1.本说明书实施例涉及地质钻探及石油钻井堵漏技术领域，特别涉及一种环保自降解堵漏材料及其制备方法。
背景技术：
2.井漏是钻井工程中工作流体漏失到地层中的一种井下复杂情况，是钻井作业中最普遍、最常遇到的复杂难题之一。钻井作业中，一旦发生漏失，不仅延误钻井时间，损失钻井液、破坏油气层，影响地质录井工作的正常进行，而且还可能造成井壁失稳从而引发井塌、卡钻、井喷等一系列复杂情况与事故，如若处理不当的话，还会导致井眼报废，使得经济产生重大损失。然而，在各种类型的堵漏材料中，适用于处理严重井漏的堵漏材料并不多，采用的主要手段仍是以水泥为主的无机胶凝堵漏剂、复合桥堵剂和少部分化学堵剂，对于常规井漏的处理仍以桥接堵漏材料和水泥为主。
3.目前应用最为广泛的降解性聚合物是聚丙烯酰胺，但其吸水速度太快，用于堵漏作业时，容易造成泵送困难，并且会影响钻井液性能，其中部分堵漏剂由于颗粒过大无法进入漏层，从而导致堵漏效果的削弱。在对一些大裂缝、高渗透地层，此材料的强度达不到堵漏要求，因此单独使用聚合物凝胶体系进行堵漏作业，效果并不理想，而且聚丙烯酰胺类降解速度慢，时间长、使用过多会对环境造成不良的影响。因此本专利发明一种新型可自降解的堵漏材料，大大提高降解速率，可有效封堵大裂缝、高渗透地层以及井下复杂情况。
技术实现要素：
4.本发明克服了现有技术的不足，提供了一种环保自降解堵漏材料及其制备方法。解决了堵漏效率低、降解速率慢等问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种环保自降解堵漏材料，该环保自降解堵漏材料以质量份计，包括以下原料：水90—115份，烯基单体15—40份，羧甲基纤维素钠盐0—10份，水溶性淀粉0—12份，酸度中和剂0.3—3份，交联剂0.2—0.9份，引发剂0.5—7份，降解助剂0.5—1份，降解激活剂0.3—0.8份，材料补强剂3—15份。
6.进一步地，上述环保自降解堵漏材料以质量份计，包括以下原料：水95—105份，烯基单体15—40份，羧甲基纤维素钠盐1—9份，水溶性淀粉2—10份，酸度中和剂0.5—2份，交联剂0.4—0.7份，引发剂2—5份，降解助剂0.6—0.9份，降解激活剂0.4—0.7份，材料补强剂5—12份。
7.根据本发明优选的，所述的烯基单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、n甲基二烯丙基胺、烯丙基聚氧乙烯醚中的一种或者两者以上组合；进一步优选的，所述的烯基单体为甲基丙烯酰胺或n甲基二烯丙基胺。
8.根据本发明优选的，所述酸度中和剂为氢氧化钠。
9.根据本发明优选的，所述交联剂为n，n
，-亚甲基双丙烯酰胺或对苯乙烯磺酸钠。
10.根据本发明优选的，所述引发剂为过硫酸铵与亚硫酸氢钠的混合物，混合物中过
硫酸铵与亚硫酸氢钠的质量比为1:1。
11.根据本发明优选的，所述降解助剂为聚天冬胺酸。
12.根据本发明优选的，所述降解激活剂为氯化钠、氯化钙、氯化钾中的一种或两种以上混合。
13.根据本发明优选的，所述材料补强剂为坚果壳、云母、蛭石1:1混合。
14.一种环保自降解堵漏材料的制备方法，包括一下步骤：（1）将水溶性淀粉置于水中，加入羧甲基纤维素钠盐充分搅拌，置于恒温水浴中制成糊状基液；（2）将烯基单体、酸度中和剂、引发剂、交联剂置于水中，调节ph，在40—50℃下反应10—15min，得到反应基液；（3）将得到的糊状基液与反应基液同时置于水中，加入降解助剂、降解激活剂，充分反应后，加入材料补强剂搅拌，得到初始产物；（4）将得到的初始产物，烘干、粉碎，过20—60目筛网，裹覆一层囊壳材料，再次烘干、干燥得到环保自降解堵漏材料。
15.根据本发明优选的，所述步骤（1）中，恒温水浴温度为60—80℃，反应时间为2—5h。
