CN108531148A - 一种井眼强化屏蔽剂及其制备方法 - Google Patents

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黄熠
王尔钧
李炎军
刘和兴
顾纯巍
陈浩东
何连
吴志明
孟文波
徐龙
徐一龙
赵学战
余意
向兴金
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Abstract

本发明涉及一种井眼强化屏蔽剂及制备方法，属于化工技术领域；由重量份为有机硅树脂40～68份，丙烯酸酯聚合物10～22份，环氧树脂6～22份，纳米封堵剂0.5～1.0份，反应性硅油10～18份，催化剂0.1～0.5份，乳化剂0.5～1份，去离子水80～100份的组分组成；制备方法为向反应釜中依次投入有机硅树脂、丙烯酸酯聚合物、环氧树脂、反应性硅油和去离子水，搅拌均匀，调节pH值在7～9范围；加入乳化剂，搅拌2h，然后加入纳米封堵剂，搅拌3h，并升温至80~90℃；加入催化剂，在100~120℃温度条件下反应5h，降温至50~60℃，保温2h，冷却，出料；本发明方法工艺简单，成本低；制备的井眼强化屏蔽剂性能稳定，品质好，可使砂岩和泥岩岩心的抗压强度和封堵能力增强，稳定性提高。

Description

一种井眼强化屏蔽剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种井眼强化屏蔽剂及其制备方法，属于化工技术领域。
背景技术
在深水石油天然气勘探开发钻井过程中，浅层地层岩石欠压实易漏、深部高温地层泥岩地层井壁易失稳、高温高压气层易漏易喷是制约深水高温高压气田钻井安全的重要因素，而现场加入钻井液封堵材料和配置堵漏浆是预防和解决井壁失稳及漏失的主要技术措施。
钻井封堵技术主要通过控制滤失量和添加沥青类封堵材料来减少滤液向地层的侵入，进而预防井壁失稳，这类措施虽然有效，但不能从根本上改变地层岩石的胶结性和稳定性，且由于钻井液各个组分的影响，很多封堵剂材料往往达不到理想的应用效果。堵漏浆则是根据漏失特点，选用合理级配的果壳、纤维、石英砂、云母、碳酸钙等惰性材料，按一定比例配置成堵漏浆，然后泵入井下在漏失通道上形成封堵层来解决漏失问题。配置堵漏浆的方式虽然解决了很多漏失问题，但是期间的风险和带来的潜在经济损失巨大，且很被动。
对于深水气田，由于地层的复杂性和非均质性，漏失风险和井壁失稳风险预测和判断难度大，因此给井下作业安全带来极大隐患。因此，迫切需要一种适用于全井段的能够增强井壁胶结强度和稳定性的井眼强化屏蔽剂及屏蔽液产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种井眼强化屏蔽剂，性能优良，用于钻井作业，使砂岩和泥岩岩心的抗压强度和封堵能力增强，稳定性能提高。
为实现上述发明的目的，本发明采取的技术方案如下：
一种井眼强化屏蔽剂，由以下重量份的组分组成：
有机硅树脂40～68份，丙烯酸酯聚合物10～22份，环氧树脂6～22份，纳米封堵剂0.5～1.0份，反应性硅油10～18份，催化剂0.1～0.5份，乳化剂0.5～1份，去离子水80～100份。
所述的有机硅树脂是指聚烷基硅树脂、聚芳基硅树脂、聚烷基芳基硅树脂、环氧改性有机硅树脂、聚酯改性有机硅树脂、聚酰亚胺改性有机硅树脂、酚醛改性有机硅树脂中的一种或两种以上的混合物。
所述的丙烯酸酯聚合物是指丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯中的一种或两种以上的混合物。
所述的环氧树脂是缩水甘油酯型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种或两种以上的混合物。
所述的纳米封堵剂是指纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米氧化镁中的一种或两种以上的混合物。
所述的反应性硅油是指含氢硅油、羟基硅油、乙烯基硅油、氨基硅油中的一种或两种以上的混合物。
所述的催化剂是指二丁基三月桂酸锡辛酸亚锡、二丁基二醋酸锡、二乙基二辛酸锡中的一种或两种以上的混合物。
所述的乳化剂是指吐温80。
本发明的另一个目的是提供一种井眼强化屏蔽剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配方向反应釜中依次投入有机硅树脂、丙烯酸酯聚合物、环氧树脂、反应性硅油和去离子水，搅拌均匀，加入适量烧碱调节pH值在7～9范围；
（2）加入乳化剂，期间通入氮气，搅拌2h；
（3）加入纳米封堵剂，开动搅拌状态，搅拌3h，并在搅拌状态下升温至80~90℃；
（4）加入催化剂，在100~120℃温度条件下反应5h；
（5）降温至50~60℃，保温2h，冷却，出料即可。
本发明的有益效果是：
（1）本发明方法工艺简单，成本低；制备的井眼强化屏蔽剂性能稳定，品质好。
