專利名稱：一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝。
背景技術：
井漏是在石油、天然氣勘探開發(fā)的鉆井、固井、測試或修井等各種井下作業(yè)過程中，工作的流體(包括鉆井液、水泥漿、完井液及其它工作液)在壓差的作用下，漏失到地層中的一種井下復雜情況，是鉆井工程中最普遍、最常見的技術難題之一。之所以稱它為一種井下復雜情況，是因為它的發(fā)生多數(shù)不是人為造成的，不以人的意志為轉移，當然，這種說法不夠準確。假如遇到能夠產(chǎn)生井漏的漏失通道，但采取了相應的有效措施，那么就有可能 不會產(chǎn)生井漏，至少可以大大地降低漏失程度。其次，即使地層所存在的細微孔隙不致于產(chǎn)生井漏，但當其所采取的一些措施不適應于實際條件時，例如施工壓力超過地層的破裂壓力，也會造成嚴重井漏，其直觀表現(xiàn)在地面泥漿罐液面下降，或井口鉆井液返出量小于泵正常排量，或井口無鉆井液返出。井漏是鉆井過程中常見的井下復雜情況之一，它不僅會耗費鉆井時間，損失泥漿，而且有可能引起卡鉆、井噴、井塌等一系列復雜情況，甚至導致井眼報廢，造成重大經(jīng)濟損失。國外早在40年代即已重視井漏防治技術的研究；到50年代，有關井漏機理和防漏堵漏機理的研究、漏層測試方法及堵漏工藝技術均有較大的發(fā)展；60 70年代開展了堵漏模擬試驗裝置和漏失機理的研究，逐步掌握了各種漏失地區(qū)的漏層特點和漏失規(guī)律，各種堵漏方法和堵漏工藝日趨成熟，堵漏成功率明顯提高；80 90年代開發(fā)出了一系列具有儲層保護作用的復合堵漏劑，堵漏成功率再一次提高；注重了對井漏的理論研究，對堵漏試驗設備、堵漏工具的研究發(fā)展到很高水平。為提高鉆井工作效率，減少作業(yè)時間和泥漿等工作液的損失，減少對儲層的傷害等以獲取最大的經(jīng)濟效益，隨鉆堵漏工藝的出現(xiàn)為解決這一問題提供了方法，它是在鉆井工程中隨鉆隨堵的一種堵漏技術。隨鉆堵漏劑是國內(nèi)外近年研制的、使用效果很好的一類新型堵漏劑。目前已有隨鉆801堵漏劑，它是以刨花楠粉(一種含植物膠的木材經(jīng)粉碎而成，它含有纖維素、木質素、聚戊糖等)、腐植酸鹽、羧甲基纖維素等多種高分子化合物經(jīng)科學方法復配處理而成的粉狀產(chǎn)品。NFU堵漏劑，它是以楠木根粉(一種含植物膠的竹葉蘭灌木叢樹根，經(jīng)粉碎而成)、腐植酸高價金屬鹽、淀粉羧甲基鈉、聚丙烯酰胺等多種高分子化合物經(jīng)科學方法復配并配以不同品種、不同粒度、不同加量的惰性材料而成的粉狀或粒狀產(chǎn)品。NFDF8012堵漏劑，它是以楠木根粉、腐植酸高價金屬鹽或其衍生物、銨甲基纖維素、聚丙烯酰胺、皮革粉等多種高分子化合物經(jīng)科學配方、科學方法復配而成并配加不同量、不同粒度、不同品種的惰性材料而成的粉狀或粒狀產(chǎn)品。這些隨鉆堵漏劑已在全國23個省、區(qū)的地質煤田、冶金、有色、核工業(yè)、石油、化工、建材等行業(yè)的300多個單位應用。近年來，國內(nèi)外在防漏堵漏技術的研究與應用方面發(fā)展較快，研制出了多種堵漏材料，開發(fā)了多種防漏堵漏的鉆井液體系，其中橋堵和凝膠封堵技術得到了較廣泛的應用。但這些方法還沒有解決井漏的根本問題，主要是承壓能力差。原因是常規(guī)堵漏劑的粒度級配不合理，顆粒形狀與所堵的裂縫、孔道的形狀匹配不好，缺少伸入井壁的作用力，大大降低了封堵效率。而水膨體堵漏劑能夠達到這種作用力，提高井壁的承壓能力。現(xiàn)有的堵漏方法各有其優(yōu)缺點，但總的來說他們都或多或少的耽誤了鉆井時間，降低了鉆井效率，如靜止堵漏法需要停鉆，上述其他各方法因加入堵漏材料改變了鉆井液的性能，需重新調整鉆井液的配方等工作，都將耗費大量的時間，給鉆井帶來很大不便，導致較大的經(jīng)濟損失。在這種情況下，隨鉆堵漏的研究及應用應運而生，它是伴隨著鉆井工作的進行而進行堵漏，不需停鉆，不需調整工作液而浪費時間，真正做到隨鉆隨堵隨堵隨鉆。適用于漏失情況不是特別嚴重的各種漏失，如果是大溶洞、大裂縫、淺部地層的長段天然水 平裂縫及溶洞的漏失情況，則需要其他的堵漏措施或是和其他堵漏方法復合使用才能解決好堵漏問題。隨鉆堵漏能很好的預防漏失，大大減少地層產(chǎn)生誘導裂縫漏失的可能性。