(wèn)題。而聚合物凝膠類(lèi)封堵劑在配漿時(shí)往往會(huì)造成鉆井液粘切上升，給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái) 困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種有機(jī)鹽鉆井液用封堵劑材料及其制備方法，以提高有機(jī)鹽 鉆井液的封堵防塌能力。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種有機(jī)鹽鉆井液用封堵劑，是由包括下述質(zhì)量份的原料共聚而成：

N-異丙基丙烯酰胺10-25，

丙烯酰胺9-17，

N,N-亞甲基雙丙烯酰胺1-3。

該有機(jī)鹽鉆井液用封堵劑的制備方法，包括如下步驟：

將所述的N-異丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺加入去離子水中， 攪拌均勻；將其加熱至50-60℃，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，緩慢加入引發(fā)劑，反應(yīng)4-6小時(shí)，得到 膠液，而后烘干粉碎，得到所述的有機(jī)鹽鉆井液用封堵劑。

上述制備方法中，所述去離子水和引發(fā)劑的加入量按質(zhì)量份計(jì)為：

去離子水：64-70，

引發(fā)劑：0.05-0.5。

所述的引發(fā)劑選自下述任意一種或兩種以上的混合物：過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、偶氮 二異丁基脒二鹽酸鹽，優(yōu)選偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽。

本發(fā)明提供的有機(jī)鹽鉆井液用封堵劑的工作原理及有益效果是：

1、所述的有機(jī)鹽鉆井液用封堵劑具有溫敏性，對(duì)鉆井液粘切影響小，可變形，具有 良好的封堵效果。N-異丙基丙烯酰胺由于分子內(nèi)同時(shí)有親水性的酰胺基和疏水性的異丙 基，使其均聚物具有溫度敏感性，在臨界溶解溫度(40-65℃)以下，溶于水；臨界溫度 以上，大分子鏈中的極性基團(tuán)水化程度減少，疏水鏈段從溶液中析出，產(chǎn)生分子內(nèi)和分 子間締合。在N-異丙基丙烯酰胺的基礎(chǔ)上，加入親水的丙烯酰胺單體可調(diào)節(jié)臨界溶解溫 度；加入N,N-亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑，形成凝膠。但產(chǎn)品表現(xiàn)出與傳統(tǒng)聚合物凝 膠不同的特性：配漿時(shí)，環(huán)境溫度低于臨界溶解溫度，產(chǎn)品溶于水，對(duì)鉆井液粘切影響 小，便于配制鉆井液；進(jìn)入井下后，井深越深，溫度越高，當(dāng)溫度高于臨界溶解溫度時(shí)， 產(chǎn)品中N-異丙基丙烯酰胺鏈段發(fā)生疏水締合，同時(shí)由于N,N-亞甲基雙丙烯酰胺的交聯(lián)作 用，聚合物體積收縮，呈凝膠狀，該凝膠具有彈性，可變形，可進(jìn)入不同孔隙的地層起 到封堵作用。

2、所述的有機(jī)鹽鉆井液用封堵劑由于分子鏈上帶有大量的酰胺基，可吸附在鉆井液 的粘土顆粒表，與粘土形成復(fù)合體，封堵效果增強(qiáng)。

3、所述的有機(jī)鹽鉆井液用封堵劑具有良好的抗溫和抗鹽性。經(jīng)N,N-亞甲基雙丙烯酰 胺適度交聯(lián)后，產(chǎn)品的抗溫性和抗鹽性提高，可適用于有機(jī)鹽鉆井液和飽和鹽水鉆井液 等高含鹽量的水基鉆井液體系。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所述 方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法。下述各實(shí)施例中，所述份均為質(zhì)量份數(shù)。所述反應(yīng)物 如無(wú)特別說(shuō)明均能從公開(kāi)商業(yè)途徑而得。

實(shí)施例1