CN112500841B - 一种海上石油开采用高效封堵剂及其制备方法 - Google Patents

一种海上石油开采用高效封堵剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及封堵剂技术领域，具体公开了一种海上石油开采用高效封堵剂及其制备方法。本申请的海上石油开采用高效封堵剂主要由如下重量份数的原料制成：封堵聚合物30‑50份、轻钙粉20‑30份、氧化钙10‑15份、增强纤维2‑5份；封堵聚合物主要由水和重量比为10‑22:8‑10:20‑30:0.5‑1的聚合单体、填料、造孔剂、引发剂混合反应制得；聚合单体包括聚合单体A和聚合单体B，聚合单体A为丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、N‑羟甲基丙烯酰胺中的至少一种，聚合单体B为二甲基二烯丙基氯化铵、辛基二甲基烯丙基氯化铵中的至少一种。本申请的海上石油开采用高效封堵剂具有较高的抗压能力，低温下仍然具有较高的抗压强度。

Description

一种海上石油开采用高效封堵剂及其制备方法
技术领域
本申请涉及封堵剂技术领域，更具体地说，涉及一种海上石油开采用高效封堵剂及其制备方法。
背景技术
在石油开采过程中，随着地层中的油气被采出，会导致地层亏空、出现大孔道等情况，会加剧油井漏失，严重影响正常的采油作业。为了保证油气资源被顺利采出，一般需要采用封堵剂(堵漏剂)对漏失油井进行化学封堵。封堵剂一般会采用油井水泥、无机填料及有机聚合物等，在注入油井后，封堵剂浆体流至漏失处时堆积、凝结、固化，完成封堵。对于海上石油开采时进行的封堵，还需要封堵剂具有良好的承压能力，在处于压强较大的环境中仍能保证良好的封堵效果。
申请公布号为CN104152123A的中国发明专利申请公开了一种阳离子化学堵漏剂，包括基于所述堵漏剂总重量计的0.1-5％的阳离子聚合物、1-15％的填充剂、0.1-5％的交联剂和1-5％的流变调节剂。该化学堵漏剂使用时，能够与钻井液发生反应并交联固结，形成空间网状结构，起到封堵漏失通道的作用。
针对上述相关技术，发明人认为该堵漏剂抗压强度仍然有待提高。
发明内容
为了提高封堵剂的抗压强度，本申请提供一种海上石油开采用高效封堵剂及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种海上石油开采用高效封堵剂，采用如下技术方案：
一种海上石油开采用高效封堵剂，主要由如下重量份数的原料制成：封堵聚合物30-50份、轻钙粉20-30份、氧化钙10-15份、增强纤维2-5份；所述封堵聚合物主要由水和重量比为10-22:8-10:20-30:0.5-1的聚合单体、填料、造孔剂、引发剂反应制得；
所述聚合单体包括聚合单体A和聚合单体B，聚合单体A为丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种，聚合单体B为二甲基二烯丙基氯化铵、辛基二甲基烯丙基氯化铵、对甲氧基苯辛基二甲基烯丙基氯化铵中的至少一种；所述填料为高岭土、硅藻土中的至少一种；所述造孔剂为白油、石蜡油、煤油中的至少一种。
通过采用上述技术方案，本申请的海上石油开采用高效封堵剂利用封堵聚合物与无机填料轻钙粉结合，加入油井后，无机填料与封堵聚合物混合在一起，形成了具有良好抗压能力的复合体。增强纤维的加入能够进一步提高封堵剂的抗压性能，而且增强纤维为线性结构，无机填料为颗粒状结构，聚合物为交联网状结构，这三种不同结构的材料结合在一起，能够形成更加复杂的结构，进一步提高了封堵剂的抗压能力，在低温下也能具有较高的承压能力。氧化钙的加入能够使封堵剂在使用时，与水结合后放出热量，降低海上采油时低温对封堵剂结构造成的影响，而且氧化钙水化后生成的氢氧化钙还能够对其他原料起到一定粘结作用，提高了封堵剂的结合强度。
本申请的封堵剂中的封堵聚合物采用两种不同类别聚合单体与其他原料反应得到，能够生成结构更加复杂的交联聚合物，对其他原料的固结效果更好。在聚合单体反应时，加入的填料分布在聚合产物的交联结构中，进一步提高了聚合物复合材料的强度。封堵聚合物在制备时，还加入了造孔剂，造孔剂在聚合反应后可以除去，在聚合物中形成多孔结构，使封堵聚合物具有良好的吸附性能，与封堵剂的其他原料具有更好的结合能力。
