專利名稱：控制反應(yīng)溫度的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制反應(yīng)溫度的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝。
背景技術(shù)：
井漏是在石油、天然氣勘探開發(fā)的鉆井、固井、測(cè)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(fù)雜情況，是鉆井工程中最普遍、最常見的技術(shù)難題之一。之所以稱它為一種井下復(fù)雜情況，是因?yàn)樗陌l(fā)生多數(shù)不是人為造成的，不以人的意志為轉(zhuǎn)移，當(dāng)然，這種說法不夠準(zhǔn)確。假如遇到能夠產(chǎn)生井漏的漏失通道，但采取了相應(yīng)的有效措施，那么就有可能不會(huì)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(xì)微孔隙不致于產(chǎn)生井漏，但當(dāng)其所采取的一些措施不適應(yīng)于實(shí)際條件時(shí)，例如施工壓力超過地層的破裂壓力，也會(huì)造成嚴(yán)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(wú)鉆井液返出。
井漏是鉆井過程中常見的井下復(fù)雜情況之一，它不僅會(huì)耗費(fèi)鉆井時(shí)間，損失泥漿， 而且有可能引起卡鉆、井噴、井塌等一系列復(fù)雜情況，甚至導(dǎo)致井眼報(bào)廢，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。
國(guó)外早在40年代即已重視井漏防治技術(shù)的研究；到50年代，有關(guān)井漏機(jī)理和防漏堵漏機(jī)理的研究、漏層測(cè)試方法及堵漏工藝技術(shù)均有較大的發(fā)展；60 70年代開展了堵漏模擬試驗(yàn)裝置和漏失機(jī)理的研究，逐步掌握了各種漏失地區(qū)的漏層特點(diǎn)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(chǔ)層保護(hù)作用的復(fù)合堵漏劑，堵漏成功率再一次提高；注重了對(duì)井漏的理論研究，對(duì)堵漏試驗(yàn)設(shè)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(shí)間和泥漿等工作液的損失，減少對(duì)儲(chǔ)層的傷害等以獲取最大的經(jīng)濟(jì)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(shù)。
隨鉆堵漏劑是國(guó)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(zhì)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(xué)方法復(fù)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(jià)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(xué)方法復(fù)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(jià)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(xué)配方、科學(xué)方法復(fù)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(guó)23個(gè)省、區(qū)的地質(zhì)煤田、冶金、有色、核工業(yè)、石油、化工、建材等行業(yè)的300多個(gè)單位應(yīng)用。
近年來，國(guó)內(nèi)外在防漏堵漏技術(shù)的研究與應(yīng)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(shù)得到了較廣泛的應(yīng)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(jí)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(dá)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(diǎn)，但總的來說他們都或多或少的耽誤了鉆井時(shí)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(diào)整鉆井液的配方等工作，都將耗費(fèi)大量的時(shí)間，給鉆井帶來很大不便，導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失。在這種情況下，隨鉆堵漏的研究及應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生，它是伴隨著鉆井工作的進(jìn)行而進(jìn)行堵漏，不需停鉆，不需調(diào)整工作液而浪費(fèi)時(shí)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(yán)重的各種漏失，如果是大溶洞、大裂縫、淺部地層的長(zhǎng)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(fù)合使用才能解決好堵漏問題。隨鉆堵漏能很好的預(yù)防漏失，大大減少地層產(chǎn)生誘導(dǎo)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(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它的投入少， 方法簡(jiǎn)單，不需要停鉆處理，大幅度降低了油氣井漏的處理時(shí)間和費(fèi)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，反應(yīng)溫度對(duì)制備出來的隨鉆防漏堵漏劑質(zhì)量存在很大的影響，如何確定一個(gè)適合的反應(yīng)溫度，對(duì)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(shù)的不足與缺陷，提供一種控制反應(yīng)溫度的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，該制備工藝通過控制反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度，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(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)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(xiàng)性能均大大優(yōu)于現(xiàn)在產(chǎn)品，利于現(xiàn)場(chǎng)井漏的處理。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)控制反應(yīng)溫度的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，包括以下步驟
(a)將AM和AMPS進(jìn)行提純備用；
(b)稱取一定量的AA并將其水解，移入置于超級(jí)恒溫水浴中的反應(yīng)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，用10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值；
(e)通惰性氣體排氧并攪拌約一段時(shí)間后，加入引發(fā)劑；
