CN108276723A - 一种油气阻断封堵材料 - Google Patents

一种油气阻断封堵材料 Download PDF

Info

Publication number
CN108276723A
CN108276723A CN201810082775.6A CN201810082775A CN108276723A CN 108276723 A CN108276723 A CN 108276723A CN 201810082775 A CN201810082775 A CN 201810082775A CN 108276723 A CN108276723 A CN 108276723A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil gas
plugging material
monomer
blocks
rubber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810082775.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108276723B (zh
Inventor
徐昆
谭颖
王丕新
张文德
裴晓鹏
邓裕坤
翟侃侃
梁学称
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS filed Critical Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority to CN201810082775.6A priority Critical patent/CN108276723B/zh
Publication of CN108276723A publication Critical patent/CN108276723A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108276723B publication Critical patent/CN108276723B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F255/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
    • C08F255/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
    • C08F255/04—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms on to ethene-propene copolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/426—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells for plugging

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种油气阻断封堵材料，通过以下方式获得：a)将丙烯酸酯单体、烷基烯酸单体、苯乙烯单体和溶剂混合，得到单体溶液；b)将非极性或弱极性橡胶颗粒在所述单体溶液中溶胀，得到预聚体；c)将所述预聚体与隔离剂混合后，在引发聚合条件下进行接枝聚合反应，得到油气阻断封堵材料。本发明提供的油气阻断封堵材料不仅对油类具有优异的敏感响应特性，对短链气态烃类(碳原子数≤4)也具有敏感的响应特性，在油或气的触发条件下，材料自身溶胀从而阻断或封堵微裂缝内的油气通道。

Description

一种油气阻断封堵材料
技术领域
本发明涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种油气阻断封堵材料。
背景技术
目前，国内天然气、页岩气等气井的开发需求量巨大，而地下极高的油气压力使得固井环空带压、修井带压施工等情况常有发生，在固井环空以及采收多种工作界面、以及界面相关的微裂缝处极易形成大量油气通道，这些油气窜流通道给完井井筒的完整性和完井后的采收及后处理工作带来巨大破坏和隐患。因此，针对井下界面的微裂缝油气通道进行油气窜流的封堵和阻断以及油水的封堵具有极为重要的意义。
