CN102993361A

CN102993361A - 一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺

Info

Publication number: CN102993361A
Application number: CN 201110290236
Authority: CN
Inventors: 蔡雨江
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明公开了一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺，包括步骤：(a)将AM和AMPS进行提纯备用；(b)称取AA并将其水解，移入置于超级恒温水浴中的反应容器内；(c)加入一定量的交联剂；(d)加入AM和AMPS溶液，且按照质量计，AMPS∶AA∶AM＝1∶2∶7，将反应体系pH值调至7；(e)通惰性气体排氧并搅拌，加入引发剂；(f)将温度调至反应温度，聚合反应一定时间，即得到目标产物。本发明通过控制反应过程中的单体质量比，从而能成功制备出随钻防漏堵漏剂，且生产效率高，生产工艺简单，操作简单，大大降低了生产成本，且生产出的随钻防漏堵漏剂各项性能均大大优于现在产品，利于现场井漏的处理。

Description

一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺

技术领域

本发明涉及一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺。

背景技术

井漏是在石油、天然气勘探开发的钻井、固井、测试或修井等各种井下作业过程中，工作的流体(包括钻井液、水泥浆、完井液及其它工作液)在压差的作用下，漏失到地层中的一种井下复杂情况，是钻井工程中最普遍、最常见的技术难题之一。之所以称它为一种井下复杂情况，是因为它的发生多数不是人为造成的，不以人的意志为转移，当然，这种说法不够准确。假如遇到能够产生井漏的漏失通道，但采取了相应的有效措施，那么就有可能不会产生井漏，至少可以大大地降低漏失程度。其次，即使地层所存在的细微孔隙不致于产生井漏，但当其所采取的一些措施不适应于实际条件时，例如施工压力超过地层的破裂压力，也会造成严重井漏，其直观表现在地面泥浆罐液面下降，或井口钻井液返出量小于泵正常排量，或井口无钻井液返出。

井漏是钻井过程中常见的井下复杂情况之一，它不仅会耗费钻井时间，损失泥浆，而且有可能引起卡钻、井喷、井塌等一系列复杂情况，甚至导致井眼报废，造成重大经济损失。

国外早在40年代即已重视井漏防治技术的研究；到50年代，有关井漏机理和防漏堵漏机理的研究、漏层测试方法及堵漏工艺技术均有较大的发展；60～70年代开展了堵漏模拟试验装置和漏失机理的研究，逐步掌握了各种漏失地区的漏层特点和漏失规律，各种堵漏方法和堵漏工艺日趋成熟，堵漏成功率明显提高；80～90年代开发出了一系列具有储层保护作用的复合堵漏剂，堵漏成功率再一次提高；注重了对井漏的理论研究，对堵漏试验设备、堵漏工具的研究发展到很高水平。

为提高钻井工作效率，减少作业时间和泥浆等工作液的损失，减少对储层的伤害等以获取最大的经济效益，随钻堵漏工艺的出现为解决这一问题提供了方法，它是在钻井工程中随钻随堵的一种堵漏技术。

随钻堵漏剂是国内外近年研制的、使用效果很好的一类新型堵漏剂。目前已有随钻801堵漏剂，它是以刨花楠粉(一种含植物胶的木材经粉碎而成，它含有纤维素、木质素、聚戊糖等)、腐植酸盐、羧甲基纤维素等多种高分子化合物经科学方法复配处理而成的粉状产品。NFU堵漏剂，它是以楠木根粉(一种含植物胶的竹叶兰灌木丛树根，经粉碎而成)、腐植酸高价金属盐、淀粉羧甲基钠、聚丙烯酰胺等多种高分子化合物经科学方法复配并配以不同品种、不同粒度、不同加量的惰性材料而成的粉状或粒状产品。NFDF8012堵漏剂，它是以楠木根粉、腐植酸高价金属盐或其衍生物、铵甲基纤维素、聚丙烯酰胺、皮革粉等多种高分子化合物经科学配方、科学方法复配而成并配加不同量、不同粒度、不同品种的惰性材料而成的粉状或粒状产品。这些随钻堵漏剂已在全国23个省、区的地质煤田、冶金、有色、核工业、石油、化工、建材等行业的300多个单位应用。

近年来，国内外在防漏堵漏技术的研究与应用方面发展较快，研制出了多种堵漏材料，开发了多种防漏堵漏的钻井液体系，其中桥堵和凝胶封堵技术得到了较广泛的应用。但这些方法还没有解决井漏的根本问题，主要是承压能力差。原因是常规堵漏剂的粒度级配不合理，颗粒形状与所堵的裂缝、孔道的形状匹配不好，缺少伸入井壁的作用力，大大降低了封堵效率。而水膨体堵漏剂能够达到这种作用力，提高井壁的承压能力。