(f)將溫度調(diào)至40°C 60°C，聚合反應(yīng)一定時(shí)間，即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
所述步驟(a)中，AM和AMPS通過乙醇進(jìn)行提純。
所述步驟(b)中，反應(yīng)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?dú)狻?br> 所述步驟(e)中，引發(fā)劑為過硫酸銨。
所述步驟(f)中，反應(yīng)溫度調(diào)至50°C。
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(yīng)過程中的反應(yīng)溫度，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(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)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(xiàng)性能均大大優(yōu)于現(xiàn)在產(chǎn)品，利于現(xiàn)場(chǎng)井漏的處理


圖1是反應(yīng)溫度對(duì)隨鉆防漏堵漏劑性能的影響示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例
本發(fā)明涉及控制反應(yīng)溫度的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，包括以下步驟
(a)將AM和AMPS進(jìn)行提純備用；
(b)稱取一定量的AA并將其水解，移入置于超級(jí)恒溫水浴中的反應(yīng)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，用10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值；
(e)通惰性氣體排氧并攪拌約一段時(shí)間后，加入引發(fā)劑；
(f)將溫度調(diào)至40°C 60°C，聚合反應(yīng)一定時(shí)間，即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
所述步驟(a)中，AM和AMPS通過乙醇進(jìn)行提純。
所述步驟(b)中，反應(yīng)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?dú)狻?br> 所述步驟(e)中，引發(fā)劑為過硫酸銨。
為了得到最佳的反應(yīng)溫度，本發(fā)明做了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件在單體配比 m(AMPS) m(AA) m(AM)為1: 2 7，引發(fā)劑為1. 5%，交聯(lián)劑NMBA為O. 3%，單體濃度為16. 7 %，pH為11，分別考察溫度為20 V (室溫)、30°C、40°C、50 V、60°C、70 V .對(duì)水膨體膨脹率的影響，結(jié)果如圖1所示，由圖1可以看出，水膨體的膨脹率隨著反應(yīng)溫度的增加先增大后減小，當(dāng)溫度為50°C時(shí)，膨脹率達(dá)到最大，為該反應(yīng)的較好溫度。當(dāng)溫度較低時(shí)，聚合反應(yīng)的產(chǎn)物分子量較大，交聯(lián)程度差，聚合物可溶部分多，吸液倍率??；在一定溫度范圍內(nèi)， 反應(yīng)溫度升高，有利于引發(fā)劑的分解和單體活性提高，聚合產(chǎn)物的分子量適中，吸液倍率增加；但當(dāng)溫度過高時(shí)，反應(yīng)熱難以除去，易造成局部產(chǎn)物自交聯(lián)，產(chǎn)物分子量分布加寬，降低吸液倍率。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)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(shù)實(shí)質(zhì)上對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.控制反應(yīng)溫度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(jìn)行提純備用；(b)稱取一定量的AA并將其水解，移入置于超級(jí)恒溫水浴中的反應(yīng)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，用10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值；(e)通惰性氣體排氧并攪拌約一段時(shí)間后，加入引發(fā)劑；(f)將溫度調(diào)至40°C 60°C，聚合反應(yīng)一定時(shí)間，即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制反應(yīng)溫度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(jìn)行提純。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制反應(yīng)溫度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(yīng)容器為三頸瓶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制反應(yīng)溫度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(quán)利要求1所述的控制反應(yīng)溫度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?dú)狻?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制反應(yīng)溫度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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的控制反應(yīng)溫度的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，其特征在于，所述步驟(f)中，反應(yīng)溫度調(diào)至50°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了控制反應(yīng)溫度的隨鉆防漏堵漏劑制備工藝，包括步驟(a)將AM和AMPS進(jìn)行提純備用；(b)稱取AA并將其水解，移入置于超級(jí)恒溫水浴中的反應(yīng)容器內(nèi)；(c)加入一定量的交聯(lián)劑；(d)加入AM和AMPS溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值；(e)通惰性氣體排氧并攪拌，加入引發(fā)劑；(f)將溫度調(diào)至40℃～60℃，聚合反應(yīng)一定時(shí)間，即得到目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明通過控制反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度，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(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)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(xiàng)性能均大大優(yōu)于現(xiàn)在產(chǎn)品，利于現(xiàn)場(chǎng)井漏的處理。
文檔編號(hào)C09K8/44GK102993370SQ20111029040
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者彭仕明 申請(qǐng)人:彭仕明