目前主要通过采用封堵剂或封堵材料的方式来解决油气窜流和油水封堵问题，封堵材料一般分为树脂类液态封堵剂、水泥封堵剂和颗粒型封堵剂等，其中，树脂类液态封堵剂注入后，接触水层后在固化剂作用下形成具有一定强度的固态树脂，从而封堵孔塞；水泥封堵剂在注入裂缝后，接触水后在水的触发下发生水化反应而固化，从而达到封堵目的；但是水泥封堵剂遇油、气不凝固，即对油、气不敏感，难以实现对油气窜流通道的封堵。
具体的，现有技术公开了一些针对油气窜流通道的封堵材料，例如申请号为201410017495的专利申请公开了一种利用有机硅树脂和无机固相材料制备的高温封堵剂的制备方法和应用，申请号为200910218008.4的专利申请公开了一种利用多糖聚合物接枝高分子材料的凝胶型封堵材料，然而这些封堵材料虽然对井筒内整体性油气的封堵施工具有一定效果，但针对多种界面内或体系内微小裂缝内的油气封堵和阻断效果并不明显。
基于此，现有技术提供了一些用于微小裂缝内的封堵或阻断油气通道的材料，例如公开号为CN103074043A的专利申请公开了一种利用改性树脂、碳酸钙、活性二氧化硅和玩基硅烷制备的固井水泥外加剂，其对于环空窜流在油水触发条件下具有修复功能。申请号为201310471853.9和201310539581.1分别提供了利用地下油气触发进行环空界面或微裂缝修复的技术方案。然而，上述这些方案中所提供的材料虽然对油和水具有一定效果，但是对于气体(特别是小分子气态烃类)却缺少良好的敏感特性，无法实现气触发下的油气阻断和封堵。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种油气阻断封堵材料，本发明提供的油气阻断封堵材料对短链气态烃类(碳原子数≤4)具有敏感的响应特性，能够实现气触发条件下对微裂缝内的油气阻断和封堵。
本发明提供了一种油气阻断封堵材料，通过以下方式获得：
a)将丙烯酸酯单体、烷基烯酸单体、苯乙烯单体和溶剂混合，得到单体溶液；
b)将非极性或弱极性橡胶颗粒在所述单体溶液中溶胀，得到预聚体；
c)将所述预聚体与隔离剂混合后，在引发聚合条件下进行接枝聚合反应，得到油气阻断封堵材料。
优选的，所述丙烯酸酯为C1～C22的丙烯酸烷基酯和C1～C22的甲基丙烯酸烷基酯中的一种或几种；
所述烷基烯酸为C1～C22的烷基烯酸。
优选的，所述单体溶液中，丙烯酸酯单体的质量分数为2.0％～48.0，烷基烯酸单体的质量分数为0.05％～9.0％，苯乙烯单体的质量分数为2.75％～3.0％。
优选的，所述橡胶颗粒选自天然橡胶和合成橡胶中的一种或几种；
所述合成橡胶包括异戊橡胶、乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶和顺丁橡胶中的一种或几种。
优选的，所述步骤b)中，溶胀的时间为30min～96h。
优选的，所述步骤c)中，隔离剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、滑石粉、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、白炭黑、炭黑、重晶石、水泥粉末、粘土、高岭土、硅酸镁锂、硅藻土、硅灰和硅酸钙中的一种或几种；
所述隔离剂的用量为所述预聚体的8wt％～150wt％。
优选的，所述步骤c)中，引发聚合的方式包括辐照引发聚合、热引发聚合或光引发聚合；
所述热引发聚合的温度为15～80℃，时间为2～24h。
优选的，所述辐照引发聚合包括高能电子辐照引发聚合或Co60辐照引发聚合；
所述热引发聚合的引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯和乙烯五胺中的一种或几种；
所述光引发聚合的引发剂包括2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、安息香双甲醚、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮、4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯、4-氯二苯甲酮中的一种或几种。
优选的，所述橡胶颗粒的中值粒径D50为1～8mm。
优选的，在所述接枝聚合反应后，还包括干燥和粉碎，在所述粉碎后，得到油气阻断封堵材料；
所述油气阻断封堵材料的粒径为20～120目。
