CN111826141A - 一种壳膜结构堵漏材料及其制备方法 - Google Patents

一种壳膜结构堵漏材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111826141A
CN111826141A CN201910329241.3A CN201910329241A CN111826141A CN 111826141 A CN111826141 A CN 111826141A CN 201910329241 A CN201910329241 A CN 201910329241A CN 111826141 A CN111826141 A CN 111826141A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shell
membrane structure
preparation
plugging material
chloride
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
CN201910329241.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111826141B (zh
Inventor
曾义金
李凡
李大奇
金军斌
刘金华
王伟吉
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.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering
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 China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN201910329241.3A priority Critical patent/CN111826141B/zh
Publication of CN111826141A publication Critical patent/CN111826141A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111826141B publication Critical patent/CN111826141B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G81/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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

本发明涉及钻井堵漏技术领域的一种壳膜结构堵漏材料及其制备方法。所述壳膜结构堵漏材料为疏水基团及水溶性聚合物接枝到植物壳表面得到的聚合物包覆壳类颗粒堵漏材料；所述的壳膜结构堵漏材料的制备方法可包括以下步骤：首先将疏水基团、碳碳双键接枝到植物壳表面，然后将得到的接枝改性壳类颗粒材料与丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸以及阳离子单体进行乳液聚合，得到所述壳膜结构堵漏材料。本发明将疏水基团及水溶性聚合物接枝到植物壳表面，在壳表面形成一层疏水保护膜，从而大大提高了壳的耐水浸泡能力，堵漏时可以大幅度提高颗粒材料的强度，从而解决利用植物壳类材料堵漏易引起的复漏问题。

Description

一种壳膜结构堵漏材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及钻井堵漏技术领域，更进一步说，涉及一种壳膜结构堵漏材料及其制备方法。
背景技术
井漏是钻井过程中经常遇到的技术难题，井漏不仅增加钻井成本，还严重制约钻井速度，甚至会引起卡钻、井喷、井壁失稳等一系列复杂。在各类堵漏技术中，应用最多的是桥接堵漏技术，约占整个堵漏施工的80％。桥接堵漏材料按外观分为颗粒状、片状和纤维状材料三大类。在堵漏作业中，这三类材料单独使用，作用都是有限的，不能有效封堵漏层，必须以合理的比例和级配复合后，才能达到理想的堵漏效果。其中颗粒材料常用的是核桃壳等植物壳类，其耐浸泡性能较差，在钻井液长期浸泡情况下，强度会逐渐降低，最终引起复漏。
对现有的植物壳类材料进行改性、包覆处理，在植物壳类材料表面包覆一层膜，隔断植物壳与外在流体，减少钻井液或地层流体对植物壳类材料强度的影响，使植物壳长期保持较高的强度，提高封堵层的持久性，避免复漏。
公开号为CN106609128A的中国专利提供了一种水基钻井液用堵漏剂。其中使用纤维、核桃壳、吸水聚合物颗粒、核壳聚合物微球等材料制备出水基钻井液堵漏剂；该堵漏剂亲水性好，有良好的悬浮稳定性，在水中具有可膨胀性，能够适应不同尺寸以及形状的空隙及裂缝。但是其耐浸泡性能较差，在堵漏浆中浸泡一段时间之后，承压强度大幅降低。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述桥堵漏过程中植物壳类颗粒材料不耐液体浸泡的问题，本发明提出一种壳膜结构堵漏材料。具体地说涉及一种壳膜结构堵漏材料及其制备方法。本发明是将疏水基团及水溶性聚合物接枝到植物壳表面，在壳表面形成一层疏水保护膜，从而大大提高了壳的耐水浸泡能力，堵漏时可以大幅度提高颗粒材料的强度，从而解决利用植物壳类材料堵漏易引起的复漏问题。