16.根据本发明优选的，所述步骤（2）中，调节ph采用质量浓度为15%的氢氧化钠水溶液调节ph为6.5。
17.根据本发明优选的，所述步骤（3）中，反应温度为80℃，反应时间为20min，搅拌时间为10min。
18.根据本发明优选的，所述步骤（4）中，所述的囊壳材料为石蜡、蜂蜡、固化油、硬脂酸、日本蜡、可变形树脂中的一种或两种混合，优选石蜡。
19.通过上述技术方案，本发明环保自降解堵漏材料利用两种以上烯基单体反应的基础上，加入淀粉，使得到的最终材料具有很好的自降解性，且环保不污染环境；另外加入材料补强剂，提高了环保自降解堵漏材料的强度和稳定性，另外，使用囊壳材料裹覆堵漏材料，使其随钻和泥浆一同泵至漏层位置，一定时间后，在地层温度下，石蜡熔化放出堵漏材料，在其他条件协同下完成堵漏。另外，本发明成本廉价、简单易制，且不需要停钻，大幅度降低了井漏处理时间和费用，为节约钻井成本有重大意义。
具体实施方式
20.下面将本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经过改进或润饰的所有其它实施例，都属于本发明保护范围。
21.下面结合实施例进一步说明本发明有益效果。
22.实施例1配方为：水96份，烯基单体16份，羧甲基纤维素钠盐3份，水溶性淀粉2份，酸度中和剂0.7份，交联剂0.4份，引发剂2份，降解助剂0.6份，降解激活剂0.4份，材料补强剂7份。
23.配制：（1）将2份水溶性淀粉置于水中，加入3份羧甲基纤维素钠盐充分搅拌20min，置于
60℃水浴中制成糊状基液，然后取16份烯基单体、0.7酸度中和剂、2份引发剂、0.4份交联剂置于水中，调节ph为6.5，在40℃下反应10min，得到反应基液；（2）将得到的糊状基液与反应基液同时置于60℃的水中，加入0.6份降解助剂、0.4份降解激活剂，充分反应后20min，加入7份材料补强剂搅拌10min，得到初始产物；（3）将得到的初始产物，烘干、粉碎，过20目筛网，裹覆一层囊壳材料（石蜡），再次烘干、干燥得到自降解堵漏材料。
24.实施例2配方为：水98份，烯基单体27份，羧甲基纤维素钠盐7份，水溶性淀粉6份，酸度中和剂1份，交联剂0.5份，引发剂3.5份，降解助剂0.75份，降解激活剂0.5份，材料补强剂10份。
25.配制：（1）将6份水溶性淀粉置于水中，加入7份羧甲基纤维素钠盐充分搅拌20min，置于70℃水浴中制成糊状基液，然后取27份烯基单体、1酸度中和剂、3.5份引发剂、0.5份交联剂置于水中，调节ph为6.5，在40℃下反应10min，得到反应基液；（2）将得到的糊状基液与反应基液同时置于60℃的水中，加入0.75份降解助剂、0.5份降解激活剂，充分反应后20min，加入10份材料补强剂搅拌10min，得到初始产物；（3）将得到的初始产物，烘干、粉碎，过40目筛网，裹覆一层囊壳材料（石蜡），再次烘干、干燥得到自降解堵漏材料。
26.实施例3配方为：水103份，烯基单体39份，羧甲基纤维素钠盐9份，水溶性淀粉10份，酸度中和剂2份，交联剂0.7份，引发剂5份，降解助剂0.8份，降解激活剂0.7份，材料补强剂12份。
27.配制：（1）将10份水溶性淀粉置于水中，加入9份羧甲基纤维素钠盐充分搅拌20min，置于80℃水浴中制成糊状基液，然后取39份烯基单体、2酸度中和剂、5份引发剂、0.7份交联剂置于水中，调节ph为6.5，在40℃下反应10min，得到反应基液；（2）将得到的糊状基液与反应基液同时置于60℃的水中，加入0.8份降解助剂、0.7份降解激活剂，充分反应后20min，加入12份材料补强剂搅拌10min，得到初始产物；（3）将得到的初始产物，烘干、粉碎，过60目筛网，裹覆一层囊壳材料（石蜡），再次烘干、干燥得到自降解堵漏材料。