优选的，所述增强纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维、竹纤维中的至少一种。
通过采用上述技术方案，增强纤维选用了上述具有较好韧性的纤维材料，能够在承受较大压力时，保证封堵剂形成的封堵结构具有良好的完整性，减少了封堵结构中出现裂缝的几率，进一步提高了封堵的效果。
优选的，聚合单体A和聚合单体B的重量比为10-20:0.5-2。
通过采用上述技术方案，聚合单体A和聚合单体B的量相比更大，能够使聚合单体A中的丙烯酸或丙烯酰胺聚合单元形成较长的聚合链，而使少量的聚合单体B的聚合单元穿插在聚合单体A的聚合单元形成的链上，与其他的聚合链形成交联，从而得到长度更大、交联总体积更大的聚合结构，进一步提高封堵剂的抗压强度。
优选的，所述聚合单体A为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的任意一种与丙烯酸乙酯以质量比1-2:1组成。
通过采用上述技术方案，聚合单体A采用丙烯酸乙酯与另外两种带有丙烯酰胺单元的单体复配，能够使聚合单体聚合形成的长链上既分布有较多的丙烯酸单元也分布有较多的丙烯酰胺单元，在与其他聚合链交联时，形成的结合方式更加丰富，交联效果更好。
第二方面，本申请提供一种海上石油开采用高效封堵剂的制备方法，采用如下技术方案：
一种制备上述的海上石油开采用高效封堵剂的方法，包括如下步骤：
1)将聚合单体A与造孔剂混合均匀得到第一混合液；
将聚合单体B加水混合均匀得到第二混合液；
将第一混合液、第二混合液、填料、引发剂混合均匀，在50-60℃下反应8-10h，除去造孔剂，制得封堵聚合物；
2)将封堵聚合物、轻钙粉、氧化钙、增强纤维混合均匀，即得。
通过采用上述技术方案，本申请的海上石油开采用高效封堵剂制备时，先将聚合单体A与造孔剂混合，由于造孔剂采用了白油、石蜡油等常温下为液体的成分，在于聚合单体A混合后，能够使聚合单体A均匀分散在液相体系中，同样的，将聚合单体B与水混合均匀也得到了聚合单体B分散均匀的液相体系，然后将两个液相分散体系进行混合并进行反应，反应的速率更加均匀，得到的聚合物也更加均匀，有利于进一步提高封堵剂的抗压强度。
优选的，第一混合液、第二混合液、填料、引发剂的质量比为30-40:10-20:8-10:0.5-1。
通过采用上述技术方案，由于在将第一混合液和第二混合液进行混合时，还加入了填料和引发剂，引发剂的量虽然较少，但是采用较大量的第一混合液和第二混合液，能够使引发剂在混合液中更加分散，便于控制反应的速率较低，有利于生成链长较长、交联更加充分的交联聚合物。
优选的，步骤1)中聚合单体B与水的质量比为1:9-19。
通过采用上述技术方案，由于聚合单体B的量相对较少，将聚合单体B与水的比例设置为水的量较大，得到的第二混合液的体积与第一混合液的体系相差不大，便于将第二混合液中的聚合单体B与第一混合液中的聚合单体A混合得更加均匀，利于进一步提高反应的均匀性。
优选的，步骤2)中将封堵聚合物、轻钙粉、氧化钙、增强纤维混合均匀，是将封堵聚合物、轻钙粉、氧化钙、增强纤维搅拌混合后再进行研磨。
通过采用上述技术方案，由于轻钙粉、氧化钙和增强纤维均为固体原料，将封堵聚合物与这些原料进行混合后再进行研磨，能够使封堵聚合物与这些原料混合均匀，而且便于使封堵聚合物上的活性基团与其他原料结合，进一步提高封堵剂的强度。
优选的，所述搅拌混合是在1000-1500rpm的转速下搅拌混合3-5min。
通过采用上述技术方案，由于封堵聚合物的聚合链上具有多种活性基团，容易与其他原料进行结合，搅拌混合时的搅拌速度较大，可以减少原料之间的团聚，使原料分散更加均匀。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请的海上石油开采用高效封堵剂中的聚合物采用了两种聚合单体聚合得到，能够使封堵剂使用形成复杂的交联结构，提高封堵剂的抗压能力，并且在低温下仍然具有较高的抗压强度，在高压低温的环境中仍具有较好的封堵效果，大大提高了封堵剂在海上采油应用时的适用性。
2、本申请的海上石油开采用高效封堵剂在制备时，先将两种聚合单体分别配制成混合液，然后再进行反应，能够提高聚合单体在反应体系中的分散均匀性，有利于生成交联结构更加复杂、交联体积更大的聚合物，进一步提高了封堵剂的抗压能力。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本申请作进一步详细说明。