（2）本发明方法制备的井眼强化屏蔽剂用于钻井作业，可阻碍液相的压力传递，使砂岩和泥岩岩心的抗压强度和封堵能力增强，稳定性提高，且使用简便。
具体实施方式
下面通过实例对本发明做进一步详细说明，这些实例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
实施例1
一种井眼强化屏蔽剂，由以下重量份的组分组成：
聚烷基硅树脂40份，丙烯酸甲酯10份，缩水甘油酯型环氧树脂6份，纳米碳酸钙0.5份，羟基硅油10份，二丁基三月桂酸锡辛酸亚锡0.1份，吐温80 0.5份，去离子水80份。
一种井眼强化屏蔽剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配方向反应釜中依次投入聚烷基硅树脂，丙烯酸甲酯，缩水甘油酯型环氧树脂、羟基硅油和去离子水，搅拌均匀，加入适量烧碱调节pH值在7～9范围；
（2）加入吐温80，期间通入氮气，搅拌2h；
（3）加入纳米碳酸钙，开动搅拌状态，搅拌3h，并在搅拌状态下升温至80℃；
（4）加入二丁基三月桂酸锡辛酸亚锡，在100℃温度条件下反应5h；
（5）降温至50℃，保温2h，冷却，出料即可。
实施例2
一种井眼强化屏蔽剂，由以下重量份的组分组成：
聚芳基硅树脂68份，丙烯酸乙酯22份，双酚A型环氧树脂22份，纳米二氧化硅1.0份，乙烯基硅油18份，二丁基二醋酸锡0.5份，吐温80 1份，去离子水100份。
一种井眼强化屏蔽剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配方向反应釜中依次投入聚芳基硅树脂，丙烯酸乙酯，双酚A型环氧树脂、乙烯基硅油和去离子水，搅拌均匀，加入适量烧碱调节pH值在7～9范围；
（2）加入吐温80，期间通入氮气，搅拌2h；
（3）加入纳米二氧化硅，开动搅拌状态，搅拌3h，并在搅拌状态下升温至90℃；
（4）加入二丁基二醋酸锡，在120℃温度条件下反应5h；
（5）降温至60℃，保温2h，冷却，出料即可。
实施例3
一种井眼强化屏蔽剂，由以下重量份的组分组成：
环氧改性有机硅树脂20份、聚酯改性有机硅树脂34份，2-甲基丙烯酸甲酯16份，双酚F型环氧树脂14份，纳米氧化镁0.8份，氨基硅油14份，二乙基二辛酸锡0.3份，吐温80 0.75份，去离子水90份。
本发明的另一个目的是提供一种井眼强化屏蔽剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配方向反应釜中依次投入环氧改性有机硅树脂、聚酯改性有机硅树脂、2-甲基丙烯酸甲酯、双酚F型环氧树脂、氨基硅油和去离子水，搅拌均匀，加入适量烧碱调节pH值在7～9范围；
（2）加入乳化剂，期间通入氮气，搅拌2h；
（3）加入纳米氧化镁，开动搅拌状态，搅拌3h，并在搅拌状态下升温至85℃；
（4）加入二乙基二辛酸锡，在110℃温度条件下反应5h；
（5）降温至55℃，保温2h，冷却，出料即可。
实施例4
一种井眼强化屏蔽剂，由以下重量份的组分组成：
聚酯改性有机硅树脂50份，丙烯酸乙酯5份、2-甲基丙烯酸甲酯10份、2-甲基丙烯酸乙酯5份，双酚A型环氧树脂10份，纳米碳酸钙0.3份、纳米二氧化硅0.7份，羟基硅油10份，二丁基二醋酸锡0.3份，吐温80 1份，去离子水85份。
一种井眼强化屏蔽剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配方向反应釜中依次投入聚酯改性有机硅树脂，丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯，双酚A型环氧树脂、羟基硅油和去离子水，搅拌均匀，加入适量烧碱调节pH值在7～9范围；
（2）加入吐温80，期间通入氮气，搅拌2h；
（3）加入纳米碳酸钙、纳米二氧化硅，开动搅拌状态，搅拌3h，并在搅拌状态下升温至90℃；
（4）加入二丁基二醋酸锡，在105℃温度条件下反应5h；
（5）降温至50℃，保温2h，冷却，出料即可。
实施例5
一种井眼强化屏蔽剂，由以下重量份的组分组成：
酚醛改性有机硅树脂60份，丙烯酸乙酯12份，缩水甘油酯型环氧树脂16份，纳米二氧化硅0.8份，乙烯基硅油18份，二乙基二辛酸锡0.2份，吐温80 0.6份，去离子水95份。
一种井眼强化屏蔽剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配方向反应釜中依次投入酚醛改性有机硅树脂，丙烯酸乙酯，缩水甘油酯型环氧树脂、乙烯基硅油和去离子水，搅拌均匀，加入适量烧碱调节pH值在7～9范围；
（2）加入吐温80，期间通入氮气，搅拌2h；
（3）加入纳米二氧化硅，开动搅拌状态，搅拌3h，并在搅拌状态下升温至90℃；
（4）加入二乙基二辛酸锡，在115℃温度条件下反应5h；
（5）降温至58℃，保温2h，冷却，出料即可。

