CN115124644B - 一种吸油膨胀剂、缓释膨胀剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸油膨胀剂、缓释膨胀剂及其制备方法和应用。本发明的吸油膨胀剂，制备原料包括170～200重量份的聚合单体、3～5重量份的交联剂和0.1～0.2重量份的引发剂。本发明的吸油膨胀剂能够制备成具有不同粒径的颗粒，便于将其混配到水泥中配制成水泥浆，在油气井中作为堵漏剂，通过吸收油基液体后发生膨胀，在吸油膨胀剂外包裹缓释层后，能够使其具有缓释膨胀的作用，适用于现场应用。

Description

一种吸油膨胀剂、缓释膨胀剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及油气井钻井领域，具体涉及一种吸油膨胀剂、缓释膨胀剂及其制备方法和应用。
背景技术
井漏是钻井、固井过程中比较常见的井下复杂情况之一。如果发生井漏，不仅会耗费钻井时间、漏失钻井液和水泥浆等，还有可能引起卡钻、井喷、井塌、固井质量差等问题，甚至会导致井眼报废的事故，造成重大的经济损失。
近年来，如何解决油气井的漏失问题，一直是各大油气田关注的难点课题。在石油工程中，除了钻井堵漏外，水泥浆是一种经常会用到的堵漏体系。但是，常规水泥浆在某些情况下的堵漏能力较差，主要由两方面的原因造成：一方面由于水泥车不能泵送过大尺寸的颗粒，导致水泥浆在遇到大尺寸的裂缝时，没有足够尺寸的颗粒形成封堵层；第二方面，由于固井水泥车只能泵送一定粘度的水泥浆，因此在配制水泥浆时，通常会加入超过水泥正常水化所需的水量，导致水泥浆的流动性过好，在漏失层不容易滞留，还未等到凝固就漏失走了，或者会被漏失层的流体稀释或污染后长期无法凝固，导致起不到封堵的作用。
其中，纤维作为一种惰性材料，经常被用来配制纤维水泥浆，在钻井过程中用于防漏堵漏作业。纤维水泥浆就是在水泥浆基础配方中混入一定比例和长度的纤维材料，混合后水泥浆的性能与原浆相比并没有太大的变化，并且，纤维容易在漏失通道中通过堆积、架桥等方式形成网状结构。
目前，主要通过改变纤维的加入量和长度形成纤维堵漏水泥浆体系，其中，控制纤维的加入量占水泥量的占比＜5‰，纤维的长度为1～6mm。该种水泥浆体系一般是通过操作人员往水泥车中加入纤维得到。这里需要说明的是，由于纤维具有聚团缠绕的特性，导致其不能干混在水泥中。并且，由于人工在水泥车上撒入纤维的速度较慢，所以通常的加入量与水泥的重量占比＜2‰。再者，由于纤维堵漏水泥浆中只有纤维，而没有其他颗粒结构，尤其是大颗粒结构，导致堵漏效果十分有限，只能对小裂缝进行封堵。
因此，想要提高水泥浆的堵漏效果，就需要改善现有堵漏水泥浆的浆体结构，在其中增加大的封堵颗粒，进而提高水泥浆在漏失通道内的滞留能力。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种吸油膨胀剂、对该吸油膨胀剂包裹缓释层后得到的缓释膨胀剂及其制备方法和应用，该吸油膨胀剂和缓释膨胀剂能够为油气井中的堵漏水泥浆提供较大的封堵颗粒，提高水泥浆在漏失通道内的滞留能力。
本发明第一方面提供了一种吸油膨胀剂，所述吸油膨胀剂的制备原料包括170～200重量份的聚合单体、3～5重量份的交联剂和0.1～0.2重量份的引发剂。
根据本发明所述的吸油膨胀剂的一些实施方式，所述聚合单体的组成包括：100重量份的苯乙烯、40～50重量份的丙烯酸十八酯、20～30重量份的丙烯酸十六酯和10～20重量份的丙烯酸丁酯。
根据本发明所述的吸油膨胀剂的一些实施方式，所述交联剂选自二乙烯基苯、三羟甲基丙烷二烯丙基醚和季戊四醇三烯丙基醚中的至少一种。所述交联剂优选为二乙烯基苯。
根据本发明所述的吸油膨胀剂的一些实施方式，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈和过氧化二叔丁基中的至少一种。所述引发剂优选为过氧化苯甲酰。
根据本发明所述的吸油膨胀剂的一些实施方式，所述吸油膨胀剂中还包括20～30重量份的溶剂。优选地，所述溶剂选自甲苯、二甲苯和苯中的至少一种。所述溶剂优选为甲苯。
根据本发明所述的吸油膨胀剂的具体实施方式，所述吸油膨胀剂的制备方法为：将聚合单体和二乙烯基苯溶于溶剂中，搅拌1h后，向其中加入过氧化苯甲酰，在50℃下搅拌1h；停止搅拌，将反应体系升温至80℃，并置于保温釜中静置6h，得到胶体反应物；将胶体反应物在90～110℃的温度下进行真空干燥后并造粒，得到吸油膨胀剂的颗粒。