本发明提供了一种油气阻断封堵材料，通过以下方式获得：a)将丙烯酸酯单体、烷基烯酸单体、苯乙烯单体和溶剂混合，得到单体溶液；b)将非极性或弱极性橡胶颗粒在所述单体溶液中溶胀，得到预聚体；c)将所述预聚体与隔离剂混合后，在引发聚合条件下进行接枝聚合反应，得到油气阻断封堵材料。本发明提供的油气阻断封堵材料不仅对油类具有优异的敏感响应特性，对短链气态烃类(碳原子数≤4)也具有敏感的响应特性，在油或气的触发条件下，材料自身溶胀从而阻断或封堵微裂缝内的油气通道。试验结果表明：本发明提供的油气阻断封堵材料在油内的溶胀比率平均达到13.24g/g以上，在小分子气态烃类的溶胀比率平均达到0.89g/g以上，表现出良好的油气敏感特性，能够实现气触发条件下微裂缝内的油气阻断和封堵。
具体实施方式
本发明提供了一种油气阻断封堵材料，通过以下方式获得：
a)将丙烯酸酯单体、烷基烯酸单体、苯乙烯单体和溶剂混合，得到单体溶液；
b)将非极性或弱极性橡胶颗粒在所述单体溶液中溶胀，得到预聚体；
c)将所述预聚体与隔离剂混合后，在引发聚合条件下进行接枝聚合反应，得到油气阻断封堵材料。
本发明提供的油气阻断封堵材料不仅对油类具有优异的敏感响应特性，对短链气态烃类(碳原子数≤4)也具有敏感的响应特性，在油或气的触发条件下，材料自身溶胀从而阻断或封堵微裂缝内的油气通道。
本发明提供的油气阻断封堵材料，通过以下方式获得：先将丙烯酸酯单体、烷基烯酸单体、苯乙烯单体和溶剂混合，得到单体溶液。
本发明中，所述丙烯酸酯单体优选为C1～C22的丙烯酸烷基酯和C1～C22的甲基丙烯酸烷基酯中的一种或几种；采用上述碳链长度的丙烯酸酯单体更有利于本发明后续接枝聚合反应体系的进行以及产品性能的提升，若碳链长度过长，则易导致接枝聚合效率下降，产品的油气敏感性变差。在一些实施例中，所述C1～C22的丙烯酸烷基酯为丙烯酸十八酯、丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十六酯或丙烯酸二十二酯。在一些实施例中，所述C1～C22的甲基丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十二酯、2-甲基-2-丙烯酸二十二烷基酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸己酯或甲基丙烯酸癸酯。
所述烷基烯酸单体优选为C1～C22的烷基烯酸；采用上述碳链长度的烷基烯酸单体更有利于与本发明其它单体组分结合，保证后续接枝聚合反应体系的顺利进行以及产品性能的提升，若碳链过长，则长链单体的接枝效率难以保证，影响产品的油气敏感特性。在一些实施例中，所述烷基烯酸单体为己烯酸、十一烯酸、十六碳烯酸、2-十三碳烯酸、13-二十二碳烯酸、十五碳-10-烯酸或二十碳烯酸。
所述苯乙烯单体为调节单体，与上述丙烯酸酯、烷基烯酸这两类响应性功能单体相互配合，后续制备过程中，在橡胶颗粒骨架表面和内部发生接枝聚合反应。
所述溶剂的种类没有特殊限制，能够将上述单体溶解即可，优选为甲苯、二甲苯、本、二氯乙烷和饱和烃类中的一种或几种；所述饱和烃类优选包括正己烷和环己烷中的一种或几种。
本发明对单体与溶剂混合的方式没有特殊限制，能够将组分混合均匀即可。
本发明中，所述单体溶液中，丙烯酸酯单体的质量分数优选为2.0％～48.0。单体溶液中烷基烯酸单体的质量分数优选为0.05％～9.0％。单体溶液中苯乙烯单体的质量分数优选为2.75％～3.0％。
本发明中，所述单体溶液的质量浓度优选为5wt％～60wt％，更优选为25wt％～40wt％。
按照本发明，在得到单体溶液后，将非极性或弱极性橡胶颗粒在所述单体溶液中溶胀，得到预聚体。
本发明中，所述橡胶颗粒优选为天然橡胶和合成橡胶中的一种或几种。所述合成橡胶优选包括异戊橡胶、乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶和顺丁橡胶中的一种或几种。本发明以所述橡胶作为骨架，在上述单体溶液内进行扩散控制性溶胀，能够得到溶胀有接枝单体的橡胶骨架颗粒预聚体。
本发明中，所述橡胶颗粒的中值粒径D50优选为1～8mm，更优选为4～6mm。
本发明中，所述橡胶颗粒的重均分子量优选为35000～650000g/mol，更优选为150000～300000g/mol。在所述分子量范围内能够方便加工，且获得良更好的产品性能，若分子量过大，溶胀受限，接枝后的产品对气体的敏感特性下降。
本发明中，所述橡胶颗粒与单体溶液的用量没有特殊限制，能够满足橡胶颗粒在单体溶液体系内自由分散即可。本发明中，橡胶颗粒在单体溶液内溶胀的时间优选为30min～96h，更优选为10～36h。本发明对橡胶颗粒在单体溶液内溶胀的温度没有特殊限制，在室温下进行即可。
上述橡胶颗粒在单体溶液内溶胀后，得到溶胀有接枝单体的橡胶骨架颗粒预聚体。所得预聚体中，橡胶颗粒的含量为13.0wt％～69.5wt％，接枝单体含量为5.5wt％～17.0wt％。