本发明目的之一是提供一种壳膜结构堵漏材料，是将疏水基团及水溶性聚合物接枝到植物壳表面得到的聚合物包覆壳类颗粒堵漏材料。疏水基团主要是通过酰氯的取代反应，而将疏水基团接到壳的表面。
所述植物壳选自核桃壳、杏壳及枣壳中的至少一种；
所述疏水基团选自C8～C20碳链的酰氯；优选C10～C18碳链的酰氯；
所述水溶性聚合物可为改性聚丙烯酰胺；所述改性聚丙烯酰胺可选自丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵三元共聚物；丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵三元共聚物；丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵三元共聚物中的至少一种。
在具体使用时还可用不同植物壳制备得到的壳膜结构堵漏材料进行复配，其中优选植物壳分别为核桃壳、杏壳及枣壳的壳膜结构堵漏材料中的至少两种，更优选为植物壳分别为杏壳和核桃壳的壳膜结构堵漏材料的复配，如聚合物包覆核桃壳堵漏材料：聚合物包覆杏壳堵漏材料的质量用量比例为1：(0.5～3)，优选1：(1～2)。
本发明目的之二是提供所述的壳膜结构堵漏材料的制备方法，可包括以下步骤：
首先将疏水基团、碳碳双键接枝到植物壳表面，然后将得到的接枝改性壳类颗粒材料与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)以及阳离子单体进行乳液聚合，得到聚合物包覆壳类颗粒堵漏材料，即为所述壳膜结构堵漏材料。
具体地，所述的壳膜结构堵漏材料的制备方法，可包括以下步骤：
第一步：接枝改性壳类颗粒材料的合成
步骤S1，取一定粒径的植物壳，加入有机溶剂，加热到80～100℃，并缓慢滴加环氧氯丙烷，反应4～8h后减压蒸馏除去未反应的环氧氯丙烷，冷却至20～40℃后继续滴加酰氯，反应3～6h后，冷却至常温过滤，产品清洗后干燥，得到改性壳类颗粒材料，收集备用；
所述植物壳的粒径可为0.5～4mm，优选1～3mm；
所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、异丙醇、四氢呋喃中的至少一种；
所述有机溶剂的体积用量与植物壳的质量用量比例范围为(10～100):1(ml/g)的体积重量比，优选为(10～50):1(ml/g)；
所述环氧氯丙烷的mol用量与植物壳的质量用量的比例为(0.01～0.12)：1(mol/g)，优选为(0.02～0.09)：1(mol/g)；
所述的酰氯可选自十八碳酰氯、十六碳酰氯、十四碳酰氯、十碳酰氯中的至少一种；
所述酰氯的mol用量与植物壳的质量用量的比例为(0.01～0.1)：1(mol/g)，优选为(0.04～0.1)：1(mol/g)。
所述步骤S1中，所述清洗后干燥包括以下步骤：
将所述产品依次用稀氢氧化钠、稀盐酸、去离子水清洗并自然风干；
步骤S2，取S1中得到的改性壳类颗粒材料加入到容器中，然后加入二氯甲烷、NaOH，催化剂，搅拌升温到30～50℃，滴加烯丙基聚乙二醇后升温到50～60℃，反应4～10h后冷却，产品抽滤后，清洗后干燥，即可得到接枝改性壳类颗粒材料；优选地，所述的烯丙基聚乙二醇的分子量为500～1000；
所述步骤S2中，所述清洗后干燥包括以下步骤：
依次用95％的乙醇、稀盐酸、去离子水清洗后自然风干。
所述二氯甲烷的用量体积与S1中得到的改性壳类颗粒材料的质量用量的比例范围为(10～30)：1(ml/g)，优选为(10～16)：1(ml/g)。
所述改性壳类颗粒材料与NaOH的质量用量比例可为1：(0.02～0.6)，优选为1：(0.2～0.5)；
所述烯丙基聚乙二醇与环氧氯丙烷mol用量比例为1:(0.5～5)，优选为1:(0.5～3.5)；
所述的催化剂可选自四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的至少一种。
所述催化剂质量用量与烯丙基聚乙二醇的mol用量比例可为1：(0.05～0.8)(g/mol)，优选1：(0.05～0.5)(g/mol)。
第二步：制备壳膜结构堵漏材料
配制AMPS水溶液，在AMPS水溶液中加入所述接枝改性壳类颗粒材料、AM、阳离子单体，得到反应溶液；加入乳化剂超声后搅拌，通入氮气，加入引发剂，控制温度在30～50℃；搅拌反应4～10h后，得到胶体状产物，洗涤，得到白色沉淀物，烘干粉碎，得到所述壳膜结构堵漏材料；
所述AMPS水溶液的pH值为7～8；
所述的阳离子单体可选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的至少一种。
