一種鉆井液用聚合物微球封堵劑及其制備方法技術(shù)

一種鉆井液用聚合物微球封堵劑，包含以下組分和重量份數(shù)：有機(jī)溶劑50?80份；水20?40份；聚合物10?16份；交聯(lián)劑3?5份；乳化劑0.5?0.9份；引發(fā)劑0.04?0.07份。將配方量的引發(fā)劑、乳化劑、有機(jī)溶劑依次置于反應(yīng)釜中，開(kāi)動(dòng)攪拌及電加熱，于70℃下反應(yīng)0.5?2h；把聚合物與水混合溶解后的水溶液緩慢滴加入反應(yīng)釜中，攪拌0.2h；加入交聯(lián)劑至反應(yīng)釜中，反應(yīng)4?6h；冷卻至常溫，用提取劑將得到的液體提取，抽濾、烘干，即能得到鉆井液用微球封堵劑。具有柔性與彈性，在壓差作用下可以變形，容易擠入不同級(jí)別的孔喉中形成典型的架橋封堵，與孔隙適應(yīng)性好，對(duì)孔隙或裂縫實(shí)現(xiàn)更加嚴(yán)密和結(jié)實(shí)的封堵，配伍性好、現(xiàn)場(chǎng)使用方便，適用于大斜度井、水平井、高密度鉆井液以及長(zhǎng)周期探井。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及鉆井液，尤其涉及一種鉆井液用聚合物微球封堵劑及其制備方法。
技術(shù)介紹
隨著資源勘探開(kāi)發(fā)的發(fā)展，我國(guó)深井鉆探的數(shù)量逐年增加，然后鉆探所遇到地層復(fù)雜多樣，容易發(fā)生井壁不穩(wěn)定的問(wèn)題。為了控制井壁失穩(wěn)，提高鉆探效率，防止鉆井液中的流體、固體顆粒和其他添加劑向地層漏失，需要加入封堵劑，對(duì)井壁巖石的空隙進(jìn)行有效封堵。現(xiàn)有封堵劑，多為剛性封堵顆粒，粒徑不可變，對(duì)裂縫、孔隙的封堵具有選擇性，封堵性并不理想，且與基漿的配伍性也不理想，用量大，成本高，限制了其應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種鉆井液用聚合物微球封堵劑，具有一定的柔性與彈性，在壓差作用下可以變形，容易擠入不同級(jí)別的孔喉中形成典型的架橋封堵，與孔隙適應(yīng)性好，對(duì)孔隙或裂縫實(shí)現(xiàn)更加嚴(yán)密和結(jié)實(shí)的封堵，配伍性好、現(xiàn)場(chǎng)使用方便，適用于大斜度井、水平井、高密度鉆井液以及長(zhǎng)周期探井。為了實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的目的，擬采用以下技術(shù)：一種鉆井液用聚合物微球封堵劑，其特征在于，其包含以下組分和重量份數(shù)：有機(jī)溶劑50-80份；水20-40份；聚合物10-16份；交聯(lián)劑3-5份；乳化劑0.5-0.9份；引發(fā)劑0.04-0.07份。其中，所述有機(jī)溶劑為環(huán)己烷、環(huán)己酮、二氯甲烷、四氯化碳、甲醇、乙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮中的一種或多種；所述聚合物為聚丙烯酰胺鹽、淀粉、纖維中的一種或多種；所述交聯(lián)劑為環(huán)氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷、二叔丁基過(guò)氧化物、過(guò)氧化氫二異丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基過(guò)氧化己烷、N,N'－亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或多種；所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈣、硫酸化蓖麻油、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇單棕櫚酸酯、失水山梨醇單月桂酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單油酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚三油酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單硬脂酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚三硬脂酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單棕櫚酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單月桂酸酯中的一種或多種；所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、亞硫酸氫鈉、偶氮二異丁腈中的一種或多種。一種鉆井液用聚合物微球封堵劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：a)將配方量的引發(fā)劑、乳化劑、有機(jī)溶劑依次置于反應(yīng)釜中，開(kāi)動(dòng)攪拌及電加熱，于70℃下反應(yīng)0.5-2h；b)把聚合物與水混合溶解后的水溶液緩慢滴加入反應(yīng)釜中，攪拌0.2h；c)加入交聯(lián)劑至反應(yīng)釜中，反應(yīng)4-6h；d)冷卻至常溫，用提取劑將得到的液體提取，抽濾、烘干，即能得到鉆井液用微球封堵劑。其中，所述提取劑為仲丁醇或氯化鉀溶液。