本发明采用单体扩散控制溶胀后再聚合的方式制备，利用上述橡胶粒径大小、单体浓度和溶胀时间来控制单体在橡胶颗粒内的浓度，利用三者协同控制，可实现单体在橡胶颗粒内具有一定的浓度梯度，面对地下或井下油气浓度分布不均的工况，表现出不同的油气敏感特性，更有效的实现微裂缝内油气阻断和封堵。
按照本发明，将所述预聚体与隔离剂混合后，在引发聚合条件下进行接枝聚合反应，得到油气阻断封堵材料。
本发明中，所述隔离剂优选包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、滑石粉、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、白炭黑、炭黑、重晶石、水泥粉末、粘土、高岭土、硅酸镁锂、硅藻土、硅灰和硅酸钙中的一种或几种。
所述隔离剂的用量优选为所述预聚体的8wt％～150wt％，更优选为15wt％～40wt％。
本发明中，所述引发聚合的方式优选包括辐照引发聚合、热引发聚合或光引发聚合。
其中，所述辐照引发聚合优选包括高能电子辐照引发聚合或Co60辐照引发聚合。所述辐照引发聚合的辐照强度优选为8～200kGy，更优选为45～120kGy。本发明中，所述辐照引发聚合的温度没有特殊限制，在室温下进行即可。所述辐照引发下进行接枝反应时间没有特殊限制，只要达到辐照强度即可进行接枝聚合反应并保证反应充分进行。
所述热引发聚合优选在引发剂的作用下进行，所述引发剂优选包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯和乙烯五胺中的一种或几种。本发明中，上述热引发剂的添加量优选为体系物质总量的0.03wt％～4.0wt％。所述热引发聚合的温度优选为室温～80℃，具体可为15～80℃，更优选为40～60℃。所述热引发聚合下进行接枝反应的时间优选为2～24h。
所述光引发聚合优选在引发剂的作用下进行，所述引发剂优选包括2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、安息香双甲醚、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮、4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯、4-氯二苯甲酮中的一种或几种。本发明中，上述光引发剂的添加量优选为体系物质总量的0.1wt％～5.0wt％。所述光引发聚合的温度没有特殊限制，在室温下进行即可。所述光引发聚合下进行接枝反应的时间优选为2～24h。
按照本发明，在进行完接枝聚合反应后，优选还进行干燥和粉碎。
本发明中，所述干燥的温度优选为30～80℃，更优选为40～60℃。所述干燥的时间优选为2～24h，更优选为4～12h。所述干燥的方式没有特殊限制，优选为真空干燥。
本发明中，所述粉碎的方式没有特殊限制，按照本领域技术人员熟知的粉碎方式进行粉碎即可，如可以采用气流磨粉碎、深冷粉碎或高压机械粉碎。在所述粉碎后，得到油气阻断封堵材料；所述油气阻断封堵材料的粒径优选为20～120目，更优选为30～70目。
本发明提供的油气阻断封堵材料具有以下有益效果：
1、本发明提供的油气阻断封堵材料不仅对油类具有敏感的响应特性，对小分子气态烃也具有敏感的响应特性，能够实现气触发条件下微裂缝内的油气阻断和封堵。
2、本发明提供的油气阻断封堵材料能够在较宽的粒度范围内，保证材料的气体敏感特性。地下或井下微裂缝大小尺寸不一，往往需要不同粒径的封堵材料，即需要封堵材料有较宽的粒度分布，而以往的油水敏感型封堵材料，粒径分布往往较窄，例如粒度过小时，则对油水敏感性差或封堵性差，即粒度分布宽度和封堵效果难以平衡；而本发明提供的油气阻断材料的粒度分布范围可达20～120目，在保证材料粒度分布宽度的同时，保证材料具有良好的气体敏感特性。
3、本发明提供的油气阻断封堵材料，利用制备中橡胶粒径大小、单体浓度和溶胀时间来控制单体在橡胶颗粒内的浓度，利用三者协同控制，可实现单体在橡胶颗粒内具有一定的浓度梯度，从而得到梯度型封堵材料。由于地质条件有限，油气浓度分布并不均匀，因此在微裂缝内存在并发挥油气阻断作用的理想材料应具有不同的油气敏感特性，而本发明的油气阻断材料中，内部接枝单体可在橡胶骨架内梯度分布，能够表现出不同的油气敏感特性，更有效的实现微裂缝内油气阻断和封堵。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
