CN106047318A - 一种吸水膨胀堵漏材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸水型膨胀堵漏材料及其制备方法。所述堵漏材料的原料配比按如下质量百分比计算：吸水膨胀材料30～60%，交联剂5～20%，惰性材料30～55%。所制备方法括下列步骤：1）.按配方量分别准备各组分原料；2）.在常温、常压条件下，将步骤1）的各原料组分混合搅拌均匀，得吸水型膨胀堵漏材料。本发明能在漏失地层发生吸水膨胀，进而通过填充堵塞和挤紧压实的双重作用，对漏失地层形成稳定、可靠、有效地优异封堵；而且，它能够在钻井现场实现轻松、方便地配置，工艺简单、易行，成本低；此外，它不会对水基钻井液的性能造成影响，还能实现相对轻松、方便的解堵。

Description

一种吸水膨胀堵漏材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及油气田钻井用堵漏材料，具体是一种吸水膨胀堵漏材料，以及该堵漏材料的制备方法。

背景技术

随着钻井迅速发展和钻探区块复杂性的增加，井漏出现的频率越来越高，井漏问题日益突出。井漏是制约油气田勘探开发速度的主要技术瓶颈，其造成钻井液损失巨大，而且，储层漏失对储层损害引起的损失更是难以估量的。因此，如能较好的处理井漏问题，潜在的经济效益巨大，而堵漏材料则是井漏问题处理过程中必不可少的物质基础。

目前，钻井作业的堵漏工艺中，常用的堵漏材料为桥堵材料。虽然，桥堵材料在堵漏工艺中取得了较好的应用效果，但其存在封堵强度低、施工复杂、解堵困难、成本较高等技术问题，不够稳定、可靠和实用。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种既对水基钻井液的性能不造成影响，又能以低成本、方便施工的特点稳定、可靠地实现优异封堵效果的吸水型膨胀堵漏材料，及该堵漏材料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种吸水型膨胀堵漏材料，所述堵漏材料的原料配比按如下质量百分比计算：

吸水膨胀材料 30～60%，

交联剂 5～20%，

惰性材料 30～55%。

所述吸水膨胀材料为含有亲水基团的高分子树脂。作为优选，所述高分子树脂为聚丙烯酰胺树脂、聚多糖树脂、酚醛树脂、丙酸树脂和脲醛树脂中的一种或两种以上的混合物。

所述交联剂为苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、石油磺酸、苯酚、甲醛、硼砂、丁二醛、己二醛、氯化铵中的一种或两种以上的混合物。

所述惰性材料为刚性材料和可变形材料的复合体；所述刚性材料为超细碳酸钙和石英砂中的一种或它们的混合物；所述可变形材料为纤维材料和沥青中的一种或它们的混合物。作为优选，所述刚性材料的粒度为200～400目；所述可变形材料的粒度为40～400目。

上述吸水型膨胀堵漏材料的制备方法，包括下列步骤：

1）. 按配方量分别准备各组分原料；

2）. 在常温、常压条件下，将步骤1）的各原料组分混合搅拌均匀，得吸水型膨胀堵漏材料。

本发明的有效益果是：本发明以高吸水膨胀特性的高吸水量树脂（它是一种低交联度的高分子量聚合物，不溶于水和有机溶剂，但遇水能吸收相当于自身质量的几百至上千倍的水，从而发生体积膨胀，即便加压后，仍能保留75～80% 的水分）为主体，辅以相互协同、配伍的交联剂和惰性材料配置成油气田钻井用的堵漏材料；该堵漏材料能在漏失地层发生吸水膨胀，进而通过填充堵塞和挤紧压实的双重作用，对漏失地层形成稳定、可靠、有效地优异封堵效果；而且，该堵漏材料能够在钻井现场实现轻松、方便地配置，工艺简单、易行，成本低；此外，该堵漏材料不会对水基钻井液的性能造成影响，还能实现相对轻松、方便的解堵；由此可见，本发明具有成本低、工艺简单、施工方便、封堵效果优异、稳定性好、可靠性高、解堵容易、实用性强等特点。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合多个实施例对本发明的内容作进一步阐述。

