[發(fā)明專利]有機(jī)-無機(jī)復(fù)合凝膠堵漏劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110129013B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白英睿;孫金聲;呂開河;王金堂;劉敬平;黃賢斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03;C09K8/42;C08F220/56;C08F220/58;C08F220/18;C08F222/38;C08F212/14;C08F218/08;C08F220/14;C08F283/00
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;喬雪微

本發(fā)明涉及高溫地層的鉆井液堵漏領(lǐng)域，公開了一種有機(jī)?無機(jī)復(fù)合凝膠堵漏劑及其制備方法與應(yīng)用。所述有機(jī)?無機(jī)復(fù)合凝膠堵漏劑包括有機(jī)復(fù)合共聚單體、有機(jī)復(fù)合交聯(lián)劑、引發(fā)劑、無機(jī)聚合鹽、潛在堿和水。所述有機(jī)?無機(jī)凝膠堵漏劑具有優(yōu)異的成膠強(qiáng)度以及高溫穩(wěn)定性，且對高溫裂縫漏失地層具有優(yōu)異的堵漏效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高溫地層的鉆井液堵漏領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合凝膠堵漏劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

井漏是目前鉆井過程中最常見的井下復(fù)雜問題之一，是一種嚴(yán)重影響鉆井工程施工安全的事故，是在鉆井過中鉆井液或者其他工作液漏失到地層的一種現(xiàn)象。它不僅會帶來鉆井周期的延長，還會給施工單位帶來不必要的損失，發(fā)生井漏后，也會給對地下的油氣藏資源的探索帶來極大的負(fù)面影響。所以關(guān)于鉆井液防漏堵漏一直是國內(nèi)外石油工程領(lǐng)域所關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

針對不同堵漏材料的性能和價格優(yōu)勢，目前應(yīng)用較多的是無機(jī)非金屬堵漏材料，其中包括各種特種水泥、混合水泥稠漿等。交聯(lián)聚合物凝膠類是處理惡性漏失常用的堵漏材料。單純的聚合物凝膠力學(xué)強(qiáng)度相對而言是比較低的，然而新型復(fù)合多功能凝膠的力學(xué)強(qiáng)度則是相對較高的，其能夠有效解決井下地層漏失。超強(qiáng)吸水樹脂也是應(yīng)用較多的聚合物堵漏材料，通過吸水膨脹并且在內(nèi)部壓差作用下進(jìn)入漏失孔道，堵塞漏失層，從而阻止鉆井液漏入鉆井裂縫中。但是，目前常用的堵漏材料具有一些缺陷：(1)常用有機(jī)防漏堵漏體系的抗溫能力不足，一般不超過140℃，高溫長期穩(wěn)定性較差，在深部復(fù)雜地層高溫井的使用受到限；(2)無機(jī)凝膠材料已發(fā)生絮凝沉降，難以注入到漏失通道深部，此外無機(jī)凝膠材料缺乏韌性，也難以在漏失通道中形成高承壓的封堵屏障。

因此，有必要研發(fā)一種適用于高溫地層的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合雜化凝膠堵漏劑，同時發(fā)揮有機(jī)凝膠高強(qiáng)度高韌性以及無機(jī)凝膠抗高溫等優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)對高溫漏失通道的高效封堵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中有機(jī)凝膠堵漏劑不耐高溫和無機(jī)凝膠缺乏韌性的問題，提供一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合雜化凝膠堵漏劑及其制備方法與應(yīng)用。所述凝膠堵漏劑具有優(yōu)異的成膠強(qiáng)度以及高溫穩(wěn)定性，且對高溫裂縫漏失地層具有優(yōu)異的堵漏效果。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明第一方面提供一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合凝膠堵漏劑，其中，所述凝膠堵漏劑包括有機(jī)復(fù)合共聚單體、有機(jī)復(fù)合交聯(lián)劑、引發(fā)劑、無機(jī)聚合鹽、潛在堿和水。

優(yōu)選地，以所述凝膠堵漏劑的總重量為基準(zhǔn)，所述有機(jī)復(fù)合共聚單體的含量為3-15％，所述有機(jī)復(fù)合交聯(lián)劑的含量為0.5-3％，所述引發(fā)劑的含量為0.02-0.2％，所述無機(jī)聚合鹽的含量為1-5％，所述潛在堿的含量為0.3-3％。

更優(yōu)選地，以所述凝膠堵漏劑的總重量為基準(zhǔn)，所述有機(jī)復(fù)合共聚單體的含量為6-10％，所述有機(jī)復(fù)合交聯(lián)劑的含量為1.0-2％，所述引發(fā)劑的含量為0.06-0.1％，所述無機(jī)聚合鹽的含量為1.5-3％，所述潛在堿的含量為0.8-1.5％。

優(yōu)選地，所述有機(jī)共聚復(fù)合單體為丙烯酰胺單體、含有磺酸基團(tuán)單體和有機(jī)酯類單體的組合，丙烯酰胺單體、含有磺酸基團(tuán)單體和有機(jī)酯類單體的質(zhì)量比為1:(0.1-0.6):(0.005-0.1)。

更優(yōu)選地，丙烯酰胺單體、含有磺酸基團(tuán)單體和有機(jī)酯類單體的質(zhì)量比為1:(0.2-0.4):(0.01-0.05)。

優(yōu)選地，所述含有磺酸基團(tuán)單體為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和/或?qū)Ρ揭蚁┗撬徕c。

優(yōu)選地，所述有機(jī)酯類單體為乙酸乙烯酯、丙烯酸叔丁酯和丙烯酸甲酯中的至少一種。

優(yōu)選地，所述有機(jī)復(fù)合交聯(lián)劑包括N,N-亞甲基雙丙烯酰胺和聚乙烯亞胺。所述機(jī)復(fù)合交聯(lián)劑總重量中，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺和聚乙烯亞胺的質(zhì)量比為1:(0.2-0.8)。

更優(yōu)選地，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺和聚乙烯亞胺的質(zhì)量比為1:(0.3-0.5)。