下面实施例中，高岭土的平均粒径为15μm，硅藻土的平均粒径为28μm。轻钙粉的粒度为250-400目，优选为400目。
优选的，增强纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维中的至少一种与竹纤维以质量比1-2:2-3混合组成。进一步优选的，增强纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维、竹纤维以质量比1:0.5-1:2-3混合组成。增强纤维的长度为3-8mm，优选为4mm。
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂的制备方法中，聚合单体A与造孔剂的质量比为1:1-3。
除去造孔剂是将初聚物与造孔溶剂混合搅拌1-3h。除去造孔剂所用造孔溶剂为乙醇、乙醚，初聚物与上述造孔溶剂的质量比为1:20。将初聚物与造孔溶剂混合搅拌后，在40-50℃搅拌回流1-3h。搅拌回流后，过滤，用去离子水洗涤，干燥，得到多孔聚合物；将得到的多孔聚合物与己二胺混合，在80-85℃下搅拌反应10-15h，然后过滤，去离子水洗涤，干燥，得到封堵聚合物。多孔聚合物与己二胺的质量比为1:15。
将封堵聚合物、轻钙粉、氧化钙、增强纤维混合均匀是将封堵聚合物、轻钙粉、氧化钙、增强纤维在1000-1500rpm的转速下搅拌混合3-5min，然后再研磨20-30min。进一步优选的，在研磨后再以1000-1500rpm的转速搅拌混合3-5min。
实施例1
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂由如下重量份数的原料制得：封堵聚合物30.0kg、轻钙粉30.0kg、氧化钙10.0kg、增强纤维5.0kg。
其中，封堵聚合物由如下重量份数的原料制成：聚合单体A 10份、聚合单体B 0.5份、填料8份、造孔剂20份、引发剂1份及适量辅助原料，适量辅助原料为封堵聚合物制备过程中使用的适量水和乙醚，水的量为9.5份(不包括洗涤用水)，乙醚的量大约为980份。聚合单体A为丙烯酸乙酯，聚合单体B为二甲基二烯丙基氯化铵，填料为高岭土，造孔剂为白油，引发剂为偶氮二异丁腈。增强纤维为玻璃纤维。
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂的制备方法包括如下步骤：
1)将聚合单体A、造孔剂按照质量比1:2搅拌混合均匀，得到第一混合液；
将聚合单体B与水按照质量比1:19搅拌混合均匀，得到第二混合液；
将第一混合液、第二混合液、填料、引发剂按照质量比30:10:8:1搅拌混合均匀，在50℃下反应10h，过滤，得到初聚物；
将初聚物与乙醚以质量比1:20混合搅拌2h，过滤，用去离子水洗涤3次，干燥，得到封堵聚合物。
2)将步骤1)制得的封堵聚合物与轻钙粉、氧化钙、增强纤维加入混合机，以1000rpm的转速混合搅拌5min，然后出料得预混料；
将预混料转移至雷蒙磨粉机中，研磨30min，出料，过筛，即得。
实施例2
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂由如下重量份数的原料制得：封堵聚合物50.0kg、轻钙粉20.0kg、氧化钙12.0kg、增强纤维2.0kg。其他的均匀实施例1中的相同。
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂的制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂由如下重量份数的原料制得：封堵聚合物35.0kg、轻钙粉25.0kg、氧化钙15.0kg、增强纤维3.0kg。其他的均匀实施例1中的相同。
