一種防返吐堵漏劑及其制備方法和應用技術

本發明專利技術為一種防返吐堵漏劑及其制備方法和應用。所述的防返吐堵漏劑按重量份數比由以下組分組成：改性自乳化環氧樹脂包裹砂20-30；超細碳酸鈣10-20；纖維水鎂石15-25；非滲透劑NPL-2?35-55。本發明專利技術的防返吐堵漏劑堵漏效果顯著，能有效提高封堵層的防反排能力，可與任意鉆井液體系配伍使用，使用環境寬松，而且經濟成本適中，易于推廣應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于石油鉆井工程中的堵漏劑及其制備方法和應用。更具體地說，本專利技術涉及一種可有效提高封堵層的防反排能力的防返吐堵漏劑及其制備方法和應用。
技術介紹
井漏的處理是石油鉆井中的難點，井漏既耗費鉆井時間，又損失鉆井液，增加鉆井成本，甚至可誘發卡鉆、井噴等一系列嚴重的復雜問題。橋接堵漏技術處理井漏，因其使用方便，施工安全，得以推廣使用。橋接堵漏材料一般為顆粒狀、片狀和纖維狀材料。在堵漏作業中，這三類材料以適當的比例、級配復合使用。CN101089116A公開了一種鉆井液用自適應防漏堵漏劑，由預交聯聚合物顆粒、植物纖維等組成，自適應防漏堵漏劑通過各組分之間的協同效應，形成了封堵率高、填充加固能力強的封堵層。CN1064096A公開了一種由刨花楠粉、腐值酸鉀、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺和海帶粉等高分子聚合物組成的鉆井堵漏劑，遇水后能迅速發生交聯熟化反應，形成網狀結構，從而實現對漏失通道的堵塞。但是，橋接堵漏材料往往忽視了材料所形成的封堵層的抗反排能力，惰性的橋接材料之間一般沒有膠結能力，正向承壓可將橋接材料擠入裂縫的尖端，使封堵層具有一定的正向承壓能力，但在起鉆、停泵等生產過程中，由于激動壓力等因素的影響，漏層處形成一定的負壓，在地層壓力作用下堵漏材料發生“返吐”，漏失通道重新打開，堵漏作業失敗。如在某某地區，已鉆的22 口井中有17 口井發生了不同程度的井漏，漏失次數多達62次，井漏發生后多采用橋接堵漏，其中多口井堵漏施工后頻繁出現堵漏材料“返吐”，重復堵漏，反復漏失問題，嚴重滯約了生產進度，增加了鉆井風險，需要解決堵漏材料的“返吐”難題。 橋接材料形成的封堵層抗返排能力差，一旦井底壓力發生波動，橋接材料極易“返吐”，致使堵漏作業失敗。
技術實現思路
為了克服橋接堵漏存在的“堵后返吐”性漏失的缺陷，提高封堵層的抗“返吐”能力，本專利技術申請人經過調研和室內大量實驗，開發出一種新型的架橋顆粒材料，替代傳統的架橋材料，與常規封堵、充填材料合理配伍出橋接防返吐堵漏劑，從根本上解決“井漏返吐”問題。本專利技術之一的防返吐堵漏劑是這樣實現的:本專利技術的防返吐堵漏劑按重量份數比由以下組分組成:改性自乳化環氧樹脂包裹砂20-30;超細碳酸鈣10-20 ；纖維水鎂石15-25 ；非滲透劑NPL-235-55。在具體實施中，所述改性自乳化環氧樹脂包裹砂為改性自乳化環氧樹脂包裹石英砂構成，其中改性自乳化環氧樹脂和石英砂的重量比為:改性自乳化環氧樹脂占2-50% ;石英砂占50-98%。所述改性自乳化環氧樹脂由環氧樹脂分子上引入強親水基團制成。所述的環氧樹脂分子為雙酚A型環氧樹脂；所述的強親水基團選自下列物質之一:羧基、磺酸基、羥基、氨基、酰胺基、醚基或磺酰基，其中優選為羧基；所述的強親水基團通過常規的自由基接枝改性法引入到環氧樹脂分子鏈中。所述的超細碳酸鈣顆粒過320目篩。所述的超細碳酸鈣、纖維水鎂石、非滲透劑NPL-2均為市售處理劑。本專利技術之二的防返吐堵漏劑的制備方法是這樣實現的:所述的制備方法包括如下步驟:(I)先采用自由基接枝改性法對雙酚A型環氧樹脂進行水化改性，得到改性自乳化環氧樹脂；(2)隨后取10-30目石英砂，并將其加熱至80_200°C ；(3)在機械攪拌中，向熱的石英砂中加入改性自乳化環氧樹脂，持續攪拌100-120分鐘； (4)逐漸降低石英砂和改性自乳化環氧樹脂混合物溫度至40-120°C，降溫過程中加入潛伏型固化劑(固化劑占改性自乳化環氧樹脂質量的16-22% )、潤滑劑(潤滑劑占改性自乳化環氧樹脂質量的3-7% )，并攪拌90-120分鐘后，冷卻上述混合物，粉碎后即為改性自乳化環氧樹脂包裹砂；(5)然后將改性自乳化環氧樹脂包裹砂與超細碳酸鈣、纖維水鎂石及非滲透劑NPL-2按比例通過機械攪拌混合均勻。在上述的第(I)步驟中，通過自由基接枝改性法向環氧樹脂分子鏈中引入了羧酸、磺酸等功能性基團。自由基接枝改性法是利用雙酚A型環氧樹脂分子鏈中的亞甲基活性較大，在過氧化苯甲酰作用下形成自由基，與丙烯酸、馬來酸酐等單體共聚，達到將強親水基團羧基接枝到環氧樹脂分子鏈中的目的，再將羧酸基團中和成羧酸鹽后就可制得能自乳化的環氧樹脂。