专利名称：一种抗高温随钻堵漏剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种抗高温随钻堵漏剂及其制备方法，属油田化学钻井液处理剂技术领域。
背景技术：
在钻井过程中的防漏堵漏一直是钻井工作者研究的主题之一，漏失常常会导致卡钻、井喷、井塌等一系列井下复杂情况的发生，严重制约着钻井速度的提高。储层钻进过程中的漏失也对油气层保护有着负面影响，国内外对井漏处理所采用的技术一般是“防堵并重”，在堵漏方面，一般采用桥接堵漏、剪切稠化液堵漏、高吸水性材料堵漏、液体套管等适合用于渗透性和裂缝性漏失；用裸眼遮隔管封闭漏层、凝胶堵漏和一些传统堵漏方法适用于溶洞性漏失。国内外现有的单向压力封闭剂、桥接堵漏剂、高失水堵漏剂、柴油膨润土水泥堵漏、重晶石塞堵漏、凝胶和树脂堵漏剂、水泥浆堵漏剂及它们的复配使用对付渗透性漏失，堵漏成功率达90%以上。上述现有技术和所使用的堵漏剂基本不属于随钻堵漏范畴，堵漏剂在进入漏层前，需要停钻进行堵漏，延长作业时间，减缓钻井速度，因此，随钻堵漏剂被提出并得到广泛研究。但现有的随钻堵漏剂的研究主要集中在多种材料的混合复配，产品粒径较大，如专利 200410037657. I是以植物纤维、石灰石粉和油溶树脂复配而成的随钻堵漏剂，其颗粒平均粒径为80 20目；专利200810115975. 3是以果壳粉、石灰石粉和油溶性树脂三种组分复合成的，其主要组分颗粒的平均粒径为100目；随钻801堵漏剂是以刨花楠、腐植酸、羧甲基纤维素等10多种高分子化合物复配而成的(一种新型钻井防漏堵漏剂的研究与应用.钻井液与完井液，2006，23 (3) :42-44)。也有聚合物类随钻堵漏剂，但都是采用水溶液聚合得到的吸水树脂，产品需要进一步的干燥，造粒后才能使用，由于设备的限制，产品粒径无法达到微米级以下，且抗温能力不足。如专利200910216732. 3是以高分子吸水树脂作为随钻堵漏剂，该剂适用地层范围为2 3千米，井底温度120°C以内；专利200810224440. X的随钻堵漏剂是采用水溶液聚合得到的吸水树脂复合其他材料制备而成；专利20091026736. I 是采用水溶液聚合制备而成的一种吸水树脂随钻堵漏剂。虽然现有随钻堵漏剂已经在现场应用并取得了一定的效果，但由于油气资源开发的不断深入，深井超深井不断增多，现有随钻堵漏剂难以满足日益苛刻的现场要求，尤其是深井超深井中高温高压地层的漏失仍无有效的解决办法。而且从渗漏地层的特征看，形成渗漏的通道都是岩石的孔隙和微裂缝，其径向尺寸为微米以上至毫米级以下级别，而随钻堵漏剂的颗粒尺寸必须与孔径相匹配才能达到较好的封堵效果。
发明内容
本发明的目的是针对目前钻井过程中存在的漏失问题，提供一种可以随钻堵漏， 不影响泥浆性能且能降低滤失量，抗温可达180°C，承压堵漏效果显著的抗高温随钻堵漏剂。
本发明的另一个目的是提供一种随钻堵漏剂的制备方法，该方法制备出的随钻堵漏剂为粒径可控的微球状粉末产品，可直接用于随钻堵漏，使用方便，易于推广。本发明是通过下述技术方案加以实现本发明是由油溶单体A、油溶交联剂B、偶氮类引发剂和有机过氧化氢类引发剂和水在乳化剂的作用下配制成稳定乳液，在发生聚合反应后得到粉末M ;将M用溶胀剂溶胀后，加入水溶单体C、水溶交联剂D及还原类引发剂，在室温下聚合完成后，即可得到抗高温随钻堵漏剂。上述油溶单体A为苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种；上述油溶交联剂B为I，4- 二乙烯基苯；上述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种；上述有机过氧化氢类引发剂为过氧化羟基异丙苯、特丁基过氧化氢中的一种；上述乳化剂为十TK烧基二甲基漠化按、十_■烧基硫酸纳中的一种；上述溶胀剂为正辛醇、正己烷中的一种；上述水溶单体C为丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的至少一种；上述水溶交联剂D为N，N- 二甲基丙烯酰胺、N, N- 二乙基丙烯酰胺中的一种；上述还原类引发剂为硫酸亚铁、焦亚硫酸钠中的一种；其中，溶单体A、油溶交联剂B、偶氮类引发剂和有机过氧化氢类引发剂按质量比为 10 : 0.5 2 O. 2 O. 8 O. 3 I。