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂的制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂与实施例1的不同之处在于，封堵聚合物由如下重量份数的原料制成：聚合单体A 20份、聚合单体B1份、填料10份、造孔剂20份、引发剂0.5份及适量辅助原料，适量辅助原料为封堵聚合物制备过程中使用的适量水和乙醚，水的量为9份(不包括洗涤用水)，乙醚的量大约为1210份。聚合单体A为丙烯酰胺，聚合单体B为二甲基二烯丙基氯化铵，填料为高岭土，造孔剂为液体石蜡，引发剂为偶氮二异丁腈。增强纤维为竹纤维。
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂的制备方法与实施例1的不同之处在于：步骤1)中，将聚合单体A、造孔剂按照质量比1:1搅拌混合均匀，得到第一混合液；将聚合单体B与水按照质量比1:9搅拌混合均匀，得到第二混合液；将第一混合液、第二混合液、填料、引发剂按照质量比40:10:10:0.5搅拌混合均匀，在60℃下反应8h，过滤，得到初聚物。将初聚物与乙醚以质量比1:20混合搅拌2h，过滤，用去离子水洗涤3次，干燥，得到封堵聚合物。
其他的均与实施例1中的相同。
实施例5
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂与实施例1的不同之处在于，封堵聚合物由如下重量份数的原料制成：聚合单体A 10份、聚合单体B 2份、填料9份、造孔剂30份、引发剂0.8份及适量辅助原料，适量辅助原料为封堵聚合物制备过程中使用的适量乙醇、水，乙醇的量大约为1400份，水的量为18份(不包括洗涤用水)。聚合单体A由丙烯酸乙酯与N-羟甲基丙烯酰胺以质量比1:1组成，聚合单体B为辛基二甲基烯丙基氯化铵，填料为硅藻土，造孔剂为煤油，引发剂为偶氮二异丁腈。增强纤维为玻璃纤维与竹纤维以质量比1:2混合组成。
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂的制备方法包括如下步骤：
1)将聚合单体A、造孔剂按照质量比1:3搅拌混合均匀，得到第一混合液；
将聚合单体B与水按照质量比1:9搅拌混合均匀，得到第二混合液；
将第一混合液、第二混合液、填料、引发剂按照质量比40:20:9:0.8搅拌混合均匀，在60℃下反应8h，过滤，得到初聚物；
将初聚物与乙醇以质量比1:20混合，在40℃搅拌回流3h，过滤，用去离子水洗涤3次，干燥，得到封堵聚合物。
2)将步骤1)制得的封堵聚合物与轻质钙粉、氧化钙、增强纤维加入混合机，以1200rpm的转速混合搅拌4min，然后出料得预混料；
将预混料转移至雷蒙磨粉机中，研磨25min，出料，过筛，即得。
实施例6
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂的制备方法与实施例5的不同之处在于，步骤1)中将初聚物与乙醇以质量比1:20混合，在50℃搅拌回流1h，过滤，用去离子水洗涤3次，干燥，得到封堵聚合物。步骤2)中将步骤1)制得的封堵聚合物与轻质钙粉、氧化钙、增强纤维加入混合机，以1500rpm的转速混合搅拌3min，然后出料得预混料；将预混料转移至雷蒙磨粉机中，研磨20min，出料，过筛，即得。
实施例7
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂由如下重量份数的原料制得：封堵聚合物40.0kg、轻钙粉28.0kg、氧化钙12.5kg、增强纤维4.0kg。
其中，封堵聚合物由如下重量份数的原料制成：聚合单体A 12份、聚合单体B 2份、填料10份、造孔剂24份、引发剂0.5份及适量辅助原料，适量辅助原料为封堵聚合物制备过程中使用的适量水和乙醇，水的量为18份(不包括洗涤用水)，乙醇的量大约为1330份。聚合单体A由丙烯酸乙酯与N-羟甲基丙烯酰胺以质量比1:2组成，聚合单体B为对甲氧基苯辛基二甲基烯丙基氯化铵，填料为硅藻土，造孔剂为液体石蜡，引发剂为偶氮二异丁腈。增强纤维为玻璃纤维与竹纤维以质量比1:3混合组成。
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂的制备方法包括如下步骤：
1)将聚合单体A、造孔剂按照质量比1:2搅拌混合均匀，得到第一混合液；
将聚合单体B与水按照质量比1:9搅拌混合均匀，得到第二混合液；
将第一混合液、第二混合液、填料、引发剂按照质量比36:20:10:0.5搅拌混合均匀，在55℃下反应8h，过滤，得到初聚物；
