[發明專利]耐高溫緩膨型吸水膨脹樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201810856403.4
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN110776594B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 曾志強;黃冬;袁俊秀;朱魁
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化南京化工研究院有限公司
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/06;C08F220/58;C08F226/02;C08F222/38;C08F2/44;C09K8/467
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

一種用于油田鉆井領域中的耐高溫緩膨型吸水膨脹樹脂堵漏助劑。將水放入反應罐，加膨潤土，完全分散開后，依次加入丙烯酰胺、丙烯酸、2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸，完全溶解后，低溫條件下，通氮氣，再依次加入交聯劑、引發劑，升溫至30?70℃反應2?5h，然后烘干、造粒過篩；反應器中加入包裹劑及溶劑，緩慢升溫，包裹劑完全溶解后，加吸水膨脹樹脂，反應完成溶劑除去，得耐高溫緩膨性吸水膨脹樹脂。本發明在吸水初期緩慢膨脹，后期可短時間內迅速吸水膨脹，延緩時間大于1h；耐溫性能達到140℃。可在高溫條件下進行有效的堵漏，達到良好的修復效果。

技術領域

本發明涉及一種用于油田鉆井領域中所用的一種堵漏助劑。

背景技術

井漏是鉆井、固井、測井、修井過程中存在的復雜問題，它使鉆井液從井眼漏入漏失通道，不僅耗費大量的泥漿和堵漏材料，而且可能造成井塌、卡鉆、井噴，甚至導致井眼報廢等重大事故，造成巨大的經濟損失。由于井漏發生率較高，據統計，全世界井漏發生率占鉆井總數的20%~25%，而井漏的處理是石油鉆井中的難點，特別是復雜井漏問題尤為棘手，惡性井漏損失占井漏總損失的50%以上，且堵漏很難成功，因此亟需加強惡性井漏的防治研究。井漏處理不當，可能會引起惡性井下事故，造成嚴重的環境污染。在鉆井防漏過程中鉆井用的堵漏材料是必不可少的一種材料，鉆井防漏堵漏的成功率直接取決于堵漏材料性能的優劣。

長期以來，工程技術人員針對不同情況的井漏，在實踐中對各種堵漏材料進行了優選，目前國內堵漏劑以及堵漏技術的研究取得了很大的進步，解決了許多實際問題，但仍有一些不足，這些材料的共同缺陷在于：一是堵漏過程中其自身的可變形性較差，稍大于漏層孔隙裂縫或是與漏層孔隙裂縫形狀不匹配的顆粒就不易進入，在漏層表面形成堆積，并未深入漏層；二是大部分堵漏材料不具有膨脹性或只有微小的膨脹量，在外部作用力的作用下不易穩定地滯留在漏層當中。由于上述原因，使用這些材料處理井漏時，往往易造成堵漏效果不佳和堵漏后發生重復性漏失。膨脹性堵漏材料雖然在解決上述兩個問題方面具有一定的優勢，但是常規膨脹堵漏材料其膨脹速度一般難以控制，通常由地面到進入漏失通道的過程需要幾個小時，但是優良的吸水膨脹材料在此時間段內會高速吸水，體積大幅膨脹，影響了實際的堵漏效果。

如何控制吸水樹脂在泵送過程中不發生膨脹，到達漏失地層之后在發生吸水膨脹是一個難題，為了使吸水樹脂堵漏材料更好的發揮膨脹堵塞作用，圍繞其延時膨脹，主要由包裹法、非水攜帶液和接枝疏水性單體等方法，各方法均有自身獨特的優缺點，其中包裹法延緩吸水膨脹效果最為明顯，但難點在于如何找到合適的包裹劑及包裹方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是常規膨脹材料在井筒中快速膨脹而進入漏失層位后膨脹性能降低，且由于常規的交聯劑N,N-亞甲基雙丙烯酰胺在高溫下易水解，使得吸水膨脹樹脂耐溫性能較差。開發出一種耐高溫緩膨型吸水膨脹性能的樹脂堵漏劑，使堵漏材料在漏失通道中最大限度的發揮作用，提高堵漏材料的實際應用效果。

本發明提供的耐高溫緩膨型吸水膨脹樹脂，其特征在于：該耐高溫緩膨型吸水膨脹樹脂由以下組分經聚合制備而成，各組分按質量百分比計： 60%-80%的蒸餾水，8%-20%的丙烯酰胺，0.5%-10%的丙烯酸，0.5%-10%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，0.1%-0.5%交聯劑，0.01%-0.3%引發劑亞硫酸鈉和過硫酸銨混合物，2%-5%的膨潤土；吸水膨脹樹脂與包裹劑質量比為1:0.3-1:5。

一般地，所述交聯劑為二烯丙基氯化銨、三烯丙基氯化銨、二烯丙基胺、三烯丙基胺中的任意一種與N,N-亞甲基雙丙烯酰胺混合的復合交聯劑，復合交聯劑質量比為1:1-4:1。

所述包裹劑為硬脂酸。

本發明提供的額耐高溫緩膨型吸水膨脹樹脂的制備方法，其特征在于制備方法分為以下兩步：

(1)、耐高溫吸水膨脹樹脂的制備