專利名稱：一種抗高溫隨鉆堵漏劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種抗高溫隨鉆堵漏劑及其制備方法，屬油田化學鉆井液處理劑技術領域。
背景技術：
在鉆井過程中的防漏堵漏一直是鉆井工作者研究的主題之一，漏失常常會導致卡鉆、井噴、井塌等一系列井下復雜情況的發(fā)生，嚴重制約著鉆井速度的提高。儲層鉆進過程中的漏失也對油氣層保護有著負面影響，國內外對井漏處理所采用的技術一般是“防堵并重”，在堵漏方面，一般采用橋接堵漏、剪切稠化液堵漏、高吸水性材料堵漏、液體套管等適合用于滲透性和裂縫性漏失；用裸眼遮隔管封閉漏層、凝膠堵漏和一些傳統(tǒng)堵漏方法適用于溶洞性漏失。國內外現有的單向壓力封閉劑、橋接堵漏劑、高失水堵漏劑、柴油膨潤土水泥堵漏、重晶石塞堵漏、凝膠和樹脂堵漏劑、水泥漿堵漏劑及它們的復配使用對付滲透性漏失，堵漏成功率達90%以上。上述現有技術和所使用的堵漏劑基本不屬于隨鉆堵漏范疇，堵漏劑在進入漏層前，需要停鉆進行堵漏，延長作業(yè)時間，減緩鉆井速度，因此，隨鉆堵漏劑被提出并得到廣泛研究。但現有的隨鉆堵漏劑的研究主要集中在多種材料的混合復配，產品粒徑較大，如專利 200410037657. I是以植物纖維、石灰石粉和油溶樹脂復配而成的隨鉆堵漏劑，其顆粒平均粒徑為80 20目；專利200810115975. 3是以果殼粉、石灰石粉和油溶性樹脂三種組分復合成的，其主要組分顆粒的平均粒徑為100目；隨鉆801堵漏劑是以刨花楠、腐植酸、羧甲基纖維素等10多種高分子化合物復配而成的(一種新型鉆井防漏堵漏劑的研究與應用.鉆井液與完井液，2006，23 (3) :42-44)。也有聚合物類隨鉆堵漏劑，但都是采用水溶液聚合得到的吸水樹脂，產品需要進一步的干燥，造粒后才能使用，由于設備的限制，產品粒徑無法達到微米級以下，且抗溫能力不足。如專利200910216732. 3是以高分子吸水樹脂作為隨鉆堵漏劑，該劑適用地層范圍為2 3千米，井底溫度120°C以內；專利200810224440. X的隨鉆堵漏劑是采用水溶液聚合得到的吸水樹脂復合其他材料制備而成；專利20091026736. I 是采用水溶液聚合制備而成的一種吸水樹脂隨鉆堵漏劑。雖然現有隨鉆堵漏劑已經在現場應用并取得了一定的效果，但由于油氣資源開發(fā)的不斷深入，深井超深井不斷增多，現有隨鉆堵漏劑難以滿足日益苛刻的現場要求，尤其是深井超深井中高溫高壓地層的漏失仍無有效的解決辦法。而且從滲漏地層的特征看，形成滲漏的通道都是巖石的孔隙和微裂縫，其徑向尺寸為微米以上至毫米級以下級別，而隨鉆堵漏劑的顆粒尺寸必須與孔徑相匹配才能達到較好的封堵效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對目前鉆井過程中存在的漏失問題，提供一種可以隨鉆堵漏， 不影響泥漿性能且能降低濾失量，抗溫可達180°C，承壓堵漏效果顯著的抗高溫隨鉆堵漏劑。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種隨鉆堵漏劑的制備方法，該方法制備出的隨鉆堵漏劑為粒徑可控的微球狀粉末產品，可直接用于隨鉆堵漏，使用方便，易于推廣。本發(fā)明是通過下述技術方案加以實現本發(fā)明是由油溶單體A、油溶交聯劑B、偶氮類引發(fā)劑和有機過氧化氫類引發(fā)劑和水在乳化劑的作用下配制成穩(wěn)定乳液，在發(fā)生聚合反應后得到粉末M ;將M用溶脹劑溶脹后，加入水溶單體C、水溶交聯劑D及還原類引發(fā)劑，在室溫下聚合完成后，即可得到抗高溫隨鉆堵漏劑。