将初聚物与乙醇以质量比1:20混合，在45℃搅拌回流3h，过滤，用去离子水洗涤3次，干燥，得到封堵聚合物。
2)将步骤1)制得的封堵聚合物与轻质钙粉、氧化钙、增强纤维加入混合机，以1200rpm的转速混合搅拌4min，然后出料得预混料；
将预混料转移至雷蒙磨粉机中，研磨25min，出料，过筛，即得。
实施例8
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂由如下重量份数的原料制得：封堵聚合物45.0kg、轻钙粉26.0kg、氧化钙13.0kg、增强纤维4.5kg。
其中，封堵聚合物由如下重量份数的原料制成：聚合单体A12份、聚合单体B1份、填料8份、造孔剂24份、引发剂0.8份及适量辅助原料，适量辅助原料为封堵聚合物制备过程中使用的适量水和乙醇，水的量为9份(不包括洗涤用水)，乙醇的量大约为1096份。聚合单体A由丙烯酸乙酯与N-羟甲基丙烯酰胺以质量比1:1组成，聚合单体B为对甲氧基苯辛基二甲基烯丙基氯化铵，填料为硅藻土，造孔剂为液体石蜡，引发剂为偶氮二异丁腈。增强纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维与竹纤维以质量比1:0.5:3混合组成。
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂的制备方法包括如下步骤：
1)将聚合单体A、造孔剂按照质量比1:2搅拌混合均匀，得到第一混合液；
将聚合单体B与水按照质量比1:9搅拌混合均匀，得到第二混合液；
将第一混合液、第二混合液、填料、引发剂按照质量比36:10:8:0.8搅拌混合均匀，在55℃下反应8h，过滤，得到初聚物；
将初聚物与乙醇以质量比1:20混合，在45℃搅拌回流3h，过滤，用去离子水洗涤3次，干燥，得到封堵聚合物。
2)将步骤1)制得的封堵聚合物与轻质钙粉、氧化钙、增强纤维加入混合机，以1500rpm的转速混合搅拌3min，然后出料得预混料；
将预混料转移至雷蒙磨粉机中，研磨20min，出料，过筛，即得。
实施例9
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂的制备方法与实施例8的不同之处在于，步骤1)中用去离子水洗涤3次，干燥后得到多孔聚合物，将得到的多孔聚合物与己二胺以质量比1:15混合，在80℃下搅拌反应15h，然后过滤，去离子水洗涤3次，干燥，得到封堵聚合物。其他的均与实施例8中的相同。
实施例10
本实施例的海上石油开采用高效封堵剂的制备方法与实施例8的不同之处在于，步骤1)中用去离子水洗涤3次，干燥后得到多孔聚合物，将得到的多孔聚合物与己二胺以质量比1:10混合，在85℃下搅拌反应10h，然后过滤，去离子水洗涤3次，干燥，得到封堵聚合物。其他的均与实施例8中的相同。
对比例1
本对比例的海上石油开采用高效封堵剂与实施例1的区别在于，封堵聚合物为聚丙烯酰胺，分子量为300万。其他的均与实施例1中的相同。
对比例2
本对比例的海上石油开采用高效封堵剂与实施例1的区别在于，原料中不含氧化钙，其他的均与实施例1中的相同。
试验例
将实施例1-10及对比例1-2中的海上石油开采用高效封堵剂作为封堵剂样品，加2倍质量的水混合均匀配制成封堵液样品，按照如下方法进行测试：
(1)抗压强度测试
对每个封堵液样品，取3支直径为25.3mm的钢管内部涂黄油，然后将钢管放入500mL烧杯中，然后将封堵液样品500mL倒入烧杯中，再用保鲜膜将烧杯密封后置于20℃的恒温水浴中恒温3d，然后取出钢管，用抗压强度测定仪螺杆顶出钢管中固结体，磨平两个端面后，用抗压强度测定仪测试固结体抗压强度，计算平均值。
参考上述方法对每个封堵液样品制得3个固结体，所不同的是，用保鲜膜将烧杯密封后置于4℃的恒温水浴中恒温3d，用抗压强度测定仪测试固结体的低温抗压强度，计算平均值。
测试结果如表1所示。
表1实施例1-10及对比例1-2中的海上石油开采用高效封堵剂的抗压测试结果
抗压强度/MPa 低温抗压强度/MPa
实施例1 3.85 1.36
实施例2 4.02 1.39
实施例3 3.91 1.37
实施例4 4.05 1.43
实施例5 4.11 1.45
实施例6 4.22 1.52