抗高温随钻堵漏剂的制备方法，包括以下步骤①将油溶单体A、油溶交联剂B、偶氮类弓I发剂和有机过氧化氢类引发剂按质量比为10 O. 5 2 O. 2 O. 8 O. 3 I混合均匀，形成分散相待用；②将乳化剂配制成I. O 2. 0g/100mL H2O的水溶液作为连续相待用；③将步骤①得到的分散相滴加入步骤②得到的连续相中，配置成60 80%的浓乳液，在40 60°C下聚合6 8h得到粉末M，并称取质量为粉末MO. 4 O. 6倍的溶胀剂， 加入到粉末M中溶胀2 5h待用；④将质量为粉末M5 15%的水溶单体C与以水溶单体C质量的O. 5 I倍的水溶交联剂D混合配置成10 20%的水溶液待用；⑤将质量为水溶单体ClO 25%的无机还原类引发剂配置成3. 6 25%的水溶液待用；⑥将步骤③得到的溶胀后的粉末M加入步骤④的水溶液中，在搅拌状态下加入步骤⑤的水溶液，室温下聚合3 5min后反应结束，收集产物，得到抗高温随钻堵漏剂。本发明的随钻堵漏剂为粉末状产品，具有较高的抗温性，抗温可达180°C，可用于深井超深井的随钻堵漏；对于渗透性漏失、微米级裂缝和孔隙的漏失能快速有效封堵，避免重复性漏失；可参与滤饼形成，保持井壁稳定；能显著降低钻井液滤失量，减少储层污染； 不影响钻井液的流变性，与各种钻井液体系有良好的配伍性，表现出较好的综合性能。
图I为本发明在扫描电子显微镜下的微观形态图。
具体实施例方式实施例I :将O. 3g的十六烷基三甲基溴化铵溶于30mL水中，完全溶解后在持续搅拌状态下加入70g的苯乙烯、3. 5g的二乙烯基苯、3. Og的偶氮二异丁腈引发剂和3. 6g的过氧化轻基异丙苯引发剂的混合液，待加料完毕形成乳液后将体系升温到50°C，聚合8h后得到粉末后，称取10. Og粉末加入到5. Og正辛醇中；然后将I. 5g的丙烯酰胺和I. Og的N’ N-亚甲基双丙烯酰胺溶解于15. OmL的水溶液中，加入到被正辛醇溶胀2h的聚苯乙烯粉末中，混合均匀后，在搅拌状态下加入O. 20g硫酸亚铁的5. OmL水溶液，3min内反应完成，得到抗高温随钻堵漏剂。实施例2 将O. 3g的十六烷基三甲基溴化铵溶于30mL水中，完全溶解后在持续搅拌状态下加入70g的苯乙烯、7. Og的二乙烯基苯、3. Og的偶氮二异丁腈引发剂和3. 6g的过氧化轻基异丙苯引发剂的混合液，待加料完毕形成乳液后将体系升温到55°C，聚合7h后得到粉末后，称取10. Og粉末加入到6. Og正辛醇中；然后将I. 5g的丙烯酰胺和I. Og的N’ N-亚甲基双丙烯酰胺溶解于15. OmL的水溶液中，加入到被正辛醇溶胀5h的聚苯乙烯粉末中，混合均匀后，在搅拌状态下加入O. 20g硫酸亚铁的5. OmL水溶液，3min内反应完成，得到抗高温随钻堵漏剂。实施例3 7 :步骤与实施例I相同，反应物及用量表如表I所示表I 一种抗高温随钻堵漏剂及其制备方法实施例
组分实施例34567单体A苯乙烯70g70g60g60g75g丙烯酸丁酯IOg甲基丙烯酸甲酯13g1,4-二乙烯基苯10.5g16g10.5g7.0g15g偶氮类交联剂偶氮二异丁腈3g3g5.5g偶氮二异庚腈1.46g5.84g
权利要求
1.一种抗高温随钻堵漏剂，其特征是由油溶单体A、油溶交联剂B、偶氮类引发剂和有机过氧化氢类引发剂和水在乳化剂的作用下配制成稳定乳液，在发生聚合反应后得到粉末 M ;将粉末M用溶胀剂溶胀后，加入水溶单体C、水溶交联剂D及还原类引发剂，在室温下聚合完成后，即可得到抗高温随钻堵漏剂。