本專利技術(shù)的有益效果是：聚合物微球封堵劑有一定的柔性與彈性，在壓差作用下可以變形，容易擠入不同級(jí)別的孔喉中形成典型的架橋封堵，與孔隙適應(yīng)性好，對(duì)孔隙或裂縫實(shí)現(xiàn)更加嚴(yán)密和結(jié)實(shí)的封堵。通過(guò)球狀粒子上的羥基、胺基、羧基吸附在漏失地層表面和鉆井液中般土表面，通過(guò)微球把般土與漏失表面橋接，形成一層致密的、可形變的膜起到封堵作用。具有封堵效果明顯，配伍性好、現(xiàn)場(chǎng)使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，推薦加量0.5％-1％，適用于大斜度井、水平井、高密度鉆井液以及長(zhǎng)周期探井。具體實(shí)施方式實(shí)施例一選取以下組分和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，有機(jī)溶劑50份；水20份；聚合物10份；交聯(lián)劑3份；乳化劑0.5份；引發(fā)劑0.04份；所述有機(jī)溶劑為環(huán)己烷，所述聚合物為聚丙烯酰胺鹽，所述交聯(lián)劑為環(huán)氧丙烷，所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈣的混合物，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨和過(guò)硫酸鉀的混合物；將配方量的引發(fā)劑、乳化劑、有機(jī)溶劑依次置于反應(yīng)釜中，開(kāi)動(dòng)攪拌及電加熱，于70℃下反應(yīng)2h；把聚合物與水混合溶解后的水溶液緩慢滴加入反應(yīng)釜中，攪拌0.2h；加入交聯(lián)劑至反應(yīng)釜中，反應(yīng)6h；冷卻至常溫，用提取劑將得到的液體提取，抽濾、烘干，得到鉆井液用微球封堵劑。實(shí)施例二選取以下組分和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，有機(jī)溶劑60份；水30份；聚合物12份；交聯(lián)劑4份；乳化劑0.7份；引發(fā)劑0.05份；所述有機(jī)溶劑為醋酸乙酯和醋酸丁酯的混合物，所述聚合物為纖維，所述交聯(lián)劑為2,5-二甲基-2,5二叔丁基過(guò)氧化己烷，所述乳化劑為失水山梨醇聚氧乙烯醚三油酸酯，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；將配方量的引發(fā)劑、乳化劑、有機(jī)溶劑依次置于反應(yīng)釜中，開(kāi)動(dòng)攪拌及電加熱，于70℃下反應(yīng)0.5h；把聚合物與水混合溶解后的水溶液緩慢滴加入反應(yīng)釜中，攪拌0.2h；加入交聯(lián)劑至反應(yīng)釜中，反應(yīng)4h；冷卻至常溫，用提取劑將得到的液體提取，抽濾、烘干，得到鉆井液用微球封堵劑。實(shí)施例三選取以下組分和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，有機(jī)溶劑70份；水25份；聚合物15份；交聯(lián)劑5份；乳化劑0.8份；引發(fā)劑0.07份；所述有機(jī)溶劑為丙酮，所述聚合物為聚丙烯酰胺鹽和淀粉的混合物，所述交聯(lián)劑為N,N'－亞甲基雙丙烯酰胺，所述乳化劑為失水山梨醇聚氧乙烯醚單月桂酸酯和失水山梨醇聚氧乙烯醚單棕櫚酸酯混合物，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀；將配方量的引發(fā)劑、乳化劑、有機(jī)溶劑依次置于反應(yīng)釜中，開(kāi)動(dòng)攪拌及電加熱，于70℃下反應(yīng)1h；把聚合物與水混合溶解后的水溶液緩慢滴加入反應(yīng)釜中，攪拌0.2h；加入交聯(lián)劑至反應(yīng)釜中，反應(yīng)5h；冷卻至常溫，用提取劑將得到的液體提取，抽濾、烘干，得到鉆井液用微球封堵劑。實(shí)施例四選取以下組分和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，有機(jī)溶劑80份；水40份；聚合物16份；交聯(lián)劑5份；乳化劑0.9份；引發(fā)劑0.05份；所述有機(jī)溶劑為環(huán)己酮、二氯甲烷和四氯化碳的混合物，所述聚合物為淀粉，所述交聯(lián)劑為二叔丁基過(guò)氧化物和過(guò)氧化氫二異丙苯的混合物，所述乳化劑為失水山梨醇三油酸酯和失水山梨醇單硬脂酸酯的混合物，所述引發(fā)劑為亞硫酸氫鈉；將配方量的引發(fā)劑、乳化劑、有機(jī)溶劑依次置于反應(yīng)釜中，開(kāi)動(dòng)攪拌及電加熱，于70℃下反應(yīng)0.5h；把聚合物與水混合溶解后的水溶液緩慢滴加入反應(yīng)釜中，攪拌0.2h；加入交聯(lián)劑至反應(yīng)釜中，反應(yīng)4h；冷卻至常溫，用提取劑將得到的液體提取，抽濾、烘干，得到鉆井液用微球封堵劑。對(duì)本專利技術(shù)制得的微球封堵劑進(jìn)行測(cè)試，各項(xiàng)參數(shù)及性能指標(biāo)結(jié)果如下：(一)抗溫性能：加樣漿在經(jīng)過(guò)120℃16h老化測(cè)試后，粘度變化不大，說(shuō)明可抗高溫。(二)不同微球加量下鉆井液穩(wěn)定性及流變性(僅列實(shí)施例一的結(jié)果以做說(shuō)明)：該試驗(yàn)中，基漿配方為：240mL油+6.0g有機(jī)土+15.0g脂肪酸聚酰胺乳化劑+6.0g多元酰胺聚合物提切劑+6.0g季銨鹽類潤(rùn)濕劑+6.0g氧化鈣+60mL濃度為25％的CaCl2水溶液，密度0.89g/cm3，老化溫度150℃，老化時(shí)間16h。