專利名稱：一種油氣田用可控制交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油氣田的可控制交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料。特別是涉及到采用包裹技術(shù)緩慢釋放高價(jià)金屬離子，以交聯(lián)聚合物HPAM的堵水堵漏材料
背景技術(shù)：
處理井漏是提高鉆井成本的重要因素，其花費(fèi)的時(shí)間占鉆井總時(shí)間的10%左右，由于裂縫性、溶洞性井漏處理量又占井漏處理時(shí)間的70%以上，針對裂縫性、溶洞性嚴(yán)重漏失，傳統(tǒng)的堵漏材料堵漏方法(如橋塞堵漏、水泥漿堵漏)等在處理裂縫性、孔洞性惡性漏失時(shí)有其自身的缺點(diǎn)，很難在井筒周圍的漏層停留，易與地層流體相混，被稀釋后流走。因而堵漏漿很難在進(jìn)筒周圍形成足夠強(qiáng)度的嚴(yán)密封堵。國內(nèi)外鉆井工作者從化學(xué)角度出發(fā)，研制出了一些聚合物堵漏材料為基礎(chǔ)的堵水堵漏技術(shù)還需進(jìn)行大量的研究工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了能封堵裂縫性、溶洞性惡性漏失地層，增加凝膠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，增加封隔層的強(qiáng)度和密封性，特提供一種油田用可控制交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種油田用可控制交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料，其特征是制備該堵水堵漏所用原料的各組分和含量如下，其中質(zhì)量單位為克，
固相顆粒丙烯酰胺20-30，三氯化鉻3，N，N-亞甲基雙丙酰胺0. 005-0. 02，引發(fā)劑0. 01-0. 02，去離子水67-77，顆粒凝膠大小在0. Ol-Imm之間；
油相環(huán)己烷200-300，分散劑Span-80 6-8 ；
水相丙烯酰胺10-15，N，N-亞甲基雙丙酰胺0. 001-0. 005，引發(fā)劑0. 005-0. 01，去離子水 20-30 ；
HPAM水溶液部分水解聚丙烯酰胺簡稱HPAM，是一種線型高分子聚合物，部分水解聚丙烯酰胺0. 1-2，分子量1000萬、1500萬、1800萬均水解度在15-25% ;穩(wěn)定劑0.01-0. I用亞硫酸鈉、或硫代硫酸鈉的一種，淡水或地層污水98. 0-99. 9，HPAM水溶液粘度100-500mpa.s ；
其制備方法是
以油相做為連續(xù)相，以水相和固相顆粒為分散相，采用反相懸浮聚合方法對含有交聯(lián)劑的顆粒凝膠進(jìn)行包裹，再把包裹顆粒分散到HPAM水溶液中進(jìn)行緩交聯(lián)可得到堵水堵漏材料；先將20-30克丙烯酰胺加入到盛有67-77克去離子水的燒杯中，再加0. 005-0. 02克N，N—亞甲基雙丙烯酰胺和3克三氯化鉻，待完全溶解后加入0. 01-0. 02克引發(fā)劑，凝膠化
0.5h后，室溫靜置Ih得凝膠塊狀產(chǎn)品，最后經(jīng)造粒、100°C以下烘干、篩分成固相凝膠顆粒；在帶有攪拌器、回流冷凝管的三頸瓶中加入100-150克環(huán)己烷和3-4克分散劑Span-80，該溶液作為油相；取10-15克丙烯酰胺和0. 001-0. 