1.1样品的制备
将甲基丙烯酸十六酯、十一烯酸、苯乙烯溶于二甲苯中，配制成质量浓度为40wt％的单体溶液，其中，甲基丙烯酸十六酯的质量分数为30.0％，十一烯酸的质量分数为7.0％，苯乙烯的质量分数为3.0％，其余为二甲苯。将中值粒径为5mm的乙丙橡胶颗粒在单体溶液内进行扩散控制性溶胀6小时，得到预聚体。向所得预聚体中加入50wt％的白炭黑后，在室温下进行高能电子辐照来引发单体在橡胶颗粒内部和表面进行接枝聚合反应，辐照强度为120kGy；之后将产物在50℃下真空干燥12小时后，粉碎得到粒径为30～60目的油气阻断封堵材料。
1.2性能测试
(1)油敏感性测试：将1.0g(记为Mo)上述样品加入柴油内，充分搅拌并溶胀72小时后，取出称重(记为Me)。
样品在柴油内的溶胀倍率Qo＝(Me-Mo)/Mo×100％；测试结果参见表1。
(2)气敏感性测试：将1.0g(记为Mo)上述样品放入带减压装置的密闭容器中，密封后向容器内部加入天然气，保持充压状态72小时后，泄压并取出样品称重(记为Me)。
样品在天然气内的溶胀倍率Qq＝(Me-Mo)/Mo×100％；测试结果参见表1。
通过本发明的制备方式制备，单体在橡胶骨架内的分布可以一致，也可以不同，故同一样品的溶胀倍率可以不同。因此，针对上述所得样品，随机选取5个子样，来分别进行上述的油、气敏感性测试，测试结果参见表1。
表1 实施例1的油气阻断封堵材料在柴油和天然气内的溶胀倍率
序号 柴油内溶胀倍率g/g 天然气内溶胀倍率g/g
1 12.4 0.38
2 18.6 0.96
3 20.3 1.75
4 15.9 0.83
5 22.6 2.02
平均值 17.96 1.19
实施例2
将丙烯酸十八酯、己烯酸、苯乙烯溶于二氯甲烷中，配制成质量浓度为52.5wt％的单体溶液，其中，丙烯酸十八酯的质量分数为45.30％，己烯酸的质量分数为4.35％，苯乙烯的质量分数为2.85％，其余为二氯甲烷。将中值粒径为8mm的异戊橡胶颗粒在单体溶液内进行扩散控制性溶胀8小时，得到预聚体。向所得预聚体中加入30wt％的硬脂酸镁后，在室温下进行Co60辐照来引发单体在橡胶颗粒内部和表面进行接枝聚合反应，辐照强度为180kGy；之后将产物在80℃下真空干燥8小时后，粉碎得到粒径为20～80目的油气阻断封堵材料。
按照实施例1的测试方法对所得油气阻断封堵材料进行油、气敏感性测试，测试结果参见表2。
表2 实施例2的油气阻断封堵材料在柴油和天然气内的溶胀倍率
序号 柴油内溶胀倍率g/g 天然气内溶胀倍率g/g
1 25.3 3.68
2 16.8 1.84
3 21.2 2.78
4 18.5 2.55
5 20.0 2.58
平均值 20.4 2.69
实施例3
将甲基丙烯酸十二酯、十一烯酸、苯乙烯溶于苯中，配制成质量浓度为20wt％的单体溶液，其中，甲基丙烯酸十二酯的质量分数为12.5％，十一烯酸的质量分数为4.70％，苯乙烯的质量分数为2.80％，其余为苯。将中值粒径为2mm的丁基橡胶颗粒在单体溶液内进行扩散控制性溶胀36小时，得到预聚体。向所得预聚体中加入80wt％的二氧化硅后，加入占体系总量0.1wt％的引发剂2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮，引发单体在橡胶颗粒内部和表面进行接枝聚合反应，在波长为264nm的紫外光源下照射，反应持续12小时；之后将产物在50℃下真空干燥12小时后，粉碎得到粒径为30～100目的油气阻断封堵材料。
按照实施例1的测试方法对所得油气阻断封堵材料进行油、气敏感性测试，测试结果参见表3。
表3 实施例3的油气阻断封堵材料在柴油和天然气内的溶胀倍率
实施例4
将丙烯酸月桂酯、2-十三碳烯酸、苯乙烯溶于正己烷中，配制成质量浓度为48wt％的单体溶液，其中，丙烯酸月桂酯的质量分数为40％，2-十三碳烯酸的质量分数为5.00％，苯乙烯的质量分数为3.0％，其余为正己烷。将中值粒径为5mm的丁苯橡胶颗粒在单体溶液内进行扩散控制性溶胀36小时，得到预聚体。向所得预聚体中加入100wt％的膨润土后，加入占体系总量0.5wt％的引发剂偶氮二异丁腈，引发单体在橡胶颗粒内部和表面进行接枝聚合反应，在60℃反应持续12小时；之后将产物在50℃下真空干燥12小时后，粉碎得到粒径为30～100目的油气阻断封堵材料。
按照实施例1的测试方法对所得油气阻断封堵材料进行油、气敏感性测试，测试结果参见表4。
表4 实施例4的油气阻断封堵材料在柴油和天然气内的溶胀倍率
序号 柴油内溶胀倍率g/g 天然气内溶胀倍率g/g
1 14.6 1.13
