一种复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂及其制备方法与应用与流程

文档序号:34770094发布日期:2023-07-13 14:21阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,包括有机-无机杂化高温悬浮组分和有机微交联超高温悬浮组分,两者质量比为1:1.9-2.5;其中,所述有机-无机杂化高温悬浮组分包括表面接枝亲水基团的无机矿物材料和表面阳离子单体改性的无机矿物材料,两者质量比为8.6-9.2:1。

2.根据权利要求1所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述表面接枝亲水基团的无机矿物材料是利用硅烷偶联剂及含有碳碳双键的功能单体对无机矿物材料进行表面接枝制得的;

3.根据权利要求2所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述表面接枝亲水基团的无机矿物材料是通过包括如下步骤的制备方法制得:

4.根据权利要求3所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,利用ph调节剂调节所述悬浊液的ph值至6-7。

5.根据权利要求3所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述ph调节剂包括氢氧化钠(naoh)水溶液和/或稀盐酸。

6.根据权利要求3所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,补充水调整悬浊液中的固相含量为15-23wt%。

7.根据权利要求3所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述保护气体包括高纯氮气或高纯氩气。

8.根据权利要求3所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾或偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的一种或多种。

9.根据权利要求3所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述自由基聚合反应的温度为45-60℃,时间为3-4h。

10.根据权利要求3所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述制备方法还包括:停止通入保护气体,加入阻聚剂,同时升温至70-90℃并保持20-40min,以终止自由基聚合反应,反应结束后,冷却至室温,再经高速离心、清水洗涤、干燥磨细得到所述表面接枝亲水基团的无机矿物材料;

11.根据权利要求1-3任一项所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述无机矿物材料包括膨润土、凹凸棒土及海泡石,三者的质量比为12-15:5-8:1。

12.根据权利要求2或3所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。

13.根据权利要求2或3所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述大分子功能单体包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸钠中的一种或两种。

14.根据权利要求2或3所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述酰胺基功能单体包括n,n’-二甲基丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺中的一种或两种。

15.根据权利要求1所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述表面阳离子单体改性的无机矿物材料是利用阳离子表面活性剂对无机矿物材料进行表面活性剂改性制得的。

16.根据权利要求15所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述表面阳离子单体改性的无机矿物材料是通过包括如下步骤的制备方法制得:

17.根据权利要求16所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述恒温超声条件为:于50-70r/min、30℃条件下,超声10-15min。

18.根据权利要求16或17所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述无机矿物材料包括膨润土、凹凸棒土及海泡石,三者的质量比为12-15:5-8:1。

19.根据权利要求16或17所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述阳离子表面活性剂包括十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种的组合。

20.根据权利要求1所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述有机微交联超高温悬浮组分是由含有碳碳双键的功能单体在交联剂作用下通过自由基聚合制得的;

21.根据权利要求20所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述大分子功能单体包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸钠中的一种或两种。

22.根据权利要求20或21所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述酰胺基功能单体包括n,n’-二甲基丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺中的一种或两种;

23.根据权利要求20-22任一项所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述有机微交联超高温悬浮组分是通过包括如下步骤的制备方法制得:

24.根据权利要求23所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,利用ph调节剂调节第二均匀混合物的ph值至6-7。

25.根据权利要求23所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述ph调节剂包括氢氧化钠水溶液和/或稀盐酸。

26.根据权利要求23所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,补充水使第二均匀混合物的固含量为15-18wt%。

27.根据权利要求23所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述保护气体包括高纯氮气或高纯氩气。

28.根据权利要求23所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾或偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的一种或多种。

29.根据权利要求23所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述自由基聚合反应的温度为45-55℃,时间为5-6h。

30.根据权利要求23所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,所述制备方法还包括:停止通入保护气体,加入阻聚剂,同时升温至70-90℃并保持20-40min,以终止自由基聚合反应,反应结束后,冷却至室温出料,再经喷雾干燥后即制得所述有机微交联超高温悬浮组分;

31.根据权利要求1-30任一项所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂,其特征在于,以所述复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂的总重量为100%计,其原料包含15.9-19.2%的无机矿物材料、4.3-5.2%的硅烷偶联剂、1.2-1.5%的阳离子表面活性剂,余量为含有碳碳双键的功能单体以及交联剂;其中,大分子功能单体的含量为35.1-38.5%、酰胺基功能单体的含量为15.5-17.4%、甲基丙烯酸羟乙酯的含量为1.4-1.7%、丙烯酰胺的含量为11.2-12.2%、甲基丙烯酸的含量为7.5-8.2%以及交联剂的含量为1.9-2.0%。

32.权利要求1-31任一项所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂的制备方法,其特征在于,包括:

33.根据权利要求32所述的制备方法,其特征在于,s1中,表面接枝亲水基团的无机矿物材料的制备包括:

34.根据权利要求32所述的制备方法,其特征在于,s1中,表面接枝亲水基团的无机矿物材料的制备包括:

35.根据权利要求32所述的制备方法,其特征在于,s2中,有机微交联超高温悬浮组分的制备包括:

36.一种冲洗隔离液体系,其特征在于,所述冲洗隔离液体系包括权利要求1-31任一项所述的复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂。

37.权利要求36所述的冲洗隔离液体系在深井、超深井、大位移水平井固井施工中的应用。

38.一种深井、超深井、大位移水平井固井施工方法,其特征在于,所述方法利用权利要求36所述的冲洗隔离液体系。


技术总结
本发明提供了一种复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂及其制备方法与应用,所述复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂包括有机‑无机杂化高温悬浮组分和有机微交联超高温悬浮组分,两者质量比为1:1.9‑2.5;其中,所述有机‑无机杂化高温悬浮组分包括表面接枝亲水基团的无机矿物材料和表面阳离子单体改性的无机矿物材料,两者质量比为8.6‑9.2:1。本发明所提供的该复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂为一种低温条件下易掺混、粘度低,高温、超高温(200℃)环境下切力大、悬浮能力强,既可有效悬浮冲洗隔离液体系中的固相颗粒、防止游离液产生和密度波动,还能保证其流变性、可泵性和冲洗效率的高效复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂。

技术研发人员:吕斌,徐明,靳建洲,于永金,曲从锋,齐奉忠,张华,刘子帅,张弛,张海志,张佳滢,徐璞,夏修建,冯宇思,周崇峰,郭玉超,张晓兵,丁志伟,张顺平,周琛洋
受保护的技术使用者:中国石油天然气集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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