005克交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺溶于20-30克蒸餾水中，得到水相溶液；再將固相凝膠顆粒加入到水相溶液中，混合均勻后，再加入到盛有油相的三頸瓶中，攪拌混合均勻，以I滴/s的速度分別依次滴加引發(fā)劑過硫酸銨和亞硫酸氫鈉溶液，在55°C下，攪拌時(shí)間為30 min后，升至80°C，反相懸浮聚合反應(yīng)2h，加入防粘結(jié)劑液體石蠟，降至室溫，快速過濾分離，用無水乙醇洗滌數(shù)次，置于真空恒溫箱中干燥4-6小時(shí)，篩分得到粒徑大小為0. Ol-Imm的含交聯(lián)劑三氯化鉻的包裹凝膠顆粒，包裹顆粒可重復(fù)進(jìn)行上述的反相懸浮聚合，進(jìn)行再次包裹，烘干得到包裹凝膠顆粒；最后將包裹后含三氧化鉻的膠顆粒加入質(zhì)量百分濃度為0. 1-1%的HPAM水溶液中進(jìn)行緩交聯(lián)反應(yīng)，得到不動(dòng)強(qiáng)凝膠。制備該堵水堵漏材料便用的引發(fā)劑是用硝酸鈰銨，或過氧化氫-硫酸亞鐵，或過硫酸銨-亞硫酸氫鈉，或過硫酸銨-亞硫酸鈉的一種。所用的穩(wěn)定劑是具有還原性的物質(zhì)，用亞硫酸鈉、或硫代硫酸鈉的一種。本發(fā)明采用的非共軛雙鍵的化合物N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，使丙烯酰胺分子鏈之間發(fā)生交聯(lián)，形成交聯(lián)化合物。采用反相懸浮聚合方法對含交聯(lián)劑的固相凝膠顆粒進(jìn)行包裹，與其它方法相比，可操作性強(qiáng)，包裹的作用是減緩交聯(lián)劑的釋放，且包裹液與HPAM的相容性好，提高了堵水堵漏材料的穩(wěn)定性。骨架顆粒有一的膨脹性，從而改善常規(guī)堵水堵漏劑與巖石膠結(jié)不好，易漏失的情況，增加了封隔層的強(qiáng)度和密封性，該添加劑能封堵裂縫性、溶洞性惡性漏失地層。本發(fā)明提供的堵水堵漏材料與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下有交加效果(1)該添加劑能封堵裂縫性、溶洞性惡性漏失地層。(2)顆粒中釋放的交聯(lián)劑與HPAM交聯(lián)形成強(qiáng)凝膠，而顆粒起到骨架作用，增加凝膠的強(qiáng)度和整體性，形成穩(wěn)定的不動(dòng)凝膠。(3)采用反相懸浮聚合方法對含交聯(lián)劑的固相凝膠顆粒進(jìn)行包裹，可操作性強(qiáng)，包裹明顯減緩交聯(lián)劑的釋放，且包裹液與HPAM的相容性好，提高了堵水堵漏材料的穩(wěn)定性。(4)骨架顆粒有一定的膨脹性，從而改善常規(guī)堵水堵漏劑與巖石膠結(jié)不好，易漏失的情況，增加了封隔層的強(qiáng)度和密封性。(5)該材料生產(chǎn)工藝可操作性強(qiáng)，成本低，具有濾失量小、密封性好，穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)例1-5
表I :采用一次反相懸浮聚合所得的包裹顆粒堵漏的成膠時(shí)間和強(qiáng)度
權(quán)利要求
1.一種用于油氣田的可控制交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料，其特征在于制備該堵水堵漏所用原料的各組分和含量如下，其中質(zhì)量單位為克， 固相顆粒丙烯酰胺20-30，三氯化鉻3，N，N-亞甲基雙丙酰胺0. 005-0. 02，引發(fā)劑0. 01-0. 02，去離子水67-77，顆粒凝膠大小在0. Ol-Imm之間； 油相環(huán)己烷200-300，分散劑Span-80 6-8 ； 水相丙烯酰胺10-15，N，N-亞甲基雙丙酰胺0. 001-0. 005，引發(fā)劑0. 005-0. 01，去離子水 20-30 ； HPAM水溶液部分水解聚丙烯酰胺簡稱HPAM，是一種線型高分子聚合物，部分水解聚丙烯酰胺0. 1-2，分子量1000萬、1500萬、1800萬均水解度在15-25% ;穩(wěn)定劑0.01-0. I用亞硫酸鈉、或硫代硫酸鈉的一種，淡水或地層污水98. 