2 18.7 1.58
3 19.0 1.67
4 15.1 1.53
5 14.8 1.19
平均值 16.44 1.42
实施例5
将甲基丙烯酸正辛酯、十六碳烯酸、苯乙烯溶于二甲苯中，配制成质量浓度为35wt％的单体溶液，其中，甲基丙烯酸正辛酯的质量分数为27％，十六碳烯酸的质量分数为5.50％，苯乙烯的质量分数为2.50％，其余为二甲苯。将中值粒径为6mm的顺丁橡胶颗粒在单体溶液内进行扩散控制性溶胀12小时，得到预聚体。向所得预聚体中加入120wt％的滑石粉后，加入占体系总量1wt％的引发剂过氧化氢异丙苯，引发单体在橡胶颗粒内部和表面进行接枝聚合反应，在80℃反应持续12小时；之后将产物在50℃下真空干燥12小时后，粉碎得到粒径为30～100目的油气阻断封堵材料。
按照实施例1的测试方法对所得油气阻断封堵材料进行油、气敏感性测试，测试结果参见表5。
表5 实施例5的油气阻断封堵材料在柴油和天然气内的溶胀倍率
序号 柴油内溶胀倍率g/g 天然气内溶胀倍率g/g
1 11.2 0.65
2 13.5 0.88
3 14.4 1.05
4 12.1 0.77
5 15.0 1.11
平均值 13.24 0.892
由以上测试结果可知，本发明提供的油气阻断封堵材料对油、气均表现出敏感的响应特性，能够实现气触发条件下微裂缝内油气通道的阻断和封堵；同时，所得油气阻断封堵材料粒径分布宽，并在该宽粒径分布下同时表现出优异的油气封堵效果，能够实现各种尺寸裂缝的封堵；而且，同一样品的5个子样表现出不同的油气敏感特性，证明油气阻断封堵材料对油气敏感性可呈梯度分布，更适合于地下或井下微裂缝内油气通道的阻断和封堵，能够有效的实现微裂缝内油气阻断和封堵。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有近似于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种油气阻断封堵材料，其特征在于，通过以下方式获得：
a)将丙烯酸酯单体、烷基烯酸单体、苯乙烯单体和溶剂混合，得到单体溶液；
b)将非极性或弱极性橡胶颗粒在所述单体溶液中溶胀，得到预聚体；
c)将所述预聚体与隔离剂混合后，在引发聚合条件下进行接枝聚合反应，得到油气阻断封堵材料。
2.根据权利要求1所述的油气阻断封堵材料，其特征在于，所述丙烯酸酯为C1～C22的丙烯酸烷基酯和C1～C22的甲基丙烯酸烷基酯中的一种或几种；
所述烷基烯酸为C1～C22的烷基烯酸。
3.根据权利要求1或2所述的油气阻断封堵材料，其特征在于，所述单体溶液中，丙烯酸酯单体的质量分数为2.0％～48.0，烷基烯酸单体的质量分数为0.05％～9.0％，苯乙烯单体的质量分数为2.75％～3.0％。
4.根据权利要求1所述的油气阻断封堵材料，其特征在于，所述橡胶颗粒选自天然橡胶和合成橡胶中的一种或几种；
所述合成橡胶包括异戊橡胶、乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶和顺丁橡胶中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的油气阻断封堵材料，其特征在于，所述步骤b)中，溶胀的时间为30min～96h。
6.根据权利要求1所述的油气阻断封堵材料，其特征在于，所述步骤c)中，隔离剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、滑石粉、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、白炭黑、炭黑、重晶石、水泥粉末、粘土、高岭土、硅酸镁锂、硅藻土、硅灰和硅酸钙中的一种或几种；
所述隔离剂的用量为所述预聚体的8wt％～150wt％。
7.根据权利要求1所述的油气阻断封堵材料，其特征在于，所述步骤c)中，引发聚合的方式包括辐照引发聚合、热引发聚合或光引发聚合；
所述热引发聚合的温度为15～80℃，时间为2～24h。
8.根据权利要求7所述的油气阻断封堵材料，其特征在于，所述辐照引发聚合包括高能电子辐照引发聚合或Co60辐照引发聚合；
所述热引发聚合的引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯和乙烯五胺中的一种或几种；