在經(jīng)過(guò)150℃16h老化后，關(guān)鍵參數(shù)粘度變化不大，說(shuō)明其具有良好的穩(wěn)定性和流變性。進(jìn)一步測(cè)定上述五組鉆井液的中壓濾失和高溫高壓濾失性：老化后加樣漿的API和HTHP比基漿小，說(shuō)明封堵性好。(三)對(duì)多種封堵劑進(jìn)行對(duì)比測(cè)試：該試驗(yàn)中，基漿配方為：240mL油+6.0g有機(jī)土+15.0g脂肪酸聚酰胺乳化劑+6.0g多元酰胺聚合物提切劑+6.0g季銨鹽類潤(rùn)濕劑+6.0g氧化鈣+60mL濃度為25％的CaCl2水溶液，密度0.89g/cm3，老化溫度180℃，老化時(shí)間16h。結(jié)果表示，沒(méi)有添加任何降濾失劑的鉆井液，漏失量很大，幾乎全部漏失。添加微球封堵劑的鉆井液封堵率達(dá)到了50％以上，氧化瀝青接近50％，微球封堵劑與氧化瀝青復(fù)配體系封堵率介于兩者單獨(dú)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鉆井液用聚合物微球封堵劑，其特征在于，其包含以下組分和重量份數(shù)：有機(jī)溶劑50?80份；水20?40份；聚合物10?16份；交聯(lián)劑3?5份；乳化劑0.5?0.9份；引發(fā)劑0.04?0.07份；其中，所述有機(jī)溶劑為環(huán)己烷、環(huán)己酮、二氯甲烷、四氯化碳、甲醇、乙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮中的一種或多種；所述聚合物為聚丙烯酰胺鹽、淀粉、纖維中的一種或多種；所述交聯(lián)劑為環(huán)氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷、二叔丁基過(guò)氧化物、過(guò)氧化氫二異丙苯、2,5?二甲基?2,5二叔丁基過(guò)氧化己烷、N,N'－亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或多種；所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈣、硫酸化蓖麻油、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇單棕櫚酸酯、失水山梨醇單月桂酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單油酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚三油酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單硬脂酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚三硬脂酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單棕櫚酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單月桂酸酯中的一種或多種；所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、亞硫酸氫鈉、偶氮二異丁腈中的一種或多種。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鉆井液用聚合物微球封堵劑，其特征在于，其包含以下組分和重量份數(shù)：有機(jī)溶劑50-80份；水20-40份；聚合物10-16份；交聯(lián)劑3-5份；乳化劑0.5-0.9份；引發(fā)劑0.04-0.07份；其中，所述有機(jī)溶劑為環(huán)己烷、環(huán)己酮、二氯甲烷、四氯化碳、甲醇、乙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮中的一種或多種；所述聚合物為聚丙烯酰胺鹽、淀粉、纖維中的一種或多種；所述交聯(lián)劑為環(huán)氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷、二叔丁基過(guò)氧化物、過(guò)氧化氫二異丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基過(guò)氧化己烷、N,N'－亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或多種；所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈣、硫酸化蓖麻油、失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨醇單棕櫚酸酯、失水山梨醇單月桂酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單油酸...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋芳，陳馥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：成都西油華巍科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：四川;51