[發(fā)明專利]一種對金屬有高粘附性的套管修復(fù)材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010500662.0
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號(hào): CN111500231B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙偉;王津陽;張貴梓;馬艷華
• 申請（專利權(quán)）人: 漢中聚智達(dá)遠(yuǎn)環(huán)能科技有限公司
• 主分類號(hào): C09J161/00
• 分類號(hào): C09J161/00;C09J11/06
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請?zhí)峁┝艘环N對金屬有高粘附性的套管修復(fù)材料，該修復(fù)材料包括以下重量份的原料：呋喃樹脂60?95份；固化劑5?15份；交聯(lián)劑0.5?5份；呋喃改性的硅烷偶聯(lián)劑0.5?5份。本申請采用呋喃改性的硅烷偶聯(lián)劑，提高了偶聯(lián)劑與呋喃樹脂間的相容性，從而增強(qiáng)該修復(fù)材料與金屬表面的粘附能力，提升修補(bǔ)效果，通過改變固化劑和交聯(lián)劑比例，改變體系的交聯(lián)密度和活性，實(shí)現(xiàn)固化時(shí)間在一定時(shí)間范圍內(nèi)的可調(diào)控，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于常用的偶聯(lián)劑與呋喃樹脂的相容性不佳，造成所制備的套管修復(fù)材料對金屬石油套管的粘附性達(dá)不到實(shí)際使用需求的問題。本申請還提供了該套管修復(fù)材料制備方法，該方法簡便易行、效果良好，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及功能高分子和油田化學(xué)用品技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對金屬有高粘附性的套管修復(fù)材料及其制備方法。

背景技術(shù)

石油套管是一類重要的石油開采裝置，主要用于鉆井過程中和完井后對井壁的支撐，以保證鉆井過程和完井后整個(gè)油井的正常運(yùn)行。在油氣井長期開發(fā)過程中，由于井下巖層的塑性變形、射孔誤射、腐蝕、套管磨損等因素，使得套管的使用壽命大大低于預(yù)期，嚴(yán)重影響油田的正常生產(chǎn)。

目前常用的套管修復(fù)技術(shù)主要分為水泥修復(fù)、膨脹管補(bǔ)貼修復(fù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)。化學(xué)修復(fù)技術(shù)使用的熱固性樹脂加熱后發(fā)生化學(xué)固化反應(yīng)，再受熱也不熔不溶，力學(xué)性能優(yōu)良、化學(xué)穩(wěn)定性好、使用時(shí)間長，在套管修復(fù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。呋喃樹脂是一種以具有呋喃環(huán)的糠醇和糠醛作原料生產(chǎn)的熱固性樹脂樹?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了一種化學(xué)封固劑，主要成分為酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂。該套管修復(fù)材料能用于油田開發(fā)中套管損傷、變形后的修復(fù)加固作業(yè)，恢復(fù)油水井的生產(chǎn)能力。固化后樣品的抗壓強(qiáng)度可達(dá)13～87MPa。

熱固性樹脂對套管材料的粘附性能對修補(bǔ)效果至關(guān)重要，井下巖層蠕變、地層溫度、壓力等因素都會(huì)使得套管修復(fù)材料逐漸松動(dòng)、脫落。常用的熱固性樹脂與金屬的粘附性能不佳，需要加以提高粘附性方面的改性。偶聯(lián)劑常用于改善兩種或多種物質(zhì)之間的界面性能，其中，硅烷偶聯(lián)劑是一種含有有機(jī)官能和硅烷氧基的改性偶聯(lián)劑，硅烷氧基對無機(jī)物具有反應(yīng)性，有機(jī)官能團(tuán)對有機(jī)物具有反應(yīng)性或相容性。選取合適的硅烷偶聯(lián)劑，可以增強(qiáng)修復(fù)材料對金屬粘附性，同時(shí)由于相容性的改善，也會(huì)提高材料的使用性能。但是由于常用的偶聯(lián)劑與呋喃樹脂的相容性不佳，造成所制備出的套管修復(fù)材料對金屬石油套管的粘附性達(dá)不到實(shí)際使用的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N對金屬有高粘附性的套管修復(fù)材料及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于常用的偶聯(lián)劑與呋喃樹脂的相容性不佳，造成所制備出的套管修復(fù)材料對金屬石油套管的粘附性達(dá)不到實(shí)際使用的需求的問題。

本申請解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：

一種對金屬有高粘附性的套管修復(fù)材料，所述修復(fù)材料包括以下重量份的原料：

呋喃樹脂60-95份；固化劑5-15份；交聯(lián)劑0.5-5份；呋喃改性的硅烷偶聯(lián)劑0.5-5份。

可選的，所述呋喃改性的硅烷偶聯(lián)劑由呋喃環(huán)二羧酸和含氨基硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)制備，所述呋喃改性的硅烷偶聯(lián)劑具有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)：

其中，R₁為含有1-3個(gè)碳原子的烷基，n的取值范圍為1-5。

可選的，所述呋喃樹脂為以呋喃環(huán)的糠醇和糠醛作原料生產(chǎn)的樹脂類，包括糠醇樹脂、糠醛樹脂、糠酮樹脂、糠酮-甲醛樹脂、脲醛呋喃樹脂中的一種或多種。

可選的，所述固化劑為苯磺酰氯、對甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、磷酸和對甲苯磺酸中的一種或多種。

可選的，所述交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷縮三(3-巰基丙酸)酯、四(2-巰基乙酸)季戊四醇酯、四(3-巰基丙酸)季戊四醇酯中的一種或多種。

一種對金屬有高粘附性的套管修復(fù)材料，所述修復(fù)材料包括以下重量份的原料：