[發明專利]一種高分子凝膠堵漏劑用活性聚合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010771563.6
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111961160B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 白英睿;呂開河;孫金聲;許成元;白楊;蔣官澄;馮杰;張潔;王韌;劉敬平;黃賢斌;王金堂;金家鋒
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/58;C08F212/12;C08F2/32;C08F2/38;C08F265/10;C08G81/02;C09K8/42
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王素平

本發明提供了一種高分子凝膠堵漏劑用活性聚合物及其制備方法與應用，所述活性聚合物為表面帶有羥甲基基團(?CH₂OH)的可縮聚大分子聚合物；所述活性聚合物是在功能型交聯劑、擴鏈劑、引發劑和乙二胺四乙酸存在下，由疏水單體和丙烯酰胺單體通過反向微乳液聚合制備得到的。所述活性聚合物具有較好的抗溫性能，可作為交聯劑用于制備凝膠堵漏劑，所制備的凝膠堵漏劑具有較高的耐溫性能和較強的成膠強度。

技術領域

本發明涉及一種高分子凝膠堵漏劑用活性聚合物及其制備方法與應用，屬于鉆井液堵漏領域。

背景技術

井漏是一種鉆井施工過程中鉆井液大量漏入所鉆地層的現象，是裂縫性復雜地層最常見的鉆井工程難題。井漏不僅耗費鉆井時間，損失大量鉆井液，處理不當還可能引起井塌、井噴、卡鉆等井下復雜事故，甚至導致井眼報廢，造成重大經濟損失。因此，有效解決井漏問題對于確保井下安全、提高鉆井速度、節約鉆井成本至關重要。

高分子凝膠堵漏劑是常用且有效的堵漏劑之一，在處理低溫滲透性和小微裂縫性漏失地層時取得了較好的應用效果；但是由于常規凝膠強度較差，對于需要高承壓封堵的大裂縫漏失地層處理效果不佳。此外，隨著油氣勘探開發向深層拓展，高溫、高壓成為鉆井堵漏面臨的主要難題之一，對凝膠堵漏劑的抗高溫和高承壓封堵性能提出了更高要求。

常規聚合物凝膠是由普通單體或聚合物與交聯劑反應生成。對于單體交聯聚合物凝膠而言，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺等是普遍使用的交聯劑，但上述交聯劑一般不適用于120℃以上的高溫地層。其他常用的交聯劑包括有機酚醛類和金屬離子類，其中金屬離子類交聯凝膠由于高溫易水解一般不宜用于溫度較高(＞90℃)地層，有機酚醛類交聯劑生成的凝膠的高溫穩定性也較差。

因此，為得到耐高溫、高強度的凝膠堵漏劑，開發新型交聯劑十分必要。例如，中國專利文件CN109825269A中涉及了一種用于配制剪切響應型凝膠堵漏劑的固相有機大分子交聯劑，所述固相有機大分子交聯劑為具有活性C＝C雙鍵基團的交聯劑，能夠與乙烯基聚合單體發生交聯反應，提高凝膠堵漏劑的交聯密度，進而獲得具有優異穩定性以及凝膠強度的凝膠體，但是上述固相有機大分子交聯劑的耐溫性能需進一步提高，所得凝膠堵漏劑的性能也需進一步提高。

因此，有必要研發一種新型聚合物，所述的新型聚合物可作為交聯劑，用于與含乙烯基單體發生聚合和縮聚反應生成耐高溫、高強度凝膠堵漏劑。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種高分子凝膠堵漏劑用活性聚合物及其制備方法與應用。本發明的活性聚合物在一定溫度條件下可與含乙烯基單體發生聚合和縮聚反應后固化生成高強度凝膠，在漏失通道中形成高強度封隔層，隔斷井筒和地層，防止鉆井液繼續漏失。

本發明的技術方案如下：

一種高分子凝膠堵漏劑用活性聚合物，所述活性聚合物為表面帶有羥甲基基團(-CH₂OH)的可縮聚大分子聚合物；所述活性聚合物是在功能型交聯劑、擴鏈劑和引發劑、乙二胺四乙酸存在下，由疏水單體和丙烯酰胺單體通過反向微乳液聚合制備得到的。

根據本發明，優選的，所述的活性聚合物的粘均分子量為500-1300萬。

根據本發明，優選的，所述功能型交聯劑為N-羥甲基丙烯酰胺。

根據本發明，優選的，所述擴鏈劑為乙二胺、三乙醇胺、三羥甲基丙烷、山梨醇中的一種或兩種以上的組合。

根據本發明，優選的，所述引發劑為過硫酸鉀和/或過硫酸銨。

根據本發明，優選的，所述疏水單體為苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯中的一種或兩種以上的組合。

根據本發明，上述高分子凝膠堵漏劑用活性聚合物的制備方法，包括步驟如下：