改性自乳化環氧樹脂具有彈塑性，可增大顆粒間的接觸面，從而提高砂巖顆粒的承壓能力；該樹脂具有一定的水乳性，在水溶液中顆粒之間可以很好的粘結，粘結作用增強了由其形成的封堵層的防“返吐”能力。在上述的第(4)步驟中，所述的固化劑選自:多元胺，改性多元胺，酸酐，酚醛樹月旨、聚酯樹脂、氨基樹脂、聚硫橡膠、聚酰胺、聚乙烯醇，叔胺，咪唑，BF3。其中，多元胺的分子式為CnHm(NH2) k，2 < η < 18，m+k = 2n+l，其中m、n、k均為自然數；改性多元胺的分子式為CnHm(NH2) kRr，2 < η < 18，其中m+k+r = 2n+l，m、n、k、r均為自然數，R為烷基基團；酸酐為乙酸酐；所述的潤滑劑為硅烷偶聯劑或者硬脂酸鈣((C17H35COO) 2Ca)。其中，硅烷偶聯劑可以選自 KH550、KH560、KH570、KH792、DL602 或 DL171，優先選用 KH550。本專利技術之三的防返吐堵漏劑的應用是這樣實現的:本專利技術的防返吐堵漏劑可與任意鉆井液體系配伍使用。具體實施中，可以在所述的鉆井液基漿100重量份加入3 22份、優選3 12份的防返吐堵漏劑。本專利技術的防返吐堵漏劑可有效提高封堵層的防反排能力。在室內試驗中，以基漿為100重量份，在基漿中加入3 22份的防返吐堵漏劑，其抗返排能力可提高2 3.5MPa。石油鉆井行業中橋接堵漏適用的漏失，皆可使用該防返吐堵漏劑進行封堵；不宜采用傳統橋接材料封堵的“堵后返吐”性漏失，采用該防返吐劑尤為有效。而且該劑可與任意鉆井液體系配伍使用，使用環境寬松，經濟成本適中。因此，本專利技術防返吐堵漏劑的具體作用效果可歸納為:I有效提高封堵層的防反排能力，對于“堵后返吐”性漏失具有良好的堵漏作用。2減少由于鉆井施工中引起的激動壓力等造成的橋接材料返排發生“復漏”的風險。3與各種鉆井液體系有良好的配伍性。具體實施例方式實施例1在IL高溫高壓反應釜中加入IOOg雙酚A型環氧樹脂，如本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種防返吐堵漏劑，其特征在于，所述的防返吐堵漏劑按重量份數比由以下組分組成：改性自乳化環氧樹脂包裹砂??20?30；超細碳酸鈣????????????????10?20；纖維水鎂石????????????????15?25；非滲透劑NPL?2?????????????35?55。

【技術特征摘要】
1.一種防返吐堵漏劑，其特征在于，所述的防返吐堵漏劑按重量份數比由以下組分組成: 改性自乳化環氧樹脂包裹砂20-30 ； 超細碳酸鈣10-20 ； 纖維水鎂石15-25 ； 非滲透劑NPL-235-55。2.根據權利要求1所述的防返吐堵漏劑，其特征在于: 所述改性自乳化環氧樹脂包裹砂為改性自乳化環氧樹脂包裹石英砂構成，其中改性自乳化環氧樹脂和石英砂的重量比為:改性自乳化環氧樹脂占2-50% ;石英砂占50-98%。3.根據權利要求2所述的防返吐堵漏劑，其特征在于: 所述改性自乳化環氧樹脂由環氧樹脂分子上引入強親水基團制成。4.根據權利要求3所述的防返吐堵漏劑，其特征在于: 所述的環氧樹脂分子為雙酚A型環氧樹脂； 所述的強親水基團選自下列物質之一:羧基、磺酸基、羥基、氨基、酰胺基、醚基或磺酰基; 所述的強親水基團通過自由基接枝改性法引入到環氧樹脂分子鏈中。5.根據權利要求4所述的防返吐堵漏劑，其特征在于: 所述的強親水基團為羧基； 所述的超細碳酸鈣顆粒過320目篩。6.根據權利要求5所述的防返吐堵漏劑，其特征在于: 所述的防返吐堵漏劑是通過下述的方法制備的: (1)先采用自由基接枝改性法對雙酚A型環氧樹脂進行水化改性，得到改性自乳化環氧樹脂； (2)隨后取10-30目石英砂，并將其加熱至80-200°C； (3)在機械攪拌中，向熱的石英砂中加入改性自乳化環氧樹脂，持續攪拌100-120分鐘； (4)逐漸降低石英砂和改性自乳化環氧樹脂混合物溫度至40-120°C，降溫過程中加入占改性自乳化環氧樹脂質量的16-22%的潛伏型固化劑、占改性自乳化環氧樹脂質量的3-7%的潤滑劑，并攪拌90-120分鐘后，冷卻上述混合物，粉碎后即為改性自乳化環氧樹脂包裹砂； (5)然后將改性自乳化環氧樹脂包裹砂與超細碳酸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：石秉忠，徐江，張國，梅春桂，劉金華，劉四海，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院，
類型：發明
國別省市：