專利名稱：抗溫、無(wú)交聯(lián)、可降解的凝膠堵漏劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程材料，特別是抗溫、無(wú)交聯(lián)、可降解的凝膠堵漏劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
鉆井用堵漏材料是鉆井防漏堵漏過(guò)程中必不可少的物質(zhì)，鉆井防漏堵漏的成功率，直接取決于堵漏材料性能的優(yōu)劣。在我國(guó)，60年代就開(kāi)始應(yīng)用堵漏材料處理井漏，并開(kāi)展了一些基礎(chǔ)研究工作。70年代及以前整個(gè)時(shí)期均屬于原始堵漏階段，在這段時(shí)期，處理井漏所采用的方法是見(jiàn)漏就堵，以采用高粘度鉆井液加橋堵(鋸末、云母、稻草、泥球、磚塊等)材料和打水泥塞等方法為主。由于對(duì)漏層性質(zhì)的認(rèn)識(shí)有限，加之堵漏材料和方法單一， 往往造成井漏處理失敗。80年代是我國(guó)鉆井防漏堵漏技術(shù)的發(fā)展時(shí)期，橋接堵漏材料的研究應(yīng)用拉開(kāi)了這個(gè)發(fā)展階段的序幕，各種化學(xué)堵劑、高失水堵劑、混合堵漏稠漿等新型堵劑應(yīng)運(yùn)而生，為對(duì)付各種類型的井漏、提高處理井漏的成功率提供了有效手段。90年代以來(lái)， 防漏堵漏劑大范圍應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，注重了堵漏材料的系列化、規(guī)格化和商品化。單一的橋接堵漏材料轉(zhuǎn)化成了復(fù)活堵漏材料，提高了堵漏效率，注重了油氣層的保護(hù)，開(kāi)發(fā)了一系列的具有產(chǎn)層保護(hù)作用的堵漏劑，把鉆井防漏堵漏技術(shù)推上了一個(gè)新的水平。然而，在各種類型的堵漏劑中，適用于處理嚴(yán)重井漏的堵漏劑并不多，采用的主要手段仍是以水泥為主的無(wú)機(jī)膠凝堵漏劑、復(fù)合橋堵劑和少部分化學(xué)堵劑，對(duì)于常規(guī)井漏的處理仍以橋接堵漏材料和水泥為主。其缺點(diǎn)是因?yàn)檫@些材料是通過(guò)在裂縫口處堆積，濾失后顆粒的固結(jié)來(lái)發(fā)揮暫堵作用，所以容易出現(xiàn)在靜堵后下鉆遇阻現(xiàn)象，需要活動(dòng)管柱才能順暢以及在起下鉆、振動(dòng)、液流沖刷等條件下容易發(fā)生再次漏失等情況，有效期短。同時(shí)，此類堵漏材料在提鉆過(guò)程及漏層出現(xiàn)壓力增大的情況下，極易出現(xiàn)從裂縫口重新返回至井筒的情況，造成堵漏失敗；存在于井筒內(nèi)的堵漏材料由于不能降解或降解不徹底，在之后的施工作業(yè)中對(duì)產(chǎn)油通道及油層造成污染，造成嚴(yán)重傷害。從防漏堵漏工藝技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)來(lái)看，井漏的預(yù)防和產(chǎn)層的保護(hù)將日益受到人們的重視，因此，更加行之有效的防漏劑和適用于產(chǎn)層保護(hù)的堵漏劑將是今后幾年內(nèi)的發(fā)展方向。另外，新型的凝膠堵漏劑的推廣應(yīng)用也是當(dāng)前防漏堵漏工作中的一項(xiàng)重要任務(wù)，只有充分發(fā)展新技術(shù)的作用，才能推動(dòng)我國(guó)防漏堵漏工作的進(jìn)一步發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述提及的技術(shù)問(wèn)題，提供一種抗溫、無(wú)交聯(lián)、可降解的凝膠堵漏劑及其制備方法，包括如下步驟第一步締合單體順丁烯二酸單十六烷基酯鈉鹽的合成將占混合反應(yīng)體系總質(zhì)量12 14%的順丁烯二酸酐溶解在49 56. 5%甲苯溶劑中，加入沈 30%的正十六醇，并加入0. 5 1 %的催化劑對(duì)甲基苯磺酸鈉在60 80°C 進(jìn)行反應(yīng)6 8小時(shí)，然后用5 6%的氫氧化鈉進(jìn)行中和反應(yīng)1 2小時(shí)后，冷卻至室溫，過(guò)濾后得到的固體即為順丁烯ニ酸單十六烷基酯鈉鹽。