所述光引发聚合的引发剂包括2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、安息香双甲醚、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮、4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯、4-氯二苯甲酮中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的油气阻断封堵材料，其特征在于，所述橡胶颗粒的中值粒径D50为1～8mm。
10.根据权利要求1所述的油气阻断封堵材料，其特征在于，在所述接枝聚合反应后，还包括干燥和粉碎，在所述粉碎后，得到油气阻断封堵材料；
所述油气阻断封堵材料的粒径为20～120目。
CN201810082775.6A 2018-01-29 2018-01-29 一种油气阻断封堵材料 Active CN108276723B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810082775.6A CN108276723B (zh) 2018-01-29 2018-01-29 一种油气阻断封堵材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810082775.6A CN108276723B (zh) 2018-01-29 2018-01-29 一种油气阻断封堵材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108276723A true CN108276723A (zh) 2018-07-13
CN108276723B CN108276723B (zh) 2020-01-31

Family

ID=62805552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810082775.6A Active CN108276723B (zh) 2018-01-29 2018-01-29 一种油气阻断封堵材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108276723B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109824826A (zh) * 2018-12-19 2019-05-31 青岛科凯达橡塑有限公司 一种气溶封固性乳液及其制备方法
CN111100615A (zh) * 2018-10-26 2020-05-05 南京化学工业园环保产业协同创新有限公司 一种油气阻断封堵材料
CN112778984A (zh) * 2021-02-03 2021-05-11 库尔勒同益工贸有限责任公司 一种钻井液用低荧光防塌封堵剂及其制备方法
CN117568012A (zh) * 2024-01-17 2024-02-20 大庆市金惠缘石油钻采设备有限公司 一种降低压裂液表界面张力的表活剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0617029A (ja) * 1992-06-30 1994-01-25 Nishikawa Rubber Co Ltd 微細スポンジ構造を有する水膨張性シール材の製造法及び同水膨張性シール材
WO2012150431A1 (en) * 2011-05-05 2012-11-08 Halliburton Energy Services, Inc. Thermally-activated, high-temperature cement suspending agent
CN106566497A (zh) * 2016-11-14 2017-04-19 青海华鑫石油材料有限责任公司 一种油气田用可控有机封堵剂及其制备方法
CN106928948A (zh) * 2017-03-28 2017-07-07 四川光亚聚合物化工有限公司 一种非交联凝胶堵漏体系

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0617029A (ja) * 1992-06-30 1994-01-25 Nishikawa Rubber Co Ltd 微細スポンジ構造を有する水膨張性シール材の製造法及び同水膨張性シール材
WO2012150431A1 (en) * 2011-05-05 2012-11-08 Halliburton Energy Services, Inc. Thermally-activated, high-temperature cement suspending agent