实施例1

本发明为钻井作业用的吸水型膨胀堵漏材料，其原料配比按如下质量百分比计算：

吸水膨胀材料40%；该吸水膨胀材料为含有亲水基团的高分子树脂，具体为聚丙烯酰胺树脂和聚多糖树脂的混合物，即堵漏材料总质量中的30%聚丙烯酰胺树脂和10%聚多糖树脂的混合物得40%吸水膨胀材料；

交联剂10%；该交联剂为己二醛；

惰性材料50%；该惰性材料为刚性材料-碳酸钙和可变形材料-沥青、纤维材料的复合体，即是碳酸钙、沥青和纤维材料的复合物，在漏材料总质量中，15%沥青、10%纤维材料和25%碳酸钙混合得50%惰性材料，其中沥青为50～100目，纤维材料为150～200目，碳酸钙为200～400目。

上述吸水型膨胀堵漏材料的制备方法包括下列步骤：

1）. 按配方量分别准备各组分原料；准备混合设备；

2）. 在常温、常压条件下，将步骤1）的各原料组分放进混合设备中，进行混合搅拌，直至均匀，得水基钻井液的吸水型膨胀堵漏材料。

本实施例所得堵漏材料进行了实验测试，实验结果表明：上述吸水型膨胀堵漏材料的吸水膨胀倍数为8，在水基钻井液中分散性能良好，对缝宽为1～2mm的裂缝能形成稳定、可靠、有效地封堵，堵漏过程中自身的滤失量很小，裂口处胶结致密，能够快速封堵裂缝。

实施例2

本发明为钻井作业用的吸水型膨胀堵漏材料，其原料配比按如下质量百分比计算：

吸水膨胀材料50%；该吸水膨胀材料为含有亲水基团的高分子树脂，具体为聚酚醛树脂和脲醛树脂的混合物，即堵漏材料总质量中的20%聚酚醛树脂和30%脲醛树脂的混合物得50%吸水膨胀材料；

交联剂15%；该交联剂为氯化铵和石油磺酸的混合物，即堵漏材料总质量中的5%氯化铵和10%石油磺酸的混合物得15%交联剂；

惰性材料35%；该惰性材料为刚性材料-碳酸钙和可变形材料-沥青、纤维材料的复合体，即是碳酸钙、沥青和纤维材料的复合物，在漏材料总质量中，10%沥青、10%纤维材料和15%碳酸钙混合得35%惰性材料，其中沥青为50～100目，纤维材料为200～300目，碳酸钙为200～400目。

上述吸水型膨胀堵漏材料的制备方法包括下列步骤：

1）. 按配方量分别准备各组分原料；准备混合设备；

2）. 在常温、常压条件下，将步骤1）的各原料组分放进混合设备中，进行混合搅拌，直至均匀，得水基钻井液的吸水型膨胀堵漏材料。

本实施例所得堵漏材料进行了实验测试，实验结果表明：上述吸水型膨胀堵漏材料的吸水膨胀倍数为9，在水基钻井液中分散性能良好，对缝宽为2～3mm的裂缝能形成稳定、可靠、有效地封堵，堵漏过程中自身的滤失量很小，裂口处胶结致密，能够快速封堵裂缝。

实施例3

本发明为钻井作业用的吸水型膨胀堵漏材料，其原料配比按如下质量百分比计算：

吸水膨胀材料60%；该吸水膨胀材料为含有亲水基团的高分子树脂，具体为脲醛树脂；

交联剂10%；该交联剂为硼砂和硫酸乙酯的混合物，即堵漏材料总质量中的5%硼砂和5%硫酸乙酯的混合物得10%交联剂；

惰性材料30%；该惰性材料为刚性材料-石英砂和可变形材料-沥青、纤维材料的复合体，即是石英砂、沥青和纤维材料的复合物，在漏材料总质量中，5%沥青、10%纤维材料和15%石英砂混合得30%惰性材料，其中沥青为50～100目，纤维材料为200～300目，石英砂为100～300目。

