一種吸水膨脹堵漏材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種吸水型膨脹堵漏材料及其制備方法。所述堵漏材料的原料配比按如下質(zhì)量百分比計算：吸水膨脹材料30～60%，交聯(lián)劑5～20%，惰性材料30～55%。所制備方法括下列步驟：1）.按配方量分別準(zhǔn)備各組分原料；2）.在常溫、常壓條件下，將步驟1）的各原料組分混合攪拌均勻，得吸水型膨脹堵漏材料。本發(fā)明能在漏失地層發(fā)生吸水膨脹，進(jìn)而通過填充堵塞和擠緊壓實的雙重作用，對漏失地層形成穩(wěn)定、可靠、有效地優(yōu)異封堵；而且，它能夠在鉆井現(xiàn)場實現(xiàn)輕松、方便地配置，工藝簡單、易行，成本低；此外，它不會對水基鉆井液的性能造成影響，還能實現(xiàn)相對輕松、方便的解堵。
【專利說明】
一種吸水膨脹堵漏材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及油氣田鉆井用堵漏材料，具體是一種吸水膨脹堵漏材料，以及該堵漏材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鉆井迅速發(fā)展和鉆探區(qū)塊復(fù)雜性的增加，井漏出現(xiàn)的頻率越來越高，井漏問題日益突出。井漏是制約油氣田勘探開發(fā)速度的主要技術(shù)瓶頸，其造成鉆井液損失巨大，而且，儲層漏失對儲層損害引起的損失更是難以估量的。因此，如能較好的處理井漏問題，潛在的經(jīng)濟(jì)效益巨大，而堵漏材料則是井漏問題處理過程中必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)。
[0003]目前，鉆井作業(yè)的堵漏工藝中，常用的堵漏材料為橋堵材料。雖然，橋堵材料在堵漏工藝中取得了較好的應(yīng)用效果，但其存在封堵強(qiáng)度低、施工復(fù)雜、解堵困難、成本較高等技術(shù)問題，不夠穩(wěn)定、可靠和實用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既對水基鉆井液的性能不造成影響，又能以低成本、方便施工的特點穩(wěn)定、可靠地實現(xiàn)優(yōu)異封堵效果的吸水型膨脹堵漏材料，及該堵漏材料的制備方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種吸水型膨脹堵漏材料，所述堵漏材料的原料配比按如下質(zhì)量百分比計算:
吸水膨脹材料30?60%，
交聯(lián)劑5?20%，
惰性材料30?55%。
[0006]所述吸水膨脹材料為含有親水基團(tuán)的高分子樹脂。作為優(yōu)選，所述高分子樹脂為聚丙烯酰胺樹脂、聚多糖樹脂、酚醛樹脂、丙酸樹脂和脲醛樹脂中的一種或兩種以上的混合物。
[0007]所述交聯(lián)劑為苯磺酰氯、對甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、石油磺酸、苯酚、甲醛、硼砂、丁二醛、己二醛、氯化銨中的一種或兩種以上的混合物。
[0008]所述惰性材料為剛性材料和可變形材料的復(fù)合體;所述剛性材料為超細(xì)碳酸鈣和石英砂中的一種或它們的混合物;所述可變形材料為纖維材料和瀝青中的一種或它們的混合物。作為優(yōu)選，所述剛性材料的粒度為200?400目；所述可變形材料的粒度為40?400目。
[0009]上述吸水型膨脹堵漏材料的制備方法，包括下列步驟:
1).按配方量分別準(zhǔn)備各組分原料；
2).在常溫、常壓條件下，將步驟I)的各原料組分混合攪拌均勻，得吸水型膨脹堵漏材料。