28.对比例1配方为：水97份，烯基单体18份，水溶性淀粉2份，酸度中和剂0.7份，交联剂0.4份，引发剂2.5份，降解助剂0.6份，降解激活剂0.4份。
29.配制：（1）将2份水溶性淀粉置于水中，充分搅拌20min，置于60℃水浴中制成糊状基液，然后取18份烯基单体、0.7酸度中和剂、2.5份引发剂、0.4份交联剂置于水中，调节ph为6.5，在40℃下反应10min，得到反应基液；（2）将得到的糊状基液与反应基液同时置于60℃的水中，加入0.6份降解助剂、0.4份降解激活剂，充分反应后20min，搅拌10min，得到初始产物；（3）将得到的初始产物，烘干、粉碎，过20目筛网，裹覆一层囊壳材料（石蜡），再次烘干、干燥得到自降解堵漏材料。
30.对比例2配方为：水100份，烯基单体30份，羧甲基纤维素钠盐6份，水溶性淀粉7份，酸度中和剂1份，交联剂0.5份，引发 剂3.5份，降解助剂0.75份，降解激活剂0.5份。
31.配制：（1）将7份水溶性淀粉置于水中，加入6份羧甲基纤维素钠盐充分搅拌20min，置于75℃水浴中制成糊状基液，然后取30份烯基单体、1酸度中和剂、3.5份引发剂、0.5份交联剂置于水中，调节ph为6.5，在60℃下反应10min，得到反应基液；（2）将得到的糊状基液与反应基液同时置于60℃的水中，加入0.75份降解助剂、0.5份降解激活剂，充分反应后20min，剂搅拌10min，得到初始产物；（3）将得到的初始产物，烘干、粉碎，过40目筛网，裹覆一层囊壳材料（石蜡），再次烘干、干燥得到自降解堵漏材料。
32.对比例3配方为：水110份，烯基单体40份，水溶性淀粉10份，酸度中和剂1.8份，交联剂0.7份，引发剂5份，降解助剂0.8份，降解激活剂0.7份，材料补强剂10份。
33.配制：（1）将10份水溶性淀粉置于水中，充分搅拌20min，置于85℃水浴中制成糊状基液，然后取40份烯基单体、1.8份酸度中和剂、5份引发剂、0.7份交联剂置于水中，调节ph为6.5，在70℃下反应10min，得到反应基液；（2）将得到的糊状基液与反应基液同时置于60℃的水中，加入0.8份降解助剂、0.7份降解激活剂，充分反应后20min，加入10份材料补强剂搅拌10min，得到初始产物；（3）将得到的初始产物，烘干、粉碎，过60目筛网，裹覆一层囊壳材料（石蜡），再次烘干、干燥得到自降解堵漏材料。
34.检测：对上述各实施例和对比例所制备的成品进行防漏堵漏性能检测，具体的检测结果见表1其中，缝板承压能力采用qd-2型堵漏材料实验装置测定（专利号为201911216643.9的中国专利记载）；堵漏率的测定方法采用可视砂床(型号是fa可视砂床) 进行测定；渗透率恢复率的测定方法按照标准sy/t 5358-2010进行测定；降解时间的测定方法是：将制作的材料放入烧杯中，加入一定量的清水，密封，在60℃温度条件下进行自己降解。
35.表1：性能缝板承压能力（mpa）堵漏率（%）渗透率（%）降解时间（d）实施例15.098992实施例25.398982.5实施例35.298992对比例12.685828对比例22.886808对比例32.887798.5
通过表1的结果可以看出，采用本发明的实施例自降解堵漏材料和本发明各组分之间的配比，使得本发明原料之间相互协同作用得到最大优化；本发明的实施例自降解堵漏材料缝板承压能力可达到5mpa以上，堵漏率、渗透率均达到95%以上，同时降解时间短，能够在3天内完全自降解，性能效果好。
36.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其他的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。