其中，AMPS、AM、接枝改性壳类颗粒材料及阳离子单体的总质量可占反应溶液质量分数的15～25％；
所述AM、AMPS、接枝改性壳类颗粒材料、阳离子单体的质量比可为100：(20～60)：(5～40)：(10～30)，优选100：(20～50)：(15～35)：(10～25)，进一步优选为100：(20～40)：(20～30)：(10～20)。
所述乳化剂选自OP-10、OP-15、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、NP-10、NP-15、T-20、T-60、S-80或S-85中的至少一种；
所述乳化剂的用量为反应单体总质量的0.05～0.8％；优选为0.05～0.4％，更优选为0.05～0.1％。
所述的引发剂的用量为反应单体总质量的0.2％～1％，优选为0.2％～0.6％；
所述反应单体总质量为AM、AMPS、阳离子单体、接枝改性壳类颗粒材料的质量之和；
所述引发剂可为本领域常用的引发剂，优选为质量份数比为1:1的过硫酸铵和亚硫酸钠，或质量份数比为1:1的过硫酸钾和亚硫酸氢钠。
所述烘干的温度范围为25～45℃；
所述粉碎的粒径范围为0.5～2mm。
本发明的效果
本发明的壳膜结构堵漏材料具有较好的耐水浸泡能力及分散能力，与常规壳类材料相比，聚合物包覆壳类颗粒材料可以分散在堵漏浆中而不会沉降，同时在堵漏浆中浸泡一段时间之后，承压强度变化较小；所述壳膜结构堵漏材料本身外带的聚合物网络结构具有良好的充填作用。
本发明的壳膜结构堵漏材料具有良好的耐水浸泡性能、具有一定变形的特点，可提高堵漏成功率及形成的封堵层的持久性；与常规植物壳相比，在水或钻井液中浸泡14天后，强度基本不降，而常规植物壳类材料，在水中浸泡14天后，强度为原来的三分之一左右。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。但本发明不受这些实施例的限制。
实施例1
第一步：接枝改性壳类颗粒材料的合成
步骤S1，取5g烘干后的粒径为2mm的核桃壳，加入50mL有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺，加热到80℃，并缓慢滴加0.2mol环氧氯丙烷，反应4h后后减压蒸馏除去未反应的环氧氯丙烷，冷却至40℃后继续滴加0.5mol十四碳酰氯，反应3h，冷却至常温过滤，产品依次用稀氢氧化钠、稀盐酸、去离子水清洗并自然风干，收集备用。
步骤S2，取5g S1得到的改性的核桃壳加入到100mL三口烧瓶中，然后加入50mL二氯甲烷、2g NaOH，0.4g四丁基溴化铵，搅拌升温到50℃，滴加0.2mol分子量为500的烯丙基聚乙二醇后升温到50℃，反应6h后冷却，产品抽滤后，依次用95％的乙醇、稀盐酸、去离子水清洗后自然风干，即可得到接枝改性核桃壳材料。
第二步：制备壳膜结构堵漏材料
在配制pH为8的AMPS水溶液中加入接枝改性核桃壳材料、AM、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，得到反应溶液；控制AMPS、AM、接枝改性核桃壳材料及甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵总质量份数为反应溶液质量的20％，其中，AM、AMPS、接枝改性核桃壳、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量比为100：40：20：10；加入占所述AM、AMPS、阳离子单体、接枝改性壳类颗粒材料的质量之和的0.05％的乳化剂OP-10超声后搅拌，通入氮气，加入占反应单体总质量0.2％的引发剂，引发剂为质量份数比为1:1的过硫酸铵和亚硫酸钠，控制温度在30℃；搅拌反应8h后，得到胶体状产物，洗涤，得到白色沉淀物，25℃烘干，粉碎(粉碎粒径为1mm)，得到聚合物包覆核桃壳堵漏材料。
强度测定：将上述得到的聚合物包覆核桃壳置于清水中浸泡14天，利用WDW-T10型微机控制电子万能试验机(济南思达测试技术有限公司)测试其强度，压力为56.8N时破碎，折算强度为14.2MPa。
对比例：未处理过的核桃壳，利用WDW-T10型微机控制电子万能试验机测试其强度，压力为56.4N时破碎，折算强度为14.1MPa。将未处理过的核桃壳置于清水中浸泡14天，利用WDW-T10型微机控制电子万能试验机测试其强度，压力为18.8N时破碎，折算强度为4.7MPa。
实施例2
第一步：接枝改性壳类颗粒材料的合成
步骤S1，取5g烘干后的粒径为3mm枣壳，加入50mL有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺，加热到100℃，并缓慢滴加0.25mol环氧氯丙烷，反应8h减压蒸馏除去未反应的环氧氯丙烷，冷却至20℃后继续滴加0.25mol十六碳酰氯，反应6h，冷却至常温过滤，产品依次用稀氢氧化钠、稀盐酸、去离子水清洗并自然风干，收集备用。步骤S2，取5g S1得到的改性的枣壳加入到100mL三口烧瓶中，然后加入50mL二氯甲烷、2g NaOH，1g四丁基氯化铵，搅拌升温到50℃，滴加100g分子量为1000的烯丙基聚乙二醇后升温到60℃，反应6h后冷却，产品抽滤后，依次用95％的乙醇、稀盐酸、去离子水清洗后自然风干，即可得到接枝改性枣壳材料。