[0010]本發(fā)明的有效益果是:本發(fā)明以高吸水膨脹特性的高吸水量樹脂(它是一種低交聯(lián)度的高分子量聚合物，不溶于水和有機(jī)溶劑，但遇水能吸收相當(dāng)于自身質(zhì)量的幾百至上千倍的水，從而發(fā)生體積膨脹，即便加壓后，仍能保留75?80%的水分)為主體，輔以相互協(xié)同、配伍的交聯(lián)劑和惰性材料配置成油氣田鉆井用的堵漏材料;該堵漏材料能在漏失地層發(fā)生吸水膨脹，進(jìn)而通過填充堵塞和擠緊壓實的雙重作用，對漏失地層形成穩(wěn)定、可靠、有效地優(yōu)異封堵效果;而且，該堵漏材料能夠在鉆井現(xiàn)場實現(xiàn)輕松、方便地配置，工藝簡單、易行，成本低;此外，該堵漏材料不會對水基鉆井液的性能造成影響，還能實現(xiàn)相對輕松、方便的解堵；由此可見，本發(fā)明具有成本低、工藝簡單、施工方便、封堵效果優(yōu)異、穩(wěn)定性好、可靠性高、解堵容易、實用性強(qiáng)等特點。
【具體實施方式】
[0011]為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合多個實施例對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步闡述。
[0012]實施例1
本發(fā)明為鉆井作業(yè)用的吸水型膨脹堵漏材料，其原料配比按如下質(zhì)量百分比計算:吸水膨脹材料40%;該吸水膨脹材料為含有親水基團(tuán)的高分子樹脂，具體為聚丙烯酰胺樹脂和聚多糖樹脂的混合物，即堵漏材料總質(zhì)量中的30%聚丙烯酰胺樹脂和10%聚多糖樹脂的混合物得40%吸水膨脹材料；
交聯(lián)劑10%;該交聯(lián)劑為己二醛；
惰性材料50% ；該惰性材料為剛性材料-碳酸鈣和可變形材料-瀝青、纖維材料的復(fù)合體，即是碳酸鈣、瀝青和纖維材料的復(fù)合物，在漏材料總質(zhì)量中，15%瀝青、10%纖維材料和25%碳酸鈣混合得50%惰性材料，其中瀝青為50?100目，纖維材料為150?200目，碳酸鈣為200?400 目。
[0013]上述吸水型膨脹堵漏材料的制備方法包括下列步驟:
1).按配方量分別準(zhǔn)備各組分原料;準(zhǔn)備混合設(shè)備；
2).在常溫、常壓條件下，將步驟I)的各原料組分放進(jìn)混合設(shè)備中，進(jìn)行混合攪拌，直至均勻，得水基鉆井液的吸水型膨脹堵漏材料。
[0014]本實施例所得堵漏材料進(jìn)行了實驗測試，實驗結(jié)果表明:上述吸水型膨脹堵漏材料的吸水膨脹倍數(shù)為8，在水基鉆井液中分散性能良好，對縫寬為I?2mm的裂縫能形成穩(wěn)定、可靠、有效地封堵，堵漏過程中自身的濾失量很小，裂口處膠結(jié)致密，能夠快速封堵裂縫。
[0015]實施例2
本發(fā)明為鉆井作業(yè)用的吸水型膨脹堵漏材料，其原料配比按如下質(zhì)量百分比計算:吸水膨脹材料50%;該吸水膨脹材料為含有親水基團(tuán)的高分子樹脂，具體為聚酚醛樹脂和脲醛樹脂的混合物，即堵漏材料總質(zhì)量中的20%聚酚醛樹脂和30%脲醛樹脂的混合物得50%吸水膨脹材料；
交聯(lián)劑15% ；該交聯(lián)劑為氯化銨和石油磺酸的混合物，即堵漏材料總質(zhì)量中的5%氯化銨和10%石油磺酸的混合物得15%交聯(lián)劑；
惰性材料35% ；該惰性材料為剛性材料-碳酸鈣和可變形材料-瀝青、纖維材料的復(fù)合體，即是碳酸鈣、瀝青和纖維材料的復(fù)合物，在漏材料總質(zhì)量中，10%瀝青、10%纖維材料和15%碳酸鈣混合得35%惰性材料，其中瀝青為50?100目，纖維材料為200?300目，碳酸鈣為200?400 目。
