[發明專利]一種鉆井液用pH敏感型封堵材料的制備方法

在審

• 申請號: 201711115192.0
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN109776727A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 于雷;張敬輝;李公讓;喬軍
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/06;C08F220/34;C08F2/44;C09K8/44;C09K8/035
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌;李勇

本發明涉及一種鉆井液用pH敏感型封堵材料的制備方法，包括：1）將甲基丙烯酸）丙烯酸二甲氨基乙酯溶于水中，充分攪拌后置于冰水浴中；2）海泡石充分粉碎后過120目篩，將其加入到含丙三醇或乙二醇的溶液中，充分攪拌；3）將步驟溶液1）和2）的溶液按體積比1:1混合充分攪拌至均勻，并沖放氮氣；4）在步驟3溶液中加入羥丙基淀粉和引發劑，繼續攪拌并沖放氮氣；5）將步驟4溶液置于0℃的恒溫環境下繼續自由反應40h；6）將步驟5溶液烘干、粉碎，得到最終產物。本發明的pH敏感型封堵材料具有可變形性，封堵能力強，機械強度高，具有良好的抗壓能力，能夠高效封堵微裂縫和微孔隙，有效減少濾液的侵入，具有良好的井壁穩定性能。

技術領域

本發明涉及鉆井液領域中的一種鉆井液用封堵材料，具體涉及一種鉆井液用pH敏感型智能封堵材料的制備方法，可用于泥頁巖微孔縫的封堵。

背景技術

在石油鉆井過程中，所鉆地層約有75％屬于泥頁巖，而且隨著現今油氣田開采的發展，泥頁巖油氣藏占據了比較重要的部分，泥頁巖地層的井壁穩定問題是鉆井過程中成敗的關鍵點，資料表明70-90％的井眼問題均與泥頁巖的不穩定性有關。泥頁巖遇水極易水化膨脹分散，造成井壁的坍塌。因此鉆井液的封堵性能的好壞直接關系到鉆井液對與泥頁巖孔喉的封堵效果，即井壁的穩定問題。所以，應該增強鉆井液對于地層的封堵效果，減少鉆井液的濾失量，從而保證井壁的穩定。

智能材料是一種新興的高技術尖端材料，它是指對環境可感知且可響應并具有功能發現能力的新材料，其中pH敏感性水凝膠是體積隨pH發生改變的聚合物網絡。這類凝膠具有可電離的弱酸性或弱堿性基團，隨pH變化，其網絡結構和電荷密度發生變化，導致網絡內外滲透壓發生變化，使凝膠網絡出現體積相變。將pH敏感性水凝膠應用于鉆井液中時，可通過調節鉆井液pH的變化從而使膨脹的水凝膠擠入地層巖石的微孔縫中，實現對地層孔縫的封堵，阻止鉆井液濾液及固相的進一步侵入，但目前大多水凝膠存在機械強度差、性能不穩定等問題，不利于形成牢固的封堵層，封堵效果不夠理想。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種具有pH響應功能、可變形的、機械強度高的、封堵能力好的鉆井液用pH敏感型封堵材料的制備方法。

本發明一種鉆井液用pH敏感型封堵材料的制備方法，其技術方案是：

(1)將質量百分比濃度為1-5％的甲基丙烯酸、質量百分比濃度為5-12％的丙烯酸二甲氨基乙酯溶于水中，充分攪拌后置于冰水浴中；

(2)將海泡石充分粉碎后過120目篩，然后將其按質量百分比濃度1-6％的濃度加入到含質量百分比濃度為1-2％丙三醇或乙二醇的溶液中，充分攪拌；

(3)將步驟(1)溶液和步驟(2)溶液按體積比1:1混合充分攪拌至均勻，反復沖放氮氣2-5次，每次3-8min；

(4)在步驟(3)溶液中加入質量百分比濃度為0.2-0.5％的羥丙基淀粉和占丙烯酸二甲氨基乙酯質量1-2％的引發劑，繼續攪拌并沖放氮氣2-5次，每次3-8min；

(5)將步驟(4)溶液置于0℃的恒溫環境下繼續自由反應30-50h；

(6)將步驟(5)溶液在100-120℃下烘干，粉碎，得到最終產物。

進一步的：所述丙烯酸二甲氨基乙酯的質量百分比濃度為10-12％。

進一步的：所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀中的一種或兩種。

本發明制備的pH敏感型封堵材料通過海泡石的引入，機械性能大大增強，具有良好的抗壓能力，同時因為具有pH響應的可變形性，能夠高效封堵微裂縫和微孔隙，有效減少濾液的侵入，既具有pH敏感響應功能，又提高了水凝膠的機械強度和封堵能力，能夠有效封堵孔隙和裂縫，降低濾液侵入，從而具有良好的井壁穩定性能。

附圖說明