隨鉆防漏堵漏劑在防止?jié)B透性和裂縫性漏失方面具有獨特的優(yōu)點。它的投入少，方法簡單，不需要停鉆處理，大幅度降低了油氣井漏的處理時間和費用，為提高漏失地層的鉆井速度和降低鉆井成本具有重大意義。在制備隨鉆防漏堵漏劑的工藝過程中，單體的質量比對制備出來的隨鉆防漏堵漏劑質量存在很大的影響，如何確定一個適合的單體質量比，對制備隨鉆防漏堵漏劑顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術的不足與缺陷，提供一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，該制備工藝通過控制反應過程中的單體質量比，從而能成功制備出隨鉆防漏堵漏劑，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)工藝簡單，操作簡單，大大降低了生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)出的隨鉆防漏堵漏劑各項性能均大大優(yōu)于現(xiàn)在產(chǎn)品，利于現(xiàn)場井漏的處理。本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，包括以下步驟(a)將AM和AMPS進行提純備用；(b)稱取一定量的AA并將其水解，移入置于超級恒溫水浴中的反應容器內(nèi)；(C)加入一定量的交聯(lián)劑；(d)加入一定量的AM和AMPS，且按照質量計，AMPS : AA : AM =1: 2 : 7，用10%的氫氧化鈉溶液將反應體系pH值調至7 ；(e)通惰性氣體排氧并攪拌約15分鐘后，加入引發(fā)劑；(f)將溫度調至反應溫度，聚合反應一定時間，即得到目標產(chǎn)物。所述步驟(a)中，AM和AMPS通過乙醇進行提純。所述步驟(b)中，反應容器為三頸瓶。所述步驟(C)中，交聯(lián)劑為NMBA。所述步驟(e)中，惰性氣體為氮氣。所述步驟(e)中，引發(fā)劑為過硫酸銨。上述AM為丙烯酰胺，主要用于提高聚合物的分子量；AMPS為2_甲基_2_丙烯酰胺基丙磺酸，主要提高聚合物的耐溫抗鹽性能-M為丙烯酸，用于提高聚合物的吸水能力；NMBA為N，N-亞甲基雙丙烯酸胺，下同。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是本工藝通過控制反應過程中的單體質量比，從而能成功制備出隨鉆防漏堵漏劑，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)工藝簡單，操作簡單，大大降低了生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)出的隨鉆防漏堵漏劑各項性能均大大優(yōu)于現(xiàn)在產(chǎn)品，利于現(xiàn)場井漏的處理。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發(fā)明作進一步地的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例本發(fā)明涉及一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，包括以下步 驟(a)將AM和AMPS進行提純備用；(b)稱取一定量的AA并將其水解，移入置于超級恒溫水浴中的反應容器內(nèi)；(c)加入一定量的交聯(lián)劑；(d)加入一定量的AM和AMPS，且按照質量計，AMPS : AA : AM =1: 2 : 7，用10%的氫氧化鈉溶液將反應體系pH值調至7 ；(e)通惰性氣體排氧并攪拌約15分鐘后，加入引發(fā)劑；(f)將溫度調至反應溫度，聚合反應一定時間，即得到目標產(chǎn)物。所述步驟(a)中，AM和AMPS通過乙醇進行提純。所述步驟(b)中，反應容器為三頸瓶。所述步驟(C)中，交聯(lián)劑為NMBA。所述步驟(e)中，惰性氣體為氮氣。所述步驟(e)中，引發(fā)劑為過硫酸銨。為了得到最佳的單體質量比，本發(fā)明做了實驗，實驗條件為引發(fā)劑加量為1%、交聯(lián)劑NMBA加量為O. 3%，pH為11，在50°C條件下，單體濃度為16. 7%，考察不同單體(AMPS、AA、AM)的質量比對水膨體吸液性能的影響。由水膨體的分子設計可知，AMPS是為改變產(chǎn)物的抗鹽、耐溫性而引入的，它不是參與聚合-交聯(lián)反應的主要單體，因此它的單體質量比最小，按此思路實驗，結果如下表所示