[0016]上述吸水型膨脹堵漏材料的制備方法包括下列步驟:
1).按配方量分別準(zhǔn)備各組分原料;準(zhǔn)備混合設(shè)備；
2).在常溫、常壓條件下，將步驟I)的各原料組分放進(jìn)混合設(shè)備中，進(jìn)行混合攪拌，直至均勻，得水基鉆井液的吸水型膨脹堵漏材料。
[0017]本實施例所得堵漏材料進(jìn)行了實驗測試，實驗結(jié)果表明:上述吸水型膨脹堵漏材料的吸水膨脹倍數(shù)為9，在水基鉆井液中分散性能良好，對縫寬為2?3mm的裂縫能形成穩(wěn)定、可靠、有效地封堵，堵漏過程中自身的濾失量很小，裂口處膠結(jié)致密，能夠快速封堵裂縫。
[0018]實施例3
本發(fā)明為鉆井作業(yè)用的吸水型膨脹堵漏材料，其原料配比按如下質(zhì)量百分比計算:吸水膨脹材料60%;該吸水膨脹材料為含有親水基團(tuán)的高分子樹脂，具體為脲醛樹脂；交聯(lián)劑10%;該交聯(lián)劑為硼砂和硫酸乙酯的混合物，即堵漏材料總質(zhì)量中的5%硼砂和5%硫酸乙酯的混合物得10%交聯(lián)劑；
惰性材料30%;該惰性材料為剛性材料-石英砂和可變形材料-瀝青、纖維材料的復(fù)合體，即是石英砂、瀝青和纖維材料的復(fù)合物，在漏材料總質(zhì)量中，5%瀝青、10%纖維材料和15%石英砂混合得30%惰性材料，其中瀝青為50?100目，纖維材料為200?300目，石英砂為100?300目。
[0019]上述吸水型膨脹堵漏材料的制備方法包括下列步驟:
1).按配方量分別準(zhǔn)備各組分原料;準(zhǔn)備混合設(shè)備；
2).在常溫、常壓條件下，將步驟I)的各原料組分放進(jìn)混合設(shè)備中，進(jìn)行混合攪拌，直至均勻，得水基鉆井液的吸水型膨脹堵漏材料。
[0020]本實施例所得堵漏材料進(jìn)行了實驗測試，實驗結(jié)果表明:上述吸水型膨脹堵漏材料的吸水膨脹倍數(shù)為8.5，在水基鉆井液中分散性能良好，對縫寬為I?2mm的裂縫能形成穩(wěn)定、可靠、有效地封堵，堵漏過程中自身的濾失量很小，裂口處膠結(jié)致密，能夠快速封堵裂縫。
[0021 ] 實施例4
本發(fā)明為鉆井作業(yè)用的吸水型膨脹堵漏材料，其原料配比按如下質(zhì)量百分比計算:吸水膨脹材料45%;該吸水膨脹材料為含有親水基團(tuán)的高分子樹脂，具體為丙烯酸樹月旨、聚丙烯酰胺樹脂和酚醛樹脂的混合物，即堵漏材料總質(zhì)量中的20%丙烯酸樹脂、10%聚丙烯酰胺和15%酸醛樹脂的混合物得45%吸水膨脹材料；
交聯(lián)劑18%;該交聯(lián)劑為丁二醛、己二醛和硼砂的混合物，即堵漏材料總質(zhì)量中的5% 丁二醛、3%己二醛和10%硼砂的混合物得18%交聯(lián)劑；
惰性材料37%;該惰性材料為剛性材料-碳酸鈣、石英砂和可變形材料-瀝青、纖維材料的復(fù)合體，即是碳酸鈣、石英砂、瀝青和纖維材料的復(fù)合物，在漏材料總質(zhì)量中，7%瀝青、10%石英砂、10%纖維材料和10%碳酸鈣混合得37%惰性材料，其中瀝青為50?100目，纖維材料為150?200目，碳酸鈣為200?400目，石英砂為100?300目。
[0022]上述吸水型膨脹堵漏材料的制備方法包括下列步驟:
1).按配方量分別準(zhǔn)備各組分原料;準(zhǔn)備混合設(shè)備；
2).在常溫、常壓條件下，將步驟I)的各原料組分放進(jìn)混合設(shè)備中，進(jìn)行混合攪拌，直至均勻，得水基鉆井液的吸水型膨脹堵漏材料。
[0023]本實施例所得堵漏材料進(jìn)行了實驗測試，實驗結(jié)果表明:上述吸水型膨脹堵漏材料的吸水膨脹倍數(shù)為9.5，在水基鉆井液中分散性能良好，對縫寬為3?4mm的裂縫能形成穩(wěn)定、可靠、有效地封堵，堵漏過程中自身的濾失量很小，裂口處膠結(jié)致密，能夠快速封堵裂縫。