第二步：制备壳膜结构堵漏材料
在配制pH为8的AMPS水溶液中加入接枝改性枣壳材料、AM、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵，得到反应溶液；控制AMPS、AM、接枝改性枣壳材料及丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵总质量占反应溶液质量份数的20％，其中，AM、AMPS、接枝改性枣壳材料、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵的质量比为100：20：20：20；加入占所述AM、AMPS、阳离子单体、接枝改性壳类颗粒材料的质量之和的0.05％的乳化剂OP-10超声后搅拌，通入氮气，加入占反应单体总质量0.4％的引发剂，引发剂质量份数比为1:1的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，控制温度在30℃；搅拌反应10h后，得到胶体状产物，洗涤，得到白色沉淀物，30℃烘干，粉碎(具体粉碎粒径为2mm)，得到聚合物包覆枣壳堵漏材料。
强度测试：将上述得到的聚合物包覆枣壳堵漏材料置于清水中浸泡14天，利用WDW-T10型微机控制电子万能试验机测试其强度，压力为58.0N时破碎，折算强度为14.5MPa。
堵漏承压能力测试：
选择过2mm筛的枣壳与基浆配成堵漏配方1：基浆+10wt％枣壳；
所述基浆的制备方法包括以下步骤：在100重量份水中加入6重量份膨润土，再加入膨润土质量0.2％的纯碱及0.3％的烧碱，搅拌后静置24小时以上即可留存备用。
选择过2mm筛的聚合物包覆枣壳堵漏材料与基浆配成堵漏配方2：基浆+10wt％聚合物包覆枣壳堵漏材料；
分别测定上述两个体系对于3mm人造裂缝的承压能力，测试方法可参考公开号为CN102453475A实施例中的测试方法，实验所用仪器为华北油田钻井院的DLM-01A型堵漏模拟装置。将所述两个体系分别加入堵漏模拟装置中，进行测试。结果表明配方1的承压为3.5MPa，配方2的承压为6.3MPa。
然后分别将两个体系放在60℃条件下老化5天，再用配方1，配方2进行堵漏实验，结果表明配方1的承压为0.5MPa，配方2的承压为5.2MPa。
以上结果表明改性枣壳后的得到的聚合物包覆枣壳堵漏材料具有良好的耐水浸泡能力。
实施例3
第一步：枝改性壳类颗粒材料的合成
步骤S1，取5g烘干后的粒径为2mm的杏壳，加入50mL有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺，加热到90℃，并缓慢滴加0.35mol环氧氯丙烷，反应5h减压蒸馏除去未反应的环氧氯丙烷，冷却至30℃后继续滴加0.25mol十六碳酰氯，反应5h，冷却至常温过滤，产品依次用稀氢氧化钠、稀盐酸、去离子水清洗并自然风干，收集备用。
步骤S2，取5g S1得到的改性的杏壳加入到100mL三口烧瓶中，然后加入50mL二氯甲烷、1.5g NaOH，1.5g四丁基氯化铵，搅拌升温到50℃，滴加70g分子量为700的烯丙基聚乙二醇后升温到60℃，反应6h后冷却，产品抽滤后，依次用95％的乙醇、稀盐酸、去离子水清洗后自然风干，即可得到接枝改性杏壳材料。
第二步：制备壳膜结构堵漏材料
在配制pH为8的AMPS水溶液中加入接枝改性杏壳材料、AM、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵，得到反应溶液；控制AMPS、AM、接枝改性杏壳材料及丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵总质量份数占反应溶液质量的20％，其中，AM、AMPS、接枝改性杏壳、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵的质量比为100：25：30：20；加入占所述AM、AMPS、阳离子单体、接枝改性壳类颗粒材料的质量之和的0.05％的乳化剂OP-10超声后搅拌，通入氮气，加入占反应单体总质量0.4％的引发剂，引发剂为质量份数比为1:1的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，控制温度在30℃；搅拌反应5h后，得到胶体状产物，洗涤，得到白色沉淀物，25℃烘干粉碎(具体粉碎粒径为1mm)，得到聚合物包覆杏壳堵漏材料；
取5g烘干后捣碎过1mm筛的核桃壳，根据实施例3的制备方法合成聚合物包覆核桃壳堵漏材料。
强度测试：将上述得到的聚合物包覆杏壳堵漏材料置于清水中浸泡14天，利用WDW-T10型微机控制电子万能试验机测试其强度，压力为50.8N时破碎，折算强度为12.7MPa。
堵漏承压强度测定：
配方1：基浆+8wt％杏壳(过2mm筛)+5wt％核桃壳(过1mm筛)