上述油溶單體A為苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的一種或兩種；上述油溶交聯劑B為I，4- 二乙烯基苯；上述偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈中的一種；上述有機過氧化氫類引發(fā)劑為過氧化羥基異丙苯、特丁基過氧化氫中的一種；上述乳化劑為十TK燒基二甲基漠化按、十_■燒基硫酸納中的一種；上述溶脹劑為正辛醇、正己烷中的一種；上述水溶單體C為丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的至少一種；上述水溶交聯劑D為N，N- 二甲基丙烯酰胺、N, N- 二乙基丙烯酰胺中的一種；上述還原類引發(fā)劑為硫酸亞鐵、焦亞硫酸鈉中的一種；其中，溶單體A、油溶交聯劑B、偶氮類引發(fā)劑和有機過氧化氫類引發(fā)劑按質量比為 10 : 0.5 2 O. 2 O. 8 O. 3 I?？垢邷仉S鉆堵漏劑的制備方法，包括以下步驟①將油溶單體A、油溶交聯劑B、偶氮類弓I發(fā)劑和有機過氧化氫類引發(fā)劑按質量比為10 O. 5 2 O. 2 O. 8 O. 3 I混合均勻，形成分散相待用；②將乳化劑配制成I. O 2. 0g/100mL H2O的水溶液作為連續(xù)相待用；③將步驟①得到的分散相滴加入步驟②得到的連續(xù)相中，配置成60 80%的濃乳液，在40 60°C下聚合6 8h得到粉末M，并稱取質量為粉末MO. 4 O. 6倍的溶脹劑， 加入到粉末M中溶脹2 5h待用；④將質量為粉末M5 15%的水溶單體C與以水溶單體C質量的O. 5 I倍的水溶交聯劑D混合配置成10 20%的水溶液待用；⑤將質量為水溶單體ClO 25%的無機還原類引發(fā)劑配置成3. 6 25%的水溶液待用；⑥將步驟③得到的溶脹后的粉末M加入步驟④的水溶液中，在攪拌狀態(tài)下加入步驟⑤的水溶液，室溫下聚合3 5min后反應結束，收集產物，得到抗高溫隨鉆堵漏劑。本發(fā)明的隨鉆堵漏劑為粉末狀產品，具有較高的抗溫性，抗溫可達180°C，可用于深井超深井的隨鉆堵漏；對于滲透性漏失、微米級裂縫和孔隙的漏失能快速有效封堵，避免重復性漏失；可參與濾餅形成，保持井壁穩(wěn)定；能顯著降低鉆井液濾失量，減少儲層污染； 不影響鉆井液的流變性，與各種鉆井液體系有良好的配伍性，表現出較好的綜合性能。


圖I為本發(fā)明在掃描電子顯微鏡下的微觀形態(tài)圖。
具體實施例方式實施例I :將O. 3g的十六烷基三甲基溴化銨溶于30mL水中，完全溶解后在持續(xù)攪拌狀態(tài)下加入70g的苯乙烯、3. 5g的二乙烯基苯、3. Og的偶氮二異丁腈引發(fā)劑和3. 6g的過氧化輕基異丙苯引發(fā)劑的混合液，待加料完畢形成乳液后將體系升溫到50°C，聚合8h后得到粉末后，稱取10. Og粉末加入到5. Og正辛醇中；然后將I. 5g的丙烯酰胺和I. Og的N’ N-亞甲基雙丙烯酰胺溶解于15. OmL的水溶液中，加入到被正辛醇溶脹2h的聚苯乙烯粉末中，混合均勻后，在攪拌狀態(tài)下加入O. 20g硫酸亞鐵的5. OmL水溶液，3min內反應完成，得到抗高溫隨鉆堵漏劑。實施例2 將O. 3g的十六烷基三甲基溴化銨溶于30mL水中，完全溶解后在持續(xù)攪拌狀態(tài)下加入70g的苯乙烯、7. Og的二乙烯基苯、3. Og的偶氮二異丁腈引發(fā)劑和3. 6g的過氧化輕基異丙苯引發(fā)劑的混合液，待加料完畢形成乳液后將體系升溫到55°C，聚合7h后得到粉末后，稱取10. Og粉末加入到6. Og正辛醇中；然后將I. 5g的丙烯酰胺和I. Og的N’ N-亞甲基雙丙烯酰胺溶解于15. OmL的水溶液中，加入到被正辛醇溶脹5h的聚苯乙烯粉末中，混合均勻后，在攪拌狀態(tài)下加入O. 20g硫酸亞鐵的5. OmL水溶液，3min內反應完成，得到抗高溫隨鉆堵漏劑。實施例3 7 :步驟與實施例I相同，反應物及用量表如表I所示表I 一種抗高溫隨鉆堵漏劑及其制備方法實施例
組分實施例34567單體A苯乙烯70g70g60g60g75g丙烯酸丁酯IOg甲基丙烯酸甲酯13g1,4-二乙烯基苯10.5g16g10.5g7.0g15g偶氮類交聯劑偶氮二異丁腈3g3g5.5g偶氮二異庚腈1.46g5.84g
權利要求