第二步凝膠堵漏劑的合成1、使用去離子水配制質(zhì)量百分比濃度為10 12%的氫氧化鈉溶液，將丙烯酸中 和至80 90%的中和度，部分中和后的溶液中即包含陰離子単體丙烯酸和陰離子単體丙 烯酸鈉。2、依次加入合成好的締合單體順丁烯ニ酸單十六烷基酯鈉鹽、陰離子単體對(duì)乙烯 基苯磺酸鈉、丙烯酰胺，并加去離子水混合，形成混合反應(yīng)體系；混合體系中按氫氧化鈉、丙 烯酸、締合單體順丁烯ニ酸單十六烷基酯鈉鹽、陰離子單體對(duì)乙烯基苯磺酸鈉、丙烯酰胺的 總質(zhì)量100%計(jì)，其中氫氧化鈉占總質(zhì)量的6 8%、丙烯酸占總質(zhì)量的13 16%、締合單 體順丁烯ニ酸單十六烷基酯鈉鹽占總質(zhì)量的6 8%，陰離子単體對(duì)乙烯基苯磺酸鈉占總 質(zhì)量的5 8%，丙烯酰胺単體根據(jù)先加入物質(zhì)的比例進(jìn)行調(diào)整，可占總質(zhì)量的60 70%。 再加去離子水混合，所需加去離子水的量按如下比例添加，(上述混合體系中所含的固體物 質(zhì)的質(zhì)量和)(去離子水，包含氫氧化鈉溶液中的水)為(30 40%) (70 60%)， 控制混合反應(yīng)體系溫度在10 30°C。向混合反應(yīng)體系中加入占體系總質(zhì)量0. 1 0.5%的 氧化還原體系引發(fā)劑(過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨亞硫酸氫鈉=1 1)和占體系總質(zhì)量0.1 0.5%偶氮類引發(fā)劑引發(fā)劑(偶氮ニ異丁腈)進(jìn)行多級(jí)引發(fā)。保溫反應(yīng)4 6小吋，反應(yīng)溫 度控制80 95°C。第三步后處理反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)造粒、干燥、粉碎、包裝后得到凝膠堵漏劑。通過(guò)上述方法制備的凝膠堵漏劑，其分子結(jié)構(gòu)為
權(quán)利要求
1. 一種抗溫、無(wú)交聯(lián)、可降解的凝膠堵漏劑，其特征在于其分子結(jié)構(gòu)為:^
2.—種權(quán)利要求1所述的抗溫、無(wú)交聯(lián)、可降解的凝膠堵漏劑的制備方法，其特征在于，包括下述步驟a.以混合反應(yīng)體系總質(zhì)量百分百計(jì)，將12 14%的順丁烯二酸酐溶解在49 56.5% 有機(jī)溶劑中，加入26 30%的醇，并加入0. 5 1 %的催化劑反應(yīng)，然后用5 6%的堿溶液進(jìn)行中和，冷卻至室溫，過(guò)濾后得到的固體順丁烯二酸單十六烷基酯鈉鹽；b.使用去離子水配制質(zhì)量百分比濃度為10 12%的堿溶液，將丙烯酸中和至80 90%的中和度；c.向步驟b所得混合液中依次加入步驟a所得締合單體順丁烯二酸單十六烷基酯鈉鹽、對(duì)乙烯基苯磺酸鈉、丙烯酰胺，并加去離子水混合，形成混合反應(yīng)體系；以混合反應(yīng)體系總質(zhì)量百分百計(jì)，其中堿占總質(zhì)量的6 8%、丙烯酸占總質(zhì)量的13 16%、順丁烯二酸單十六烷基酯鈉鹽占總質(zhì)量的6 8%，對(duì)乙烯基苯磺酸鈉占總質(zhì)量的5 8%，丙烯酰胺占總質(zhì)量的60 70% ；再加去離子水混合，所需加去離子水的量按如下比例添加，上述混合體系中所含的固體物質(zhì)的質(zhì)量和水為30 40% 70 60%，控制混合反應(yīng)體系溫度在 10 30°C ；向混合反應(yīng)體系中加入占體系總質(zhì)量0. 1 0. 5%的氧化還原體系引發(fā)劑和占體系總質(zhì)量0. 1 0. 5%偶氮類引發(fā)劑進(jìn)行多級(jí)引發(fā)，保溫反應(yīng)4 6小時(shí)，反應(yīng)溫度控制 80 95 ；d.后處理反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)造粒、干燥、粉碎、包裝后得到凝膠堵漏劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述抗溫、無(wú)交聯(lián)、可降解的凝膠堵漏劑的制備方法，其特征在于， 包括下述步驟a.