2.根据权利要求I所述的一种抗高温随钻堵漏剂，其特征是油溶单体A为苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种。
3.根据权利要求I或2所述的一种抗高温随钻堵漏剂，其特征是油溶交联剂B为 1,4-二乙烯基苯。
4.根据权利要求I所述的一种抗高温随钻堵漏剂，其特征是偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种。
5.根据权利要求I或2所述的一种抗高温随钻堵漏剂，其特征是有机过氧化氢类引发剂为过氧化羟基异丙苯或特丁基过氧化氢。
6.根据权利要求I或2所述的一种抗高温随钻堵漏剂，其特征是乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基硫酸钠。
7.根据权利要求I或2所述的一种抗高温随钻堵漏剂，其特征是溶胀剂为正辛醇或正己烷。
8.根据权利要求I或2所述的一种抗高温随钻堵漏剂，其特征是水溶单体C为丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的任意一种或其组合。
9.根据权利要求I所述的一种抗高温随钻堵漏剂，其特征是水溶交联剂D为N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N- 二乙基丙烯酰胺中的一种。
10.根据权利要求I或2所述的一种抗高温随钻堵漏剂，其特征是还原类引发剂为硫酸亚铁、焦亚硫酸钠中的一种。
11.一种抗高温随钻堵漏剂的制备方法，其特征是包括以下步骤①将油溶单体A、油溶交联剂B、偶氮类引发剂和有机过氧化氢类引发剂按质量比为 10 :0. 5 2 :0. 2 O. 8 :0. 3 I混合均匀，形成分散相待用；②将乳化剂配制成I.(Γ2. 0g/100mL H2O的水溶液作为连续相待用；③将步骤①得到的分散相滴加入步骤②得到的连续相中，配置成6(Γ80%的浓乳液， 在4(T60°C下聚合6 8h得到粉末M，并称取质量为粉末MO. 4^0. 6倍的溶胀剂，加入到粉末 M中溶胀2 5h待用；④将质量为粉末M5 15%的水溶单体C，以水溶单体C质量的O.5^1倍的水溶交联剂D 混合配置成1(Γ20%的水溶液待用；⑤将质量为水溶单体C1(T25%的无机还原类引发剂配置成3.6^25%的水溶液待用；⑥将步骤③得到的溶胀后的粉末M加入步骤④的水溶液中，在搅拌状态下加入步骤⑤ 的水溶液，室温下聚合3 5min后反应结束，收集产物，得到抗高温随钻堵漏剂。
全文摘要
本发明涉及一种抗高温随钻堵漏剂及其制备方法，属油田化学钻井液处理剂技术领域，由油溶单体A、油溶交联剂B、偶氮类引发剂和有机过氧化氢类引发剂和水在乳化剂的作用下配制成稳定乳液，在发生聚合反应后得到粉末M；将M用溶胀剂溶胀后，加入水溶单体C、水溶交联剂D及还原类引发剂，在室温下聚合完成后，即可得到抗高温随钻堵漏剂，本发明产品为粉末状，具有较高的抗温性，抗温可达180℃，可用于深井超深井的随钻堵漏；对于渗透性漏失、微米级裂缝和孔隙的漏失能快速有效封堵，避免重复性漏失；可参与滤饼形成，保持井壁稳定；能显著降低钻井液滤失量，减少储层污染；不影响钻井液的流变性，与各种钻井液体系有良好的配伍性，表现出较好的综合性能。
文档编号C08F257/02GK102603985SQ201110318379
公开日2012年7月25日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者周亚贤, 孙举, 张丽君, 王中华, 王建莉, 郑志军, 郭建华 申请人:中国石化集团中原石油勘探局钻井工程技术研究院, 中国石油化工股份有限公司