[發(fā)明專利]一種基于多臂引發(fā)劑和纖維素納米晶改性的不飽和聚酯封堵劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910289697.1
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN111808584B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 邵炎;張貴梓
• 申請（專利權）人: 漢中聚智達遠環(huán)能科技有限公司
• 主分類號: C09K8/512
• 分類號: C09K8/512;C08F283/01;C08F212/08;C08F212/12
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 鄒舟

本發(fā)明提供一種基于多臂引發(fā)劑和纖維素納米晶改性的不飽和聚酯封堵劑及其制備方法，所述不飽和聚酯封堵劑包括以下重量份數(shù)的組分，不飽和聚酯50～80份、交聯(lián)劑10～50份，多臂引發(fā)劑0.5～5份、促進劑0～2份、纖維素納米晶0～5份。本發(fā)明所提供的高強度不飽和聚酯封堵劑固化時間在2?20h之間可調，具有高強度、高模量、耐水、耐腐蝕、長期穩(wěn)定、固化前低粘度等優(yōu)點，適合于井下孔隙、裂縫的封堵。

技術領域

本發(fā)明屬于油田化學用品領域，具體是一種基于多臂引發(fā)劑和纖維素納米晶改性的不飽和聚酯封堵劑。

背景技術

注水壓裂是通過水力作用使油層產(chǎn)生裂縫，改善油在地下的流動環(huán)境，從而使油井增產(chǎn)的技術。但注水壓裂會造成油田含水量上升、注水利用率低的問題，影響采油率。為了改善該問題，封堵劑被廣泛用于油田壓裂開采領域。

不飽和聚酯(UPR)是一種具有不飽和雙鍵的熱固性樹脂，可以和乙烯基單體發(fā)生共聚交聯(lián)反應，形成三維交聯(lián)的、高強度、不溶不熔的熱固性聚合物材料，從而用于油藏裂縫的封堵。不飽和聚酯的交聯(lián)固化反應是交聯(lián)單體和不飽和聚酯的雙鍵在引發(fā)劑的作用下發(fā)生自由基共聚反應，形成具有三維立體網(wǎng)絡結構的聚合物，由于反應簡單可控，在油氣田開采中的井下封堵轉向方面應用廣泛。專利CN104694096A提供一種由不飽和聚酯乳液、固化劑和偶聯(lián)劑為原料制備的采油用封堵劑，該堵劑與砂粒接觸后，在固化劑和偶聯(lián)劑共同作用下，通過物理親和纏繞作用產(chǎn)生的大分子為不溶物，然后通過聚合反應形成不溶不熔的高聚物，從而將砂粒牢固地固結，適用于碳酸鹽巖油藏的封堵。專利CN108641691A公開了一種以不飽和樹脂、交聯(lián)劑和阻聚劑為原料的樹脂型堵劑，成膠時間在3-25h之間可調，強度高，長期穩(wěn)定。同時，通過加入不同的外加劑，可以制備滿足不同性能要求的堵劑，例如加入氣相二氧化硅可以使體系具有觸變性。由于油井下是高溫高壓的環(huán)境，所以對封堵劑的強度和耐溫性有較高的要求，實際采油中需要封堵材料具有可控的交聯(lián)固化速率外，要求材料具有足夠高的強度、模量、熱變形溫度、耐水和耐腐蝕性能。

纖維素納米晶(CNC)是一種以植物為原料制備的納米材料，具有許多優(yōu)異的性能，如優(yōu)異的力學性能、剛性大、比表面積大、來源廣泛、可再生等，CNC加入樹脂基體中后，可提高材料的強度和模量，同時改善材料的脆性。然而纖維素為親水性材料，與疏水性不飽和聚酯之間的不相容性導致CNC在樹脂基體中分散不均勻、團聚等問題。因此，利用纖維素納米晶對不飽和聚酯進行改性的關鍵在于改善兩者之間的相容性。另外，多臂引發(fā)劑可在同一個分子中產(chǎn)生多個自由基，可以提高聚合物的交聯(lián)密度，同時可提高材料的力學強度、模量、韌性和耐熱性。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供基于多臂引發(fā)劑和纖維素納米晶改性的不飽和聚酯封堵劑，該封堵劑以不飽和聚酯作為主要成分。不飽和聚酯具有流動性好，固化封堵時間可控，耐酸堿和長期穩(wěn)定的特點，可用作高強度永久封堵劑的基體材料，同時利用多臂引發(fā)劑和纖維素納米晶提高不飽和聚酯的力學性能和耐熱性。這種改性的不飽和聚酯型堵劑，可改善水驅開發(fā)效果，實現(xiàn)對井下裂縫和出水層永久封堵的作用。

本發(fā)明提供的技術方案：一種基于多臂引發(fā)劑和纖維素納米晶改性的不飽和聚酯封堵劑，所述不飽和聚酯封堵劑包括以下重量份數(shù)的組分，

不飽和聚酯50～80份

交聯(lián)劑10～50份

多臂引發(fā)劑0.5～5份

促進劑0～2份

纖維素納米晶0～5份

所述多臂引發(fā)劑為環(huán)狀三過氧化縮酮3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三過氧烷(TETMTPA)、3,3,6,6,9,9-六甲基-1,4,7-三過氧烷(ACTP)、過氧化四碳酸四特丁酯中的一種或幾種。

所述不飽和聚酯為雙酚A型不飽和聚酯。

進一步的，所述交聯(lián)劑為苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種。