[0024]以上各實施例僅用以說明本發(fā)明，而非對其限制；盡管參照上述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:本發(fā)明依然可以對上述各實施例進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，例如，吸水膨脹材料所選用的高分子樹脂可以是單一的聚丙烯酰胺樹脂、聚多糖樹脂、酚醛樹脂、丙酸樹脂或脲醛樹脂，也可以是它們中的兩種以上的混合物;又例如交聯(lián)劑所選用的材料可以是單一的苯磺酰氯、對甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、石油磺酸、苯酚、甲醛、硼砂、丁二醛、己二醛或氯化銨，也可以是它們中的兩種以上的混合物。而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種吸水型膨脹堵漏材料，其特征在于，所述堵漏材料的原料配比按如下質(zhì)量百分比計算: 吸水膨脹材料30?60%， 交聯(lián)劑5?20%， 惰性材料30?55%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述吸水型膨脹堵漏材料，其特征在于，所述吸水膨脹材料為含有親水基團(tuán)的尚分子樹脂。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述吸水型膨脹堵漏材料，其特征在于，所述高分子樹脂為聚丙烯酰胺樹脂、聚多糖樹脂、酚醛樹脂、丙酸樹脂和脲醛樹脂中的一種或兩種以上的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述吸水型膨脹堵漏材料，其特征在于，所述交聯(lián)劑為苯磺酰氯、對甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、石油磺酸、苯酚、甲醛、硼砂、丁二醛、己二醛、氯化銨中的一種或兩種以上的混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述吸水型膨脹堵漏材料，其特征在于，所述惰性材料為剛性材料和可變形材料的復(fù)合體;所述剛性材料為超細(xì)碳酸鈣和石英砂中的一種或它們的混合物;所述可變形材料為纖維材料和瀝青中的一種或它們的混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述吸水型膨脹堵漏材料，其特征在于，所述剛性材料的粒度為200?400目。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述吸水型膨脹堵漏材料，其特征在于，所述可變形材料的粒度為40?400目。8.—種權(quán)利要求1所述吸水型膨脹堵漏材料的制備方法，包括下列步驟: 1).按配方量分別準(zhǔn)備各組分原料； 2).在常溫、常壓條件下，將步驟I)的各原料組分混合攪拌均勻，得吸水型膨脹堵漏材料。
【文檔編號】C09K8/42GK106047318SQ201610462691
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】周成華, 胡德云, 楊國興, 逯貴廣, 王權(quán)陽, 袁俊秀, 朱魁, 李堯, 羅朝東, 張珍, 曾藝, 陳建君, 樊志剛, 王猛, 熊雪蓮, 龔貴嵩
【申請人】中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司, 中石化西南石油工程有限公司鉆井工程研究院