[發明專利]耐高溫高強度觸變型凝膠堵漏劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010771976.4
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111961452B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 白英睿;孫金聲;呂開河;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: C09K8/42
• 分類號: C09K8/42;C09K8/44
• 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

本發明提供了一種耐高溫高強度觸變型凝膠堵漏劑及其制備方法與應用，所述凝膠堵漏劑包括以下質量百分比的原料組成：丙烯酰胺單體8?20％，活性聚合物0.05?0.5％，有機聚合物交聯劑0.1?1.0％，樹脂增韌劑3.0?8.0％，流型調節劑1.0?5.0％，交聯調節劑0.01?0.5％，余量為水。本發明的凝膠溶液在剪切流動過程中表觀黏度較低，容易泵入井筒并進入地層漏失通道；停止泵入后凝膠溶液黏度迅速增大，且具有很強粘附力，易在漏失通道內駐留，形成高強度封隔層，隔斷井筒和地層，防止鉆井液繼續漏失。本發明的凝膠堵漏劑具有耐高溫、高強度和觸變性的優點，可用以解決高溫深層裂縫性漏失地層的井漏難題。

技術領域

本發明涉及一種耐高溫高強度觸變型凝膠堵漏劑及其制備方法與應用，屬于鉆井液堵漏技術領域。

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，通過向漏失層位注入一定量的凝膠堵漏劑溶液，固化后將裂縫封堵，起到隔離鉆井液與地層流體的作用。其中，凝膠堵漏劑的性能好壞是堵漏成功與否的關鍵。目前采用的凝膠堵漏劑在現場應用已取得比較好的效果，但是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。此外，對于裂縫性發育地層，由于重力沉降等因素影響，常規堵漏劑溶液對垂向裂縫空間難以實現有效充填，導致裂縫中上部封堵效果差。

針對上述問題，本申請發明人所在團隊分別通過中國專利文件CN109825269A和CN109796949A提供了一種剪切響應型凝膠堵漏劑和一種抗高溫凝膠堵漏劑。剪切響應型凝膠堵漏劑主要由聚合物復合單體、固相有機大分子交聯劑、引發劑、流變調控劑和增韌劑組成，凝膠溶液具有“剪切稀釋、靜置增稠”的剪切響應性質。抗高溫凝膠堵漏劑主要由乙烯基聚合單體、固相有機大分子交聯劑、引發劑、粒子增韌劑和纖維增韌劑組成。上述兩種凝膠的主要成膠原理是乙烯基單體與固相有機大分子交聯劑上的乙烯基之間的聚合反應，形成以聚合物為主的體型骨架結構，與常規凝膠相比成膠后抗溫性能有所提升，但仍難以適用于高溫(大于120℃)地層的高強度長期封堵要求。

因此，有必要研發一種兼具耐高溫、高強度和高觸變性質的凝膠堵漏劑，用以解決高溫深層裂縫性漏失地層的井漏難題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種耐高溫高強度觸變型凝膠堵漏劑及其制備方法與應用。本發明的凝膠溶液在剪切流動過程中表觀黏度較低，容易泵入井筒并進入地層漏失通道；停止泵入后凝膠溶液黏度迅速增大，且具有很強粘附力，容易在漏失通道內駐留；在一定溫度條件下交聯固化，生成凝膠，在漏失通道中形成耐高溫高強度封隔層，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：

一種耐高溫高強度觸變型凝膠堵漏劑，包括以下質量百分比的原料組成：丙烯酰胺單體8-20％，活性聚合物0.05-0.5％，有機聚合物交聯劑0.1-1.0％，樹脂增韌劑3.0-8.0％，流型調節劑1.0-5.0％，交聯調節劑0.01-0.5％，余量為水。

根據本發明，優選的，所述的耐高溫高強度觸變型凝膠堵漏劑，包括以下質量百分比的原料組成：丙烯酰胺單體12-18％，活性聚合物0.1-0.3％，有機聚合物交聯劑 0.3-0.8％，樹脂增韌劑4.0-7.0％，流型調節劑2.0-4.0％，交聯調節劑0.05-0.2％，余量為水。

根據本發明，優選的，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，所述活性聚合物的粘均分子量為500-1300萬；

進一步優選的，所述活性聚合物按如下方法制備得到：