0-99. 9，HPAM水溶液粘度100-500mpa.s ； 其制備方法是以油相做為連續(xù)相，以水相和固相顆粒為分散相，采用反相懸浮聚合方法對含有交聯(lián)劑的顆粒凝膠進(jìn)行包裹，再把包裹顆粒分散到HPAM水溶液中進(jìn)行緩交聯(lián)可得到堵水堵漏材料；先將20-30克丙烯酰胺加入到盛有67-77克去離子水的燒杯中，再加0. 005-0. 02克N，N—亞甲基雙丙烯酰胺和3克三氯化鉻，待完全溶解后加入0. 01-0. 02克引發(fā)劑，凝膠化0. 5h后，室溫靜置Ih得凝膠塊狀產(chǎn)品，最后經(jīng)造粒、100°C以下烘干、篩分成固相凝膠顆粒；在帶有攪拌器、回流冷凝管的三頸瓶中加入100-150克環(huán)己烷和3-4克分散劑Span-80，該溶液作為油相；取10-15克丙烯酰胺和0. 001-0. 005克交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺溶于20-30克蒸餾水中，得到水相溶液；再將固相凝膠顆粒加入到水相溶液中，混合均勻后，再加入到盛有油相的三頸瓶中，攪拌混合均勻，以I滴/s的速度分別依次滴加引發(fā)劑過硫酸銨和亞硫酸氫鈉溶液，在55°C下，攪拌時(shí)間為30 min后，升至80°C，反相懸浮聚合反應(yīng)2 h，加入防粘結(jié)劑液體石蠟，降至室溫，快速過濾分離，用無水乙醇洗滌數(shù)次，置于真空恒溫箱中干燥4-6小時(shí)，篩分得到粒徑大小為0. Ol-Imm的含交聯(lián)劑三氯化鉻的包裹凝膠顆粒，包裹顆粒可重復(fù)進(jìn)行上述的反相懸浮聚合，進(jìn)行再次包裹，烘干得到包裹凝膠顆粒；最后將包裹后含三氧化鉻的凝膠顆粒加入質(zhì)量百分濃度為0. 1-1%的HPAM水溶液中進(jìn)行緩交聯(lián)反應(yīng)，得到不動(dòng)強(qiáng)凝膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料，其特征是制備該堵水堵漏材料便用的引發(fā)劑是用硝酸鈰銨，或過氧化氫-硫酸亞鐵，或過硫酸銨-亞硫酸氫鈉，或過硫酸銨-亞硫酸鈉的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油氣田用可控制交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料。它能封堵裂縫性、溶洞性漏失地層，增加凝膠強(qiáng)度。其技術(shù)方案是先將丙烯酰胺、三氯化鉻和N，N—亞甲基雙丙烯酰胺加入到盛有去離子水的燒杯中，溶解后加入引發(fā)劑，室溫靜置1h得凝膠，經(jīng)造粒、烘干、篩分得固相顆粒；在環(huán)己烷中加入Span-80，制得油相；取丙烯酰胺和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺溶于去離子水中，制得水相；將固相顆粒加入水相中，混合均勻后，再加入到油相中，充分?jǐn)嚢?，滴加引發(fā)劑，反應(yīng)2h加入分散劑，過濾、洗滌、干燥得包裹顆粒，包裹顆?？稍俅芜M(jìn)行包裹；將該顆粒加入HPAM水溶液中進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到不動(dòng)凝膠。該材料生產(chǎn)工藝操作性強(qiáng)，成本低，具有濾失量小、密封性好、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
文檔編號C08F2/18GK102618230SQ20121004930
公開日2012年8月1日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者周明, 賀映蘭, 趙金洲 申請人:西南石油大學(xué)