配方2：基浆+8wt％聚合物包覆杏壳堵漏材料(过2mm筛)+5wt％聚合物包覆核桃壳堵漏材料(过1mm筛)
分别测定两个体系对于3mm人造裂缝的承压能力，结果表明配方1的承压为4.5MPa，配方2的承压为8.1MPa。然后分别将两个体系放在70℃条件下老化4天，再用配方1，配方2进行堵漏实验，结果表明配方1的承压为2.5MPa，配方2的承压为7.2MPa。
以上结果表明聚合物包覆后的颗粒材料具有良好的耐水浸泡能力。

Claims (10)

1.一种壳膜结构堵漏材料，其特征在于是将疏水基团及水溶性聚合物接枝到植物壳表面得到的聚合物包覆壳类颗粒堵漏材料；
所述疏水基团选自C8～C20碳链的酰氯；
所述水溶性聚合物为改性聚丙烯酰胺；
所述植物壳选自核桃壳、杏壳及枣壳中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的壳膜结构堵漏材料，其特征在于：
所述改性聚丙烯酰胺选自丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵三元共聚物；丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵三元共聚物；丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵三元共聚物中的至少一种；
所述疏水基团选自C10～C18碳链的酰氯。
3.根据权利要求1或2所述的壳膜结构堵漏材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
首先将疏水基团、碳碳双键接枝到植物壳表面，然后将得到的接枝改性壳类颗粒材料与丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及阳离子单体进行乳液聚合，得到所述壳膜结构堵漏材料。
4.根据权利要求3所述的壳膜结构堵漏材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步：接枝改性壳类颗粒材料的合成
步骤S1，取植物壳，加入有机溶剂，加热到80～100℃，并缓慢滴加环氧氯丙烷，反应后减压蒸馏除去未反应的环氧氯丙烷，冷却至20～40℃后继续滴加酰氯，反应后，冷却至常温过滤，产品清洗后干燥，得到改性壳类颗粒材料，收集备用；
步骤S2，取S1中得到的改性壳类颗粒材料加入到容器中，然后加入二氯甲烷、NaOH，催化剂，搅拌升温到30～50℃，滴加烯丙基聚乙二醇后升温到50～60℃，反应后冷却，产品抽滤后，清洗后干燥，即可得到接枝改性壳类颗粒材料；
第二步：制备壳膜结构堵漏材料
配制AMPS水溶液，调节pH为7～8，在上述水溶液中加入所述接枝改性壳类颗粒材料、丙烯酰胺、阳离子单体，得到反应溶液；加入乳化剂超声后搅拌，通入氮气，加入引发剂，控制温度在30～50℃；搅拌反应后，得到胶体状产物，洗涤，烘干粉碎，得到所述壳膜结构堵漏材料。
5.根据权利要求4所述的壳膜结构堵漏材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤S1中，
所述植物壳的粒径为0.5～4mm；
所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、异丙醇、四氢呋喃中的至少一种；
所述有机溶剂的体积用量与植物壳的质量用量比例范围为(10～100):1(ml/g)体积重量比。
6.根据权利要求4所述的壳膜结构堵漏材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤S1中，
所述环氧氯丙烷的mol用量与植物壳的质量用量的比例为(0.01～0.12)：1(mol/g)；
所述的酰氯选自十八碳酰氯、十六碳酰氯、十四碳酰氯、十碳酰氯中的至少一种；
所述酰氯的mol用量与植物壳的质量用量的比例为(0.01～0.1)：1(mol/g)。
7.根据权利要求4所述的壳膜结构堵漏材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤S2中，
所述二氯甲烷的体积用量与改性壳类颗粒材料的质量用量的比例范围为(10～30)：1(ml/g)，优选为(10～16)：1(ml/g)；
所述改性壳类颗粒材料与NaOH的质量用量比例为1：(0.02～0.6)；
所述烯丙基聚乙二醇与环氧氯丙烷的mol用量比例为1:(0.5～5)，优选为1:(0.5～3.5)；
所述的催化剂选自四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的至少一种；
所述催化剂质量用量与烯丙基聚乙二醇的mol用量比例为1：(0.05～0.8)(g/mol)，优选1：(0.05～0.5)(g/mol)；所述的烯丙基聚乙二醇的分子量为500～1000。
8.根据权利要求4所述的壳膜结构堵漏材料的制备方法，其特征在于：
所述第二步反应中，
所述AMPS、AM、接枝改性壳类颗粒材料及阳离子单体占反应溶液的总质量分数为15～25％；
所述AM、AMPS、接枝改性壳类颗粒材料、阳离子单体的质量比为100：(20～60)：(5～40)：(10～30)；