上述吸水型膨胀堵漏材料的制备方法包括下列步骤：

1）. 按配方量分别准备各组分原料；准备混合设备；

2）. 在常温、常压条件下，将步骤1）的各原料组分放进混合设备中，进行混合搅拌，直至均匀，得水基钻井液的吸水型膨胀堵漏材料。

本实施例所得堵漏材料进行了实验测试，实验结果表明：上述吸水型膨胀堵漏材料的吸水膨胀倍数为8.5，在水基钻井液中分散性能良好，对缝宽为1～2mm的裂缝能形成稳定、可靠、有效地封堵，堵漏过程中自身的滤失量很小，裂口处胶结致密，能够快速封堵裂缝。

实施例4

本发明为钻井作业用的吸水型膨胀堵漏材料，其原料配比按如下质量百分比计算：

吸水膨胀材料45%；该吸水膨胀材料为含有亲水基团的高分子树脂，具体为丙烯酸树脂、聚丙烯酰胺树脂和酚醛树脂的混合物，即堵漏材料总质量中的20%丙烯酸树脂、10%聚丙烯酰胺和15%酚醛树脂的混合物得45%吸水膨胀材料；

交联剂18%；该交联剂为丁二醛、己二醛和硼砂的混合物，即堵漏材料总质量中的5%丁二醛、3%己二醛和10%硼砂的混合物得18%交联剂；

惰性材料37%；该惰性材料为刚性材料-碳酸钙、石英砂和可变形材料-沥青、纤维材料的复合体，即是碳酸钙、石英砂、沥青和纤维材料的复合物，在漏材料总质量中，7%沥青、10%石英砂、10%纤维材料和10%碳酸钙混合得37%惰性材料，其中沥青为50～100目，纤维材料为150～200目，碳酸钙为200～400目，石英砂为100～300目。

上述吸水型膨胀堵漏材料的制备方法包括下列步骤：

1）. 按配方量分别准备各组分原料；准备混合设备；

2）. 在常温、常压条件下，将步骤1）的各原料组分放进混合设备中，进行混合搅拌，直至均匀，得水基钻井液的吸水型膨胀堵漏材料。

本实施例所得堵漏材料进行了实验测试，实验结果表明：上述吸水型膨胀堵漏材料的吸水膨胀倍数为9.5，在水基钻井液中分散性能良好，对缝宽为3～4mm的裂缝能形成稳定、可靠、有效地封堵，堵漏过程中自身的滤失量很小，裂口处胶结致密，能够快速封堵裂缝。

以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述各实施例进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，例如，吸水膨胀材料所选用的高分子树脂可以是单一的聚丙烯酰胺树脂、聚多糖树脂、酚醛树脂、丙酸树脂或脲醛树脂，也可以是它们中的两种以上的混合物；又例如交联剂所选用的材料可以是单一的苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、石油磺酸、苯酚、甲醛、硼砂、丁二醛、己二醛或氯化铵，也可以是它们中的两种以上的混合物。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种吸水型膨胀堵漏材料，其特征在于，所述堵漏材料的原料配比按如下质量百分比计算：

吸水膨胀材料 30～60%，

交联剂 5～20%，

惰性材料 30～55%。

2.根据权利要求1所述吸水型膨胀堵漏材料，其特征在于，所述吸水膨胀材料为含有亲水基团的高分子树脂。

3.根据权利要求2所述吸水型膨胀堵漏材料，其特征在于，所述高分子树脂为聚丙烯酰胺树脂、聚多糖树脂、酚醛树脂、丙酸树脂和脲醛树脂中的一种或两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述吸水型膨胀堵漏材料，其特征在于，所述交联剂为苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、石油磺酸、苯酚、甲醛、硼砂、丁二醛、己二醛、氯化铵中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述吸水型膨胀堵漏材料，其特征在于，所述惰性材料为刚性材料和可变形材料的复合体；所述刚性材料为超细碳酸钙和石英砂中的一种或它们的混合物；所述可变形材料为纤维材料和沥青中的一种或它们的混合物。

6.根据权利要求5所述吸水型膨胀堵漏材料，其特征在于，所述刚性材料的粒度为200～400目。

7.根据权利要求5所述吸水型膨胀堵漏材料，其特征在于，所述可变形材料的粒度为40～400目。

8.一种权利要求1所述吸水型膨胀堵漏材料的制备方法，包括下列步骤：

1）. 按配方量分别准备各组分原料；

2）. 在常温、常压条件下，将步骤1）的各原料组分混合搅拌均匀，得吸水型膨胀堵漏材料。