項目in (AMPS) :m (AA) :m (AM)
1:4:5 1:5:4 丨:3:6 丨:6:3 〖:2:7 1:7:2 2:3:5 2:5:3 2:4:4膨脹率 82 73 92 68 102 64 5152 54由上表可知隨著AMPS的增加，水膨體吸液能力下降很快，表明AMPS與AA、AM相比對水膨體的影響較大；隨著AM的增加,水膨體吸液能力增大。這是因為當反應單體中AM含量較少時，水膨體的分子量偏小，導致水膨體的可溶部分增多，吸液膨脹率小，因此應適當增加反應單體中AM的含量。由上表可知，當AM占單體的70%，AA占單體的20%時，水膨體膨脹率達到最大。因此，本實驗單體配比m(AMPS) m(AA) m(AM)為1: 2 : 7。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依 據(jù)本發(fā)明的技術實質上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，其特征在于，包括以下步驟(a)將AM和AMPS進行提純備用；(b)稱取一定量的AA并將其水解，移入置于超級恒溫水浴中的反應容器內(nèi)；(C)加入一定量的交聯(lián)劑；(d)加入一定量的AM和AMPS，且按照質量計，AMPS: AA : AM =1: 2 : 7，用10 % 的氫氧化鈉溶液將反應體系pH值調至7 ；(e)通惰性氣體排氧并攪拌約15分鐘后，加入引發(fā)劑；(f)將溫度調至反應溫度，聚合反應一定時間，即得到目標產(chǎn)物。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，其特征在于，所述步驟(a)中，AM和AMPS通過乙醇進行提純。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，其特征在于，所述步驟(b)中，反應容器為三頸瓶。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，其特征在于，所述步驟(c)中，交聯(lián)劑為NMBA。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，其特征在于，所述步驟(e)中，惰性氣體為氮氣。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，其特征在于，所述步驟(e)中，引發(fā)劑為過硫酸銨。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于控制單體質量比的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，包括步驟(a)將AM和AMPS進行提純備用；(b)稱取AA并將其水解，移入置于超級恒溫水浴中的反應容器內(nèi)；(c)加入一定量的交聯(lián)劑；(d)加入AM和AMPS溶液，且按照質量計，AMPS∶AA∶AM＝1∶2∶7，將反應體系pH值調至7；(e)通惰性氣體排氧并攪拌，加入引發(fā)劑；(f)將溫度調至反應溫度，聚合反應一定時間，即得到目標產(chǎn)物。本發(fā)明通過控制反應過程中的單體質量比，從而能成功制備出隨鉆防漏堵漏劑，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)工藝簡單，操作簡單，大大降低了生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)出的隨鉆防漏堵漏劑各項性能均大大優(yōu)于現(xiàn)在產(chǎn)品，利于現(xiàn)場井漏的處理。
文檔編號C08F222/38GK102993361SQ20111029023
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權日2011年9月14日
發(fā)明者蔡雨江 申請人:蔡雨江