所述的阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的至少一种。
9.根据权利要求4所述的壳膜结构堵漏材料的制备方法，其特征在于：
所述乳化剂选自OP-10、OP-15、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、NP-10、NP-15、T-20、T-60、S-80或S-85中的至少一种；
所述乳化剂的用量为反应单体总质量的0.05～0.8％；优选为0.05～0.4％；
所述引发剂选自质量份数比为1:1的过硫酸铵和亚硫酸钠，或质量份数比为1:1的过硫酸钾和亚硫酸氢钠；
所述的引发剂的用量为反应单体总质量的0.2％～1％；
所述反应单体总质量为AM、AMPS、阳离子单体、接枝改性壳类颗粒材料的质量之和；
所述烘干的温度范围为25～45℃；
所述粉碎的粒径范围为0.5～2mm。
10.根据权利要求4～9之任一项所述的壳膜结构堵漏材料的制备方法制得的所述壳膜结构堵漏材料。
CN201910329241.3A 2019-04-23 2019-04-23 一种壳膜结构堵漏材料及其制备方法 Active CN111826141B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910329241.3A CN111826141B (zh) 2019-04-23 2019-04-23 一种壳膜结构堵漏材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910329241.3A CN111826141B (zh) 2019-04-23 2019-04-23 一种壳膜结构堵漏材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111826141A true CN111826141A (zh) 2020-10-27
CN111826141B CN111826141B (zh) 2022-08-30

Family

ID=72911832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910329241.3A Active CN111826141B (zh) 2019-04-23 2019-04-23 一种壳膜结构堵漏材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111826141B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112480884A (zh) * 2020-12-08 2021-03-12 中国石油天然气股份有限公司 一种壳膜结构堵漏材料、制备方法及使用方法
CN115404063A (zh) * 2021-05-26 2022-11-29 中国石油化工股份有限公司 一种水基钻井液用环保型封堵剂及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5484895A (en) * 1988-12-19 1996-01-16 Meister; John J. Graft copolymers of vascular plants, method of making same and uses therefore
CN103752279A (zh) * 2013-11-27 2014-04-30 河海大学 一种含有双偕胺肟基团的改性核桃壳吸附剂及其制备方法
WO2016020524A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 Universität Für Bodenkultur Wien Ultra-dense shell core-shell nanoparticles
US20170022408A1 (en) * 2013-12-26 2017-01-26 Halliburton Energy Services, Inc. Fluid loss additive for water based drilling fluids with improved thermal stability
CN106398660A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 四川上之登新材料有限公司 一种钻井液用承压堵漏剂
CN108166944A (zh) * 2017-12-28 2018-06-15 长江大学 一种油气井中破损套管的修复方法和快速滤失堵漏浆

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5484895A (en) * 1988-12-19 1996-01-16 Meister; John J. Graft copolymers of vascular plants, method of making same and uses therefore