实施例7 4.25 1.56
实施例8 4.28 1.59
实施例9 4.36 1.62
实施例10 4.38 1.65
对比例1 3.58 1.11
对比例2 3.78 1.30
结合实施例1、对比例1及表1可知，本申请的海上石油开采用高效封堵剂采用两种聚合单体聚合得到的封堵聚合物，制得得封堵剂具有更高的抗压强度，而且在低温下的抗压强度提高更为明显。
结合实施例1、对比例2及表1可知，本申请中的封堵剂制备原料中加入了氧化钙，对封堵剂的抗压强度有一定幅度的提高。
(2)填砂管抹泥试验
参照SY-T 5590-2004《调剖剂性能评价方法》进行填砂管模拟试验，测试封堵前后的渗透率变化。测试结果如表2所示。
表2实施例1-10及对比例1-2中的海上石油开采用高效封堵剂的封堵测试结果
堵前渗透率/μm<sup>2</sup> 堵后渗透率/μm<sup>2</sup> 封堵率
实施例1 11.52 0.058 99.5％
实施例2 10.87 0.041 99.6％
实施例3 11.76 0.052 99.6％
实施例4 11.43 0.046 99.6％
实施例5 11.52 0.044 99.6％
实施例6 11.51 0.041 99.6％
实施例7 11.36 0.033 99.7％
实施例8 11.28 0.037 99.7％
实施例9 11.47 0.035 99.7％
实施例10 11.62 0.033 99.7％
对比例1 11.39 0.071 99.4％
对比例2 11.53 0.062 99.5％
结合实施例1、对比例1及表2可知，本申请中采用两种聚合单体聚合得到的封堵聚合物，制得的封堵剂具有更高的封堵率。
结合实施例1、对比例2及表2可知，本申请中的封堵剂制备原料中加入了氧化钙，对封堵剂的封堵率影响不明显。
综上所述，本申请的海上石油开采用高效封堵剂具有更高的抗压强度，并且在低温下仍然具有良好的承压能力，而且封堵率非常高。

Claims (6)

1.一种制备海上石油开采用高效封堵剂的方法，其特征在于：所述海上石油开采用高效封堵剂由如下重量份数的原料制成：封堵聚合物30-50份、轻钙粉20-30份、氧化钙10-15份、增强纤维2-5份；所述封堵聚合物由水和重量比为10-22:8-10:20-30:0.5-1的聚合单体、填料、造孔剂、引发剂混合反应制得；所述聚合单体包括聚合单体A和聚合单体B，聚合单体A为丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种，聚合单体B为二甲基二烯丙基氯化铵；所述填料为高岭土、硅藻土中的至少一种；所述造孔剂为白油、石蜡油、煤油中的至少一种；
制备海上石油开采用高效封堵剂的方法包括如下步骤：
1）将聚合单体A与造孔剂混合均匀得到第一混合液；
将聚合单体B加水混合均匀得到第二混合液；
将第一混合液、第二混合液、填料、引发剂混合均匀，在50-60℃下反应8-10h，然后除去造孔剂，制得封堵聚合物；
2）将封堵聚合物、轻钙粉、氧化钙、增强纤维混合均匀，即得；
除去造孔剂是将反应后的初聚物与造孔溶剂混合搅拌1-3h；在40-50℃搅拌回流1-3h；过滤，用去离子水洗涤，干燥，得到多孔聚合物；
将得到的多孔聚合物与己二胺混合，在80-85℃下搅拌反应10-15h，然后过滤，去离子水洗涤，干燥，得到所述封堵聚合物；多孔聚合物与己二胺的质量比为1:15；
除去造孔剂所用造孔溶剂为乙醇或乙醚，初聚物与上述造孔溶剂的质量比为1:20；
将封堵聚合物、轻钙粉、氧化钙、增强纤维混合均匀是将封堵聚合物、轻钙粉、氧化钙、增强纤维在1000-1500rpm的转速下搅拌混合3-5min，然后再研磨20-30min，在研磨后再以1000-1500rpm的转速搅拌混合3-5min。
2.根据权利要求1所述的制备海上石油开采用高效封堵剂的方法，其特征在于：所述增强纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维、竹纤维中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备海上石油开采用高效封堵剂的方法，其特征在于：聚合单体A和聚合单体B的重量比为10-20:0.5-2。