Claims (9)

1.一种井眼强化屏蔽剂，其特征在于：由以下重量份的组分组成：
有机硅树脂40～68份，丙烯酸酯聚合物10～22份，环氧树脂6～22份，纳米封堵剂0.5～1.0份，反应性硅油10～18份，催化剂0.1～0.5份，乳化剂0.5～1份，去离子水80～100份。
2.根据权利要求1所述的一种井眼强化屏蔽剂，其特征在于：所述的有机硅树脂是指聚烷基硅树脂、聚芳基硅树脂、聚烷基芳基硅树脂、环氧改性有机硅树脂、聚酯改性有机硅树脂、聚酰亚胺改性有机硅树脂、酚醛改性有机硅树脂中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种井眼强化屏蔽剂，其特征在于：所述的丙烯酸酯聚合物是指丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种井眼强化屏蔽剂，其特征在于：所述的环氧树脂是缩水甘油酯型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种井眼强化屏蔽剂，其特征在于：所述的纳米封堵剂是指纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米氧化镁中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种井眼强化屏蔽剂，其特征在于：所述的反应性硅油是指含氢硅油、羟基硅油、乙烯基硅油、氨基硅油中的一种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种井眼强化屏蔽剂，其特征在于：所述的催化剂是指二丁基三月桂酸锡辛酸亚锡、二丁基二醋酸锡、二乙基二辛酸锡中的一种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种井眼强化屏蔽剂，其特征在于：所述的乳化剂是指吐温80。
9.一种制备权利要求1所述的井眼强化屏蔽剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按配方向反应釜中依次投入有机硅树脂、丙烯酸酯聚合物、环氧树脂、反应性硅油和去离子水，搅拌均匀，加入适量烧碱调节pH值在7～9范围；
（2）加入乳化剂，期间通入氮气，搅拌2h；
（3）加入纳米封堵剂，开动搅拌状态，搅拌3h，并在搅拌状态下升温至80~90℃；
（4）加入催化剂，在100~120℃温度条件下反应5h；
（5）降温至50~60℃，保温2h，冷却，出料即可。
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