CN103752279A (zh) * 2013-11-27 2014-04-30 河海大学 一种含有双偕胺肟基团的改性核桃壳吸附剂及其制备方法
US20170022408A1 (en) * 2013-12-26 2017-01-26 Halliburton Energy Services, Inc. Fluid loss additive for water based drilling fluids with improved thermal stability
WO2016020524A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 Universität Für Bodenkultur Wien Ultra-dense shell core-shell nanoparticles
CN106398660A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 四川上之登新材料有限公司 一种钻井液用承压堵漏剂
CN108166944A (zh) * 2017-12-28 2018-06-15 长江大学 一种油气井中破损套管的修复方法和快速滤失堵漏浆

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张歧安等: "延迟膨胀颗粒堵漏剂的研究与应用", 《钻井液与完井液》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112480884A (zh) * 2020-12-08 2021-03-12 中国石油天然气股份有限公司 一种壳膜结构堵漏材料、制备方法及使用方法
CN112480884B (zh) * 2020-12-08 2022-07-05 中国石油天然气股份有限公司 一种壳膜结构堵漏材料、制备方法及使用方法
CN115404063A (zh) * 2021-05-26 2022-11-29 中国石油化工股份有限公司 一种水基钻井液用环保型封堵剂及其制备方法
CN115404063B (zh) * 2021-05-26 2023-08-01 中国石油化工股份有限公司 一种水基钻井液用环保型封堵剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111826141B (zh) 2022-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112011318B (zh) 一种盐响应型抗高温两性离子聚合物降滤失剂及其制备方法与应用
CN110564381B (zh) 一种钻井液用复合降滤失剂及其制备方法
EP0216091B1 (en) Inverse emulsions
CN105586025B (zh) 高温高盐油藏聚合物微球分散体系调驱剂及其制备方法和应用
CN111826141B (zh) 一种壳膜结构堵漏材料及其制备方法
CN105524215B (zh) 耐温抗盐丙烯酰胺类聚合物微球分散体系及其制备方法和应用
CN101608047B (zh) 水溶性聚合物分散液、纸张增强剂、造纸用滤水性提高剂及造纸用助留剂
CN115029926B (zh) 纤维接枝可膨胀树脂堵漏材料组成与制备方法及其固井防漏堵漏应用
CN1039034A (zh) 疏水性改进的羟乙基纤维存在下聚合物水乳胶的制备方法
CN111826142B (zh) 一种基于聚合物包覆壳类颗粒材料的桥接堵漏浆及其制备方法
CN112708403A (zh) 一种石油钻井液及其制备方法
CN105777962B (zh) 一种废弃水基钻井液用絮凝剂及其制备方法
US4235982A (en) Organic pigments
CN110577622A (zh) 一种钻井液用抗温抗盐降滤失剂及其制备方法
CN112011013B (zh) 一种提高阳离子聚合物分子量的制备方法
CN111704695B (zh) 一种多功能钻井处理剂及其制备和应用
CN115975112B (zh) 一种抗高温有机硅交联淀粉降滤失剂及其制备方法与应用
CN115260373B (zh) 一种抗高温高钙柔性封堵剂及其制备方法与应用
CN111704809A (zh) 一种制备塑料、涂料用硫酸钡的方法
CN114437680B (zh) 一种淀粉基钻井液及其制备方法
CN112574725B (zh) 抗高温的高密度水基钻井液及其制备方法
CN111333856A (zh) 一种支化氨基磺酸纳米封堵剂及其水基钻井液
CN110029526B (zh) 纸张干强剂、纸张干强剂的制备方法及其应用
CN105754022B (zh) 3-乙烯胺基-2-羟丙基三甲基氯化铵共聚物及其制备和应用
US4403063A (en) Organic pigments

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