CN106566497A (zh) * 2016-11-14 2017-04-19 青海华鑫石油材料有限责任公司 一种油气田用可控有机封堵剂及其制备方法
CN106928948A (zh) * 2017-03-28 2017-07-07 四川光亚聚合物化工有限公司 一种非交联凝胶堵漏体系

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111100615A (zh) * 2018-10-26 2020-05-05 南京化学工业园环保产业协同创新有限公司 一种油气阻断封堵材料
CN109824826A (zh) * 2018-12-19 2019-05-31 青岛科凯达橡塑有限公司 一种气溶封固性乳液及其制备方法
CN109824826B (zh) * 2018-12-19 2022-04-29 青岛科凯达橡塑有限公司 一种气溶封固性乳液及其制备方法
CN112778984A (zh) * 2021-02-03 2021-05-11 库尔勒同益工贸有限责任公司 一种钻井液用低荧光防塌封堵剂及其制备方法
CN117568012A (zh) * 2024-01-17 2024-02-20 大庆市金惠缘石油钻采设备有限公司 一种降低压裂液表界面张力的表活剂及其制备方法
CN117568012B (zh) * 2024-01-17 2024-04-02 大庆市金惠缘石油钻采设备有限公司 一种降低压裂液表界面张力的表活剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108276723B (zh) 2020-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108276723A (zh) 一种油气阻断封堵材料
US20210189216A1 (en) Environment-friendly high-temperature resistant water-based drilling fluid plugging anti-sloughing agent, preparation method thereof and the water-based drilling fluid
CN102295729B (zh) 一种吸水树脂堵漏剂的制备方法
CA2612121A1 (en) Methods and materials for zonal isolation
CA2833837C (en) Thermally-activated, high-temperature cement suspending agent
CN100368335C (zh) 水泥缓凝剂及应用
CN106832146B (zh) 一种可增粘调剖剂及其制备方法
CN113185960B (zh) 一种温度响应型自降解暂堵剂及其制备方法和在井筒封堵中的应用
CN103013478A (zh) 一种油基钻井液用封堵材料及制备方法
CN111320974B (zh) 一种酸化暂堵剂及其制备方法与应用
CN103897679A (zh) 一种用于裂缝性漏失的高承压堵漏浆
CN110903816A (zh) 一种封堵大裂缝的耐温抗盐高膨胀堵剂及其制备方法
CN106883357A (zh) 一种预交联凝胶缓膨微球调剖剂及其制备方法和用途
CN106317315B (zh) 一种油藏裂缝封堵用封堵剂
CN112745816B (zh) 钻井液用堵漏剂及其制备方法
CN108219332A (zh) 一种吸油膨胀材料及其制备方法和应用
WO2018171812A1 (zh) 一种缝洞型油藏油水选择性自膨胀橡胶堵剂、其制备方法及其应用
CN102618230A (zh) 一种油气田用可控制交联凝胶堵水堵漏材料
CN105567190A (zh) 一种凝胶堵漏剂及其制备方法
CN109825269A (zh) 剪切响应型凝胶堵漏剂及其制备方法与应用
CN107033864A (zh) 一种堵漏剂的制备方法
CN102181008B (zh) 一种修井堵漏用吸水树脂及其合成方法
CN106589986B (zh) 改性沥青及其制备方法和应用
CN115322760B (zh) 一种两性离子型堵水调剖剂及其制备方法
CN105601827A (zh) 一种具有超高减水性能的混凝土减水剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant