[發明專利]碳基增粘劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010698817.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111876138B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 李意;明亮;張歡樂;俞波;王耀國
• 申請（專利權）人: 寧波鋒成先進能源材料研究院
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/42;C01B32/198
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張瑩

本申請公開了一種碳基增粘劑以及制備方法、應用。所述碳基增粘劑包括經改性劑修飾的氧化石墨烯；所述改性劑包括酰胺類化合物、酯類化合物、芳香類化合物中的至少一種。該碳基增粘劑對疏水締合聚合物達到增粘效果，可實現高溫高鹽油田環境下的對油井的有效封堵。

技術領域

本申請涉及一種碳基增粘劑及其制備方法和應用，屬于石油開采技術領域。

背景技術

在石油鉆井過程中，井漏是一種負面的井下現象。井漏會導致鉆井液在井內壓力差的作用下滲入地層之中，造成鉆井液的損失，同時對地層造成破壞，影響油氣井的產量。

傳統的堵漏劑以無機鹽和水泥為代表。粒徑較小的無機鹽顆粒可以進入到較窄的井壁裂縫中，提前封堵住孔道，避免在后續鉆井過程中由于壓差的變化導致裂縫擴張，井漏更加嚴重。水泥由于自身較為明顯的“水硬性”，在鉆井過程中會逐漸固化，封堵住漏液孔道，抑制鉆井液的漏失。而在近年來，部分油田也開始使用一些有機的堵漏劑，這些有機堵漏劑根據自身溶解性的不同，可分為水基和油基堵漏劑。有機堵漏劑主要通過有機物自身的交聯作用，在進入漏液孔道之后體積迅速膨脹，并形成強度較大的凝膠，阻止井漏的進一步發生。

然而，雖然無機鹽顆粒可以對小孔道發揮較為明顯的封堵作用，但對大孔道以及惡行井漏，無機鹽的作用則十分微弱，甚至可能出現“假封堵”，影響對封堵狀況的判斷。雖然水泥固化之后的強度很高，但在灌注的過程中，水泥極易被稀釋，導致濃度降低從而無法得到理想的封堵效果。有機堵漏劑，尤其是聚合物凝膠堵漏劑是較為前沿的新興技術，但有機堵漏劑的合成步驟相對繁瑣，且大多數有機堵漏劑不耐高溫高鹽的油田環境，極易在封堵過程中失效。因此，開發一種合成簡便，抗溫抗鹽能力強的有機堵漏劑具有很高的研究價值。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了一種碳基增粘劑，碳基增粘劑對疏水締合聚合物達到增粘效果，可實現高溫高鹽油田環境下的對油井的有效封堵。

一種碳基增粘劑，所述碳基增粘劑包括經改性劑修飾的氧化石墨烯；

所述改性劑包括酰胺類化合物、芳香酯類化合物中的至少一種。

可選地，所述酰胺類化合物包括丙烯酰胺、丁烯酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一種。

可選地，所述芳香酯類化合物包括苯氧乙基丙烯酸酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸乙酯中的至少一種。

可選地，改性劑由酰胺類化合物和酯類化合物組成。酰胺類化合物和酯類化合物的質量比為0.1～0.3:0.04～0.06。

可選地，所述改性劑為丙烯酰胺和苯氧乙基丙烯酸酯；

所述丙烯酰胺和苯氧乙基丙烯酸酯之間的質量比為0.1～0.3:0.04～0.06。

本申請中，經丙烯酰胺和苯氧乙基丙烯酸酯改性的碳基增粘劑，由該碳基增粘劑制備得到的堵漏劑，在高溫高鹽的條件下其活性也不發生明顯降低，具有高的封堵能力和穩定性。

根據本申請的另一方面，還提供了上述任一項所述碳基增粘劑的制備方法，所述制備方法至少包括以下步驟：

a)獲得含有氧化石墨烯的分散液Ⅰ；

b)向所述分散液Ⅰ中加入改性劑和引發劑，得到含有氧化石墨烯、改性劑和引發劑的混合物；

c)加熱所述混合物，反應，得到含有碳基增粘劑的產物分散液。

可選地，步驟a)，在分散液Ⅰ中，氧化石墨烯的粒徑分布為50～300nm。

可選地，步驟b)中，所述引發劑包括過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的任一種。

可選地，步驟b)中，所述改性劑和引發劑的質量比為100～150:1。