[發明專利]一種井壁修補強化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710531553.3
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN109207131B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 褚奇;蔡利山;宋兆輝;王建宇;孔勇;楊帆;李濤;李勝;張鳳英;錢曉琳;唐文泉
• 申請（專利權）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研究院
• 主分類號: C09K8/50
• 分類號: C09K8/50;C09K8/512;C08F212/14;C08F220/56;C08F230/08;C08F222/38;C08F220/58;C08F220/54
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 楊茜

本發明涉及功能高分子領域的一種井壁修補強化劑及其制備方法，所述井壁修補強化劑以烯基硅烷、烯基酰胺、烯基磺酸和交聯劑為反應單體，在引發劑的作用下反應制備而成。所述井壁修補強化劑是一種具有可與巖石發生化學吸附作用位點的凝膠類有機高分子聚合物，用于解決破碎性地層井壁失穩的需要。所述井壁修補強化劑的制備方法簡單，與巖石礦物的作用力強，可廣泛鉆井工程中破碎性地層的井壁失穩問題。

技術領域

本發明涉及功能高分子領域，更進一步說，涉及一種井壁修補強化劑及其制備方法。

背景技術

鉆井領域，破碎性地層被定義為受構造應力作用而原本破碎的地層(完全破碎、大量裂縫)以及在井眼形成后在上覆壓力作用下產生破碎的地層(深部白云巖、硬脆性頁巖、煤層等)。鉆井施工過程中，破碎性地層的井壁失穩是鉆探界經常面對的技術難題。解決破碎性地層井壁失穩的途徑主要有：①提高鉆井液的濾失造壁性能和泥餅質量的同時，提升鉆井速度，避免大量鉆井液進入破碎性地層；②適度提高鉆井液的密度和粘度，增大鉆井液的液柱壓力，平衡地層的坍塌壓力；③加入封堵材料，封堵破碎性地層巖石之間的孔縫；④加入具有粘結作用的處理劑，提高破碎性巖石之間的膠結力。其中，加入封堵材料或具有粘結作用的處理劑是較為有效的辦法。然而，在實際的施工過程中，大多數封堵材料與孔縫表面呈點接觸，從而在孔縫中不易形成穩定的架橋結構，一旦井筒或地層內壓力發生波動，封堵層極易被破壞。具有膠結作用的處理劑，尤其是具有一定粘彈性的膠結處理劑，可以與破碎性地層巖石之間呈面接觸，且容易與巖石膠結而形成穩定的封固整體結構，承壓和封堵能力增強，因此，研發并應用具有粘結作用的處理劑就成為了解決破碎性地層井壁失穩的重要途徑。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種井壁修補強化劑，具體地說涉及一種井壁修補強化劑及其制備方法。所述一種井壁修補強化劑其實是一種具有可與巖石發生化學吸附作用位點的凝膠類有機高分子聚合物，用于解決破碎性地層井壁失穩的需要。

本發明目的之一的一種井壁修補強化劑，為凝膠類有機高分子聚合物，

所述凝膠類有機高分子聚合物的結構式中包括式I、II和III所示的結構單元：

其中，式I中，R₁選自H或CH₃；

R₂選自或

式II中，R₃為酰胺類基團，優選R₃的結構式為其中R₄和R₅分別選自氫、甲基、乙基、異丙基、羥甲基或

式III中，R₆選自或

從獲取成本上考慮，當R₁為CH₃時，R₂為當R₁為H時，R₂為

當R₄或R₅其中之一為氫時，另一基團可選自異丙基、羥甲基或

所述式I、II和III所示的結構單元的比例為(1～6)：(20～50)：(30～70)。

本發明目的之二是提供一種井壁修補強化劑的制備方法，包括以下步驟在內：

在反應器中加入溶劑、烯基硅烷、烯基酰胺、烯基磺酸鹽和交聯劑，及引發劑，在惰性環境中反應，反應結束后，將產物進行沉淀、過濾、洗滌、抽提、干燥得到所述合成井壁修補強化劑。

所述交聯劑的結構為：