现有的堵漏方法各有其优缺点，但总的来说他们都或多或少的耽误了钻井时间，降低了钻井效率，如静止堵漏法需要停钻，上述其他各方法因加入堵漏材料改变了钻井液的性能，需重新调整钻井液的配方等工作，都将耗费大量的时间，给钻井带来很大不便，导致较大的经济损失。在这种情况下，随钻堵漏的研究及应用应运而生，它是伴随着钻井工作的进行而进行堵漏，不需停钻，不需调整工作液而浪费时间，真正做到随钻随堵随堵随钻。适用于漏失情况不是特别严重的各种漏失，如果是大溶洞、大裂缝、浅部地层的长段天然水平裂缝及溶洞的漏失情况，则需要其他的堵漏措施或是和其他堵漏方法复合使用才能解决好堵漏问题。随钻堵漏能很好的预防漏失，大大减少地层产生诱导裂缝漏失的可能性。

随钻防漏堵漏剂在防止渗透性和裂缝性漏失方面具有独特的优点。它的投入少，方法简单，不需要停钻处理，大幅度降低了油气井漏的处理时间和费用，为提高漏失地层的钻井速度和降低钻井成本具有重大意义。

在制备随钻防漏堵漏剂的工艺过程中，单体的质量比对制备出来的随钻防漏堵漏剂质量存在很大的影响，如何确定一个适合的单体质量比，对制备随钻防漏堵漏剂显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的为了克服现有技术的不足与缺陷，提供一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺，该制备工艺通过控制反应过程中的单体质量比，从而能成功制备出随钻防漏堵漏剂，且生产效率高，生产工艺简单，操作简单，大大降低了生产成本，且生产出的随钻防漏堵漏剂各项性能均大大优于现在产品，利于现场井漏的处理。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺，包括以下步骤：

(a)将AM和AMPS进行提纯备用；

(b)称取一定量的AA并将其水解，移入置于超级恒温水浴中的反应容器内；

(c)加入一定量的交联剂；

(d)加入一定量的AM和AMPS，且按照质量计，AMPS∶AA∶AM＝1∶2∶7，用10％的氢氧化钠溶液将反应体系pH值调至7；

(e)通惰性气体排氧并搅拌约15分钟后，加入引发剂；

(f)将温度调至反应温度，聚合反应一定时间，即得到目标产物。

所述步骤(a)中，AM和AMPS通过乙醇进行提纯。

所述步骤(b)中，反应容器为三颈瓶。

所述步骤(c)中，交联剂为NMBA。

所述步骤(e)中，惰性气体为氮气。

所述步骤(e)中，引发剂为过硫酸铵。

上述AM为丙烯酰胺，主要用于提高聚合物的分子量；AMPS为2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸，主要提高聚合物的耐温抗盐性能；AA为丙烯酸，用于提高聚合物的吸水能力；NMBA为N，N-亚甲基双丙烯酸胺，下同。

综上所述，本发明的有益效果是：本工艺通过控制反应过程中的单体质量比，从而能成功制备出随钻防漏堵漏剂，且生产效率高，生产工艺简单，操作简单，大大降低了生产成本，且生产出的随钻防漏堵漏剂各项性能均大大优于现在产品，利于现场井漏的处理。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

本发明涉及一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺，包括以下步骤：

(a)将AM和AMPS进行提纯备用；

(c)加入一定量的交联剂；

(e)通惰性气体排氧并搅拌约15分钟后，加入引发剂；

所述步骤(a)中，AM和AMPS通过乙醇进行提纯。

所述步骤(b)中，反应容器为三颈瓶。

所述步骤(c)中，交联剂为NMBA。

所述步骤(e)中，惰性气体为氮气。

所述步骤(e)中，引发剂为过硫酸铵。

为了得到最佳的单体质量比，本发明做了实验，实验条件为引发剂加量为1％、交联剂NMBA加量为0.3％，pH为11，在50℃条件下，单体浓度为16.7％，考察不同单体(AMPS、AA、AM)的质量比对水膨体吸液性能的影响。由水膨体的分子设计可知，AMPS是为改变产物的抗盐、耐温性而引入的，它不是参与聚合-交联反应的主要单体，因此它的单体质量比最小，按此思路实验，结果如下表所示：

由上表可知：随着AMPS的增加，水膨体吸液能力下降很快，表明AMPS与AA、AM相比对水膨体的影响较大；随着AM的增加，水膨体吸液能力增大。这是因为当反应单体中AM含量较少时，水膨体的分子量偏小，导致水膨体的可溶部分增多，吸液膨胀率小，因此应适当增加反应单体中AM的含量。由上表可知，当AM占单体的70％，AA占单体的20％时，水膨体膨胀率达到最大。因此，本实验单体配比m(AMPS)∶m(AA)∶m(AM)为1∶2∶7。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将AM和AMPS进行提纯备用；

(c)加入一定量的交联剂；

(e)通惰性气体排氧并搅拌约15分钟后，加入引发剂；

2.根据权利要求1所述的一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺，其特征在于，所述步骤(a)中，AM和AMPS通过乙醇进行提纯。

3.根据权利要求1所述的一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺，其特征在于，所述步骤(b)中，反应容器为三颈瓶。

4.根据权利要求1所述的一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺，其特征在于，所述步骤(c)中，交联剂为NMBA。

5.根据权利要求1所述的一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺，其特征在于，所述步骤(e)中，惰性气体为氮气。

6.根据权利要求1所述的一种基于控制单体质量比的随钻防漏堵漏剂制备工艺，其特征在于，所述步骤(e)中，引发剂为过硫酸铵。