1.一種抗高溫隨鉆堵漏劑，其特征是由油溶單體A、油溶交聯劑B、偶氮類引發(fā)劑和有機過氧化氫類引發(fā)劑和水在乳化劑的作用下配制成穩(wěn)定乳液，在發(fā)生聚合反應后得到粉末 M ;將粉末M用溶脹劑溶脹后，加入水溶單體C、水溶交聯劑D及還原類引發(fā)劑，在室溫下聚合完成后，即可得到抗高溫隨鉆堵漏劑。
2.根據權利要求I所述的一種抗高溫隨鉆堵漏劑，其特征是油溶單體A為苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的一種或兩種。
3.根據權利要求I或2所述的一種抗高溫隨鉆堵漏劑，其特征是油溶交聯劑B為 1,4-二乙烯基苯。
4.根據權利要求I所述的一種抗高溫隨鉆堵漏劑，其特征是偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈中的一種。
5.根據權利要求I或2所述的一種抗高溫隨鉆堵漏劑，其特征是有機過氧化氫類引發(fā)劑為過氧化羥基異丙苯或特丁基過氧化氫。
6.根據權利要求I或2所述的一種抗高溫隨鉆堵漏劑，其特征是乳化劑為十六烷基三甲基溴化銨或十二烷基硫酸鈉。
7.根據權利要求I或2所述的一種抗高溫隨鉆堵漏劑，其特征是溶脹劑為正辛醇或正己烷。
8.根據權利要求I或2所述的一種抗高溫隨鉆堵漏劑，其特征是水溶單體C為丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的任意一種或其組合。
9.根據權利要求I所述的一種抗高溫隨鉆堵漏劑，其特征是水溶交聯劑D為N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N- 二乙基丙烯酰胺中的一種。
10.根據權利要求I或2所述的一種抗高溫隨鉆堵漏劑，其特征是還原類引發(fā)劑為硫酸亞鐵、焦亞硫酸鈉中的一種。
11.一種抗高溫隨鉆堵漏劑的制備方法，其特征是包括以下步驟①將油溶單體A、油溶交聯劑B、偶氮類引發(fā)劑和有機過氧化氫類引發(fā)劑按質量比為 10 :0. 5 2 :0. 2 O. 8 :0. 3 I混合均勻，形成分散相待用；②將乳化劑配制成I.(Γ2. 0g/100mL H2O的水溶液作為連續(xù)相待用；③將步驟①得到的分散相滴加入步驟②得到的連續(xù)相中，配置成6(Γ80%的濃乳液， 在4(T60°C下聚合6 8h得到粉末M，并稱取質量為粉末MO. 4^0. 6倍的溶脹劑，加入到粉末 M中溶脹2 5h待用；④將質量為粉末M5 15%的水溶單體C，以水溶單體C質量的O.5^1倍的水溶交聯劑D 混合配置成1(Γ20%的水溶液待用；⑤將質量為水溶單體C1(T25%的無機還原類引發(fā)劑配置成3.6^25%的水溶液待用；⑥將步驟③得到的溶脹后的粉末M加入步驟④的水溶液中，在攪拌狀態(tài)下加入步驟⑤ 的水溶液，室溫下聚合3 5min后反應結束，收集產物，得到抗高溫隨鉆堵漏劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗高溫隨鉆堵漏劑及其制備方法，屬油田化學鉆井液處理劑技術領域，由油溶單體A、油溶交聯劑B、偶氮類引發(fā)劑和有機過氧化氫類引發(fā)劑和水在乳化劑的作用下配制成穩(wěn)定乳液，在發(fā)生聚合反應后得到粉末M；將M用溶脹劑溶脹后，加入水溶單體C、水溶交聯劑D及還原類引發(fā)劑，在室溫下聚合完成后，即可得到抗高溫隨鉆堵漏劑，本發(fā)明產品為粉末狀，具有較高的抗溫性，抗溫可達180℃，可用于深井超深井的隨鉆堵漏；對于滲透性漏失、微米級裂縫和孔隙的漏失能快速有效封堵，避免重復性漏失；可參與濾餅形成，保持井壁穩(wěn)定；能顯著降低鉆井液濾失量，減少儲層污染；不影響鉆井液的流變性，與各種鉆井液體系有良好的配伍性，表現出較好的綜合性能。
文檔編號C08F257/02GK102603985SQ201110318379
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權日2011年10月19日
發(fā)明者周亞賢, 孫舉, 張麗君, 王中華, 王建莉, 鄭志軍, 郭建華 申請人:中國石化集團中原石油勘探局鉆井工程技術研究院, 中國石油化工股份有限公司