4.根据权利要求3所述的制备海上石油开采用高效封堵剂的方法，其特征在于：所述聚合单体A由丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的任意一种与丙烯酸乙酯以质量比1-2:1组成。
5.根据权利要求1所述的制备海上石油开采用高效封堵剂的方法，其特征在于：第一混合液、第二混合液、填料、引发剂的质量比为30-40:10-20:8-10:0.5-1。
6.根据权利要求1所述的制备海上石油开采用高效封堵剂的方法，其特征在于：步骤1）中聚合单体B与水的质量比为1:9-19。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101089116A (zh) * 2007-07-11 2007-12-19 中国石油大学(华东) 一种钻井液用自适应防漏堵漏剂
CN103570859A (zh) * 2013-10-09 2014-02-12 中国石油化工股份有限公司 一种无机蒙脱土复合的交联聚合物微球及其制备方法与应用
US9771509B1 (en) * 2016-10-31 2017-09-26 China University Of Petroleum (East China) Polymer elastic particle reservoir protecting agent and drilling fluid containing the same
CN107739599A (zh) * 2017-10-13 2018-02-27 东营威固石油技术有限公司 一种高温用低密度堵水剂及其制备方法和现场使用方法
CN109423262A (zh) * 2017-08-29 2019-03-05 中国石油化工股份有限公司 一种酸溶性封堵剂、酸溶性封堵液及其制备方法
CN110922527A (zh) * 2019-11-15 2020-03-27 中国海洋石油集团有限公司 柔性材料组合物、柔性材料及其制备方法、堵漏剂及其应用
CN111826142A (zh) * 2019-04-23 2020-10-27 中国石油化工股份有限公司 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

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101089116A (zh) * 2007-07-11 2007-12-19 中国石油大学(华东) 一种钻井液用自适应防漏堵漏剂
CN103570859A (zh) * 2013-10-09 2014-02-12 中国石油化工股份有限公司 一种无机蒙脱土复合的交联聚合物微球及其制备方法与应用
US9771509B1 (en) * 2016-10-31 2017-09-26 China University Of Petroleum (East China) Polymer elastic particle reservoir protecting agent and drilling fluid containing the same
CN109423262A (zh) * 2017-08-29 2019-03-05 中国石油化工股份有限公司 一种酸溶性封堵剂、酸溶性封堵液及其制备方法
CN107739599A (zh) * 2017-10-13 2018-02-27 东营威固石油技术有限公司 一种高温用低密度堵水剂及其制备方法和现场使用方法
CN111826142A (zh) * 2019-04-23 2020-10-27 中国石油化工股份有限公司 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
CN110922527A (zh) * 2019-11-15 2020-03-27 中国海洋石油集团有限公司 柔性材料组合物、柔性材料及其制备方法、堵漏剂及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种强力堵剂研发及其在裂缝中的封堵性能评价;梁甲波等;《钻采工艺》;20200325(第02期);全文 *

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