以混合反應(yīng)體系總質(zhì)量百分百計(jì)，將12 14%的順丁烯二酸酐溶解在49 56.5% 甲苯溶劑中，加入26 30%的正十六醇，并加入0. 5 的催化劑對(duì)甲基苯磺酸鈉在 60 80°C進(jìn)行反應(yīng)6 8小時(shí)，然后用5 6%的氫氧化鈉進(jìn)行中和反應(yīng)1 2小時(shí)后，冷卻至室溫，過(guò)濾后得到的固體即為順丁烯二酸單十六烷基酯鈉鹽；b.使用去離子水配制質(zhì)量百分比濃度為10 12%的氫氧化鈉溶液，將丙烯酸中和至 80 90%的中和度；c.向步驟b所得混合液中依次加入步驟a所得順丁烯二酸單十六烷基酯鈉鹽、對(duì)乙烯基苯磺酸鈉、丙烯酰胺，并加去離子水混合，形成混合反應(yīng)體系；混合體系中按氫氧化鈉、丙烯酸、締合單體順丁烯二酸單十六烷基酯鈉鹽、陰離子單體對(duì)乙烯基苯磺酸鈉、丙烯酰胺的總質(zhì)量100%計(jì)，其中氫氧化鈉占總質(zhì)量的6 8%、丙烯酸占總質(zhì)量的13 16%、締合單·體順丁烯二酸單十六烷基酯鈉鹽占總質(zhì)量的6 8%，陰離子單體對(duì)乙烯基苯磺酸鈉占總質(zhì)量的5 8 %，丙烯酰胺單體占總質(zhì)量的60 70%;再加去離子水混合，所需加去離子水的量按如下比例添加，上述混合體系中所含的固體物質(zhì)的質(zhì)量和水為30 40% 70 60%，控制混合反應(yīng)體系溫度在10 30°C ；向混合反應(yīng)體系中加入占體系總質(zhì)量0. 1 0. 5%的氧化還原體系引發(fā)劑和占體系總質(zhì)量0. 1 0. 5%偶氮類引發(fā)劑進(jìn)行多級(jí)引發(fā)，保溫反應(yīng)4 6小時(shí)，反應(yīng)溫度控制80 95°C ；d.后處理反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)造粒、干燥、粉碎、包裝后得到凝膠堵漏劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述抗溫、無(wú)交聯(lián)、可降解的凝膠堵漏劑的制備方法，其特征在于， 所述引發(fā)劑為氧化還原體系引發(fā)劑和偶氮類引發(fā)劑，其中引發(fā)劑在反應(yīng)體系中所占的質(zhì)量百分比為0. 1 0. 5%的氧化還原體系引發(fā)劑和占體系總質(zhì)量0. 1 0. 5%偶氮類引發(fā)劑進(jìn)行多級(jí)引發(fā)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述抗溫、無(wú)交聯(lián)、可降解的凝膠堵漏劑的制備方法，其特征在于， 所述氧化還原體系引發(fā)劑為質(zhì)量比1 1的過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨與亞硫酸氫鈉，所述偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抗溫、無(wú)交聯(lián)、可降解的凝膠堵漏劑及其制備方法，本發(fā)明所提供的凝膠堵漏劑具有超寬溫度適應(yīng)性，能夠適應(yīng)25～180℃的溫度范圍，滿足油田施工的要求；本產(chǎn)品溶解速度快，溶解后形成剪切稀釋性很好的結(jié)構(gòu)型凝膠，是可以泵送和流動(dòng)的液體，無(wú)需交聯(lián)，真正的流體堵漏，施工方便；產(chǎn)品全部溶解于水，全過(guò)程不產(chǎn)生沉淀和絮狀不溶物，降解后也不會(huì)產(chǎn)生不溶物，易于返排或無(wú)需返排，對(duì)儲(chǔ)層無(wú)傷害；本產(chǎn)品安全環(huán)保通過(guò)多級(jí)引發(fā)保溫合成，因此產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率高，穩(wěn)定性好，對(duì)地層無(wú)任何毒性傷害，能更好的保護(hù)產(chǎn)層。
文檔編號(hào)C08F222/14GK102358771SQ20111022307
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者白小丹, 羅于建, 鄭焰 申請(qǐng)人:北京愛(ài)普聚合科技有限公司