[發(fā)明專利]一種兩親型耐高溫硅基纖維堵漏劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010286615.0
• 申請(qǐng)日: 2020-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN111304917B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐華;胡杰;陳亮;于培志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇鼎峰石油科技有限公司
• 主分類號(hào): D06M15/03
• 分類號(hào): D06M15/03;D06M13/192;D01F9/08;C09K8/42
• 代理公司: 南京智造力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32382
• 代理人: 陳佳佳

本發(fā)明公開了一種兩親型耐高溫硅基纖維堵漏劑及其制備方法，屬于油田工程堵漏技術(shù)領(lǐng)；本發(fā)明所述的兩親型耐高溫硅基纖維堵漏劑是以正硅酸乙酯為基礎(chǔ)，與耐高溫?zé)o機(jī)填料和成型助劑混合均勻后，調(diào)制成適宜粘度的水溶液，然后將其通過噴絲孔噴入氫氧化鈉水溶液凝固浴中，凝固成型，得到耐高溫硅基纖維；再利用具有兩親結(jié)構(gòu)的環(huán)糊精對(duì)制備得到的耐高溫硅基纖維進(jìn)行表面接枝處理，得到兩親型耐高溫硅基纖維；所得產(chǎn)品既可用于油基鉆井液中，也可用于水基鉆井液中，堵漏效果優(yōu)良，可應(yīng)用于鉆井深層堵漏等高溫嚴(yán)苛環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油田工程堵漏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兩親型耐高溫硅基纖維堵漏劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著復(fù)雜地層勘探開發(fā)的深入，國內(nèi)油氣資源的開采對(duì)鉆井液需求越來越多。作為鉆井液的配套技術(shù)，鉆井液的防漏堵漏技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用方面日益跟不上鉆井液的發(fā)展。這就導(dǎo)致石油鉆井作業(yè)過程中，由于地層存在微裂縫或孔隙、地層壓力系數(shù)低等原因，滲漏或小漏時(shí)有發(fā)生，如果對(duì)裂縫沒有進(jìn)行及時(shí)封堵，會(huì)發(fā)生由于目的層油氣活躍而導(dǎo)致油氣上竄速度過快導(dǎo)致的井噴井漏現(xiàn)象。

目前，大多數(shù)鉆井防漏、堵漏材料普通存在耐溫性不足，親水/親油配伍行單一的缺點(diǎn)，使得堵漏材料的現(xiàn)場應(yīng)用靈活性不佳，容易從鉆井液體系中沉降析出，嚴(yán)重影響堵漏效果。此外，由于大多數(shù)的堵漏劑耐溫等級(jí)不夠，只能適用于中低溫油氣井，在100℃以上的高溫高壓的鉆井工作中無法達(dá)到理想效果甚至無法使用。因此，亟需尋找一種既親水也親油的雙親型耐高溫堵漏劑來解決這一系列的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種兩親型耐高溫硅基纖維堵漏劑，以正硅酸乙酯為硅源，與耐高溫?zé)o機(jī)填料和成型助劑混合均勻后，配制成合適粘度和一定噴絲強(qiáng)度的溶膠體系。然后將其通過噴絲板孔道噴入氫氧化鈉凝固浴中，利用正硅酸乙酯在堿性環(huán)境中的快速水解交聯(lián)聚合反應(yīng)，形成耐高溫硅基纖維，所得產(chǎn)品既可用于油基鉆井液中，也可用于水基鉆井液中，堵漏效果優(yōu)良，可應(yīng)用于鉆井深層堵漏等高溫嚴(yán)苛環(huán)境；在200℃以上的高溫環(huán)境中發(fā)揮良好的堵漏防滲效果。

為提高硅基纖維的應(yīng)用靈活性，擴(kuò)寬應(yīng)用范圍，使硅基纖維既能在水基鉆井液中應(yīng)用，也能在油基鉆井液中使用，利用具有兩親結(jié)構(gòu)的環(huán)糊精對(duì)硅基纖維進(jìn)行了表面接枝改性。

環(huán)糊精分子結(jié)構(gòu)呈圓錐形，根據(jù)組成分子的α-D-葡萄糖單元數(shù)目的不同主要有α-,β-,γ-環(huán)糊精等類型，分子中分別帶有6，7，8個(gè)葡萄糖單元，葡萄糖單元之間通過α-1,4糖苷鍵連接，每個(gè)葡萄糖單元6位上的伯羥基均處于環(huán)糊精分子圓錐面的窄端，而仲羥基則位于圓錐面的寬端。環(huán)糊精分子這種結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，決定了它外壁親水，而內(nèi)腔疏水的獨(dú)特雙親性質(zhì)。因此，將環(huán)糊精分子對(duì)硅基纖維進(jìn)行表面接枝改性，將有效提高硅基纖維的雙親能力。利用環(huán)糊精分子中的羥基和硅基纖維表面帶有的羥基基團(tuán)，本發(fā)明通過乙二酸在硫酸催化劑作用下與羥基基團(tuán)的有效縮合反應(yīng)，將環(huán)糊精分子接枝到硅基纖維表面。

本發(fā)明首先提供一種兩親型耐高溫硅基纖維堵漏劑，由硅基聚合物、填料和助劑組成；

所述的硅基聚合物為正硅酸乙酯水解聚合產(chǎn)物；優(yōu)選的，所述正硅酸乙酯水解聚合物在硅基纖維堵漏劑總質(zhì)量中占比50-90％。

所述的填料為碳酸鈣、高嶺土、云母粉、石英粉等無機(jī)粉末中的一種或幾種的混合物；優(yōu)選的，所述填料在硅基纖維堵漏劑總質(zhì)量中占比0-40％。

所述的助劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、甲基纖維素、乙基纖維素、醋酸纖維素中的一種或幾種的混合物；優(yōu)選的，所述助劑在硅基纖維堵漏劑總質(zhì)量中占比10-20％。

本發(fā)明還提供一種兩親型耐高溫硅基纖維堵漏劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)硅基纖維制備:按比例將正硅酸乙酯、填料和助劑混合均勻，加入蒸餾水配制成一定粘度的預(yù)聚體溶液；將預(yù)聚體溶液通過噴絲孔噴入一定濃度的NaOH水溶液凝固浴中，并控制凝固浴的溫度，使預(yù)聚體溶液中的正硅酸乙酯水解聚合，凝固成型，得到硅基纖維；