[發(fā)明專利]一種新型可延遲膨脹類堵漏劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711305952.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN108048055B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史野;蔣明;左洪國(guó);夏景剛;周家明;王先洲;周志強(qiáng);張愛群;張惠軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號(hào): C08F220/14
• 分類號(hào): C08F220/14;C09K8/44;C08F220/58;C08F220/06
• 代理公司: 12211 天津?yàn)I海科緯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉瑩

本發(fā)明提供了一種新型可延遲膨脹類堵漏劑及其制備方法，由如下原料反應(yīng)而成，原料配比按以下重量份計(jì)：2?丙烯酰胺?2?甲基丙磺酸酯1?4份，丙烯酸酯14?20份，丙烯酸1?4份，交聯(lián)劑1?2份，引發(fā)劑1?2份和溶劑60?80份，溶劑為異丙醇和蒸餾水的混合物。本發(fā)明合成出的堵漏劑具有延遲膨脹的效果，在清水中幾乎不發(fā)生吸水膨脹，在堿性條件下，80℃條件下吸水膨脹達(dá)到10倍以上；利用引進(jìn)酯化基團(tuán)，通過溫度和堿度發(fā)生水解，從而裸露出吸水基團(tuán)，進(jìn)而再發(fā)生吸水膨脹；解決現(xiàn)有大多數(shù)凝膠吸水膨脹過快的缺點(diǎn)，在不損害原有膨脹倍數(shù)的情形下，達(dá)到延遲效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油鉆井的堵漏劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型可延遲膨脹類堵漏劑及其制備方法。

背景技術(shù)

井漏是鉆井施工中經(jīng)常發(fā)生的復(fù)雜情況，嚴(yán)重制約著鉆井速度。井漏問題在國(guó)內(nèi)各大油田普遍存在，目前，橋塞堵漏是主要的堵漏方式之一，化學(xué)合成的吸水膨脹類堵漏材料被廣泛應(yīng)用于橋塞堵漏中。膨脹類堵漏劑分類：(1)高吸水樹脂：纖維素衍生物、合成樹脂(2)聚氨酯泡沫：聚胺脂泡沫膨體(PAT)顆粒(3)聚丙烯酰胺：帶有不同基團(tuán)的丙烯酰胺聚合物等。當(dāng)前化學(xué)合成膨脹類堵漏劑被廣泛應(yīng)用，其與橋堵材料配合使用后能增加堵漏劑在漏層的滯留能力，同時(shí)膨脹后能增加橋堵墊層封堵能力，可以成功堵漏。但是現(xiàn)有的膨脹類堵漏劑吸水速度過快，半個(gè)小時(shí)已經(jīng)完全膨脹；經(jīng)常在現(xiàn)場(chǎng)配制過程和泵送時(shí)已經(jīng)膨脹過大，導(dǎo)致堵漏劑難以進(jìn)入漏層，部分進(jìn)入漏層的堵漏劑因提前膨脹致使填塞層強(qiáng)度較低，堵漏效果差，因此需要膨脹堵漏劑具有延遲膨脹的特性。

目前國(guó)內(nèi)外采取延時(shí)膨脹方法主要有包裹法、接枝疏水性單體法和采用非水?dāng)y帶液法。包裹法：在吸水顆粒表面包覆一層疏水性的材料，當(dāng)?shù)竭_(dá)漏失地層后，包覆材料在地層溫度的作用下發(fā)生融化、溶解或在剪切力的作用下發(fā)生一定程度的開裂，吸水顆粒被釋放出來，吸收大量的地層水，體積膨脹，封堵漏失裂縫或孔隙。而目前國(guó)內(nèi)外采取延遲膨脹方法的技術(shù)缺點(diǎn)也很明顯，比如：采用包覆法實(shí)現(xiàn)延時(shí)膨脹存在的主要問題：(1)包衣材料的選擇范圍十分有限；(2)包覆難度大；(3)包覆不均勻，需要重復(fù)多次才能完全包覆；(4)包覆工序復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。接枝疏水性單體法：疏水性的單體對(duì)水分子進(jìn)入吸水顆粒內(nèi)部有抑制作用，因而，可以通過接枝一定量的疏水性的單體，減緩吸水膨脹。雖然接枝疏水性單體來實(shí)現(xiàn)延時(shí)膨脹取得了一定的效果，但在引入疏水性單體時(shí)，還應(yīng)兼顧吸水材料的吸水倍率。非水?dāng)y帶液法：在地面上采用一定濃度的疏水性液體作為攜帶液，吸水顆粒發(fā)生輕微膨脹，當(dāng)?shù)竭_(dá)漏失地層后，在地層水的稀釋作用下，攜帶液的濃度降低，吸水顆粒進(jìn)一步吸水膨脹，填充漏失通道。此方法存在的問題是攜帶液被地層水稀釋后，吸水顆粒最終的膨脹度降低，不能達(dá)到直接加清水時(shí)的膨脹度。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種新型可延遲膨脹類堵漏劑及其制備方法，用于解決現(xiàn)有的膨脹類堵漏劑吸水速度過快的缺點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種新型可延遲膨脹類堵漏劑，由如下原料反應(yīng)而成，原料配比按以下重量份計(jì)：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸酯1-4份，丙烯酸酯14-20份，丙烯酸1-4份，交聯(lián)劑1-2份，引發(fā)劑1-2份和溶劑60-80份，溶劑為異丙醇和蒸餾水的混合物。

進(jìn)一步的，所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸酯、丙烯酸酯、丙烯酸的重量份數(shù)總和為19-25份。

進(jìn)一步的，所述異丙醇和蒸餾水的重量份數(shù)比為(2-5):(5-7)。

進(jìn)一步的，所述交聯(lián)劑為N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺。

進(jìn)一步的，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。

進(jìn)一步的，所述丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯中的任一種。

進(jìn)一步的，所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸酯結(jié)構(gòu)式為：R＝甲基，乙基，丙基或丁基，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸酯的制備方法包括如下步驟：