在本发明的不同实施方式中，可以根据不同的实际需要，将吸油膨胀剂制备成具有不同粒径的颗粒，在油气井中能够通过吸收油基液体后发生膨胀。优选地，将吸油膨胀剂制备成粒径小于1mm的颗粒，便于将其混配到水泥中配制成水泥浆。
本发明第二方面提供了一种缓释膨胀剂，所述缓释膨胀剂通过在上述的吸油膨胀剂表面包裹缓释层后得到。
根据本发明所述的缓释膨胀剂的一些实施方式，所述缓释膨胀剂包括100重量份的吸油膨胀剂和60～80重量份的缓释层。优选地，所述吸油膨胀剂的粒径≤0.5mm。本发明中，通过控制吸油膨胀剂的粒径≤0.5mm，便于施工时水泥车的混配泵送，防止过大的颗粒堵塞水泥车的滤网和柱塞泵。
根据本发明所述的缓释膨胀剂的一些实施方式，所述缓释层为固体石蜡。优选地，所述固体石蜡的粒径为200～300目。其中，该粒径范围的固体石蜡能够实现在吸油膨胀剂表面的均匀覆盖。
根据本发明所述的缓释膨胀剂的优选实施方式，所述固体石蜡选自70～90号固体石蜡中的至少一种。具体的，本发明中的固体石蜡选用熔点为80～82℃的80号固体石蜡。在本发明的不同实施方式中，还可选用熔点为70～72℃的70号固体石蜡和/或熔点为90～92℃的90号固体石蜡。
根据本发明所述的缓释膨胀剂的一些实施方式，所述缓释膨胀剂中还包括表面处理剂。所述表面处理剂选自硅粉、蛭石粉和粉煤灰中的至少一种。优选地，所述硅粉的粒径为180～200目。本发明中提供的表面处理剂有利于制备缓释膨胀剂过程中各颗粒的均匀混合，防止所制备的缓释膨胀剂在储存时出现结块现象，且通过控制所采用的表面处理剂的粒径范围，有利于实现其在吸油膨胀剂表面的均匀覆盖。
本发明提供的缓释膨胀剂，随着温度升高至缓释层的融化温度后，缓释层融化消失，吸油膨胀剂完全裸露出来，进而起到缓释膨胀的作用。本发明提供的缓释膨胀剂能够根据实际需要制备成所需大小的颗粒，便于混配到水泥浆等堵漏剂中。并且，由于缓释层的存在，缓释膨胀剂输送至目的层的过程中不会发生膨胀，进而很容易被运送至目的层，当达到目的层后，随着环境温度的升高，当环境温度达到缓释层的融化温度后，缓释层融化，吸油膨胀剂裸露出来，吸附油基物质后发生膨胀，进而能够起到很好的堵漏剂的作用。
在本发明的不同实施方式中，能够根据不同的应用条件和针对不同的地层温度，来选择不同的缓释层，实现缓释膨胀的作用。
本发明第三方面提供了一种上述缓释膨胀剂的制备方法，所述方法包括：将所述缓释层分为至少三份，并依次包裹到所述吸油膨胀剂表面。
在本发明的不同实施方式中，根据生产需求的不同，还可选择将缓释层一次性包裹到吸油膨胀剂表面的方式。本发明中，通过采用多次包裹并控制包裹过程的不同温度等条件，能够使得缓释层在吸油膨胀剂表面包裹的更加充分和均匀。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，将所述缓释层包裹到所述吸油膨胀剂表面时的温度为：低于所述缓释层熔点温度2～5℃，包裹时间为0.5～2h。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，每次所述包裹过程完成后降温至温度≤50℃，再进行下次包裹。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述缓释层选自固体石蜡。优选地，所述固体石蜡的粒径为200～300目。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，将所述缓释层包裹到所述吸油膨胀剂表面后，所述制备方法还包括用表面处理剂进行表面处理。优选地，所述表面处理的时间为0.5～2h。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述表面处理剂选自硅粉、硅粉、蛭石粉和粉煤灰中的至少一种。优选地，所述硅粉的粒径为180～200目。
根据本发明所述的制备方法的优选实施方式，所述缓释膨胀剂包括100重量份的吸油膨胀剂、60～80重量份的缓释层和10～15重量份的表面处理剂。
根据本发明所述的制备方法的具体实施方式，所述缓释膨胀剂的制备方法为：筛取粒径≤0.5mm的吸油膨胀剂颗粒；将固体石蜡分为三份，将第一份固体石蜡与吸油膨胀剂颗粒在造粒机中混合均匀后进行滚动，并升温至固体石蜡熔点下2～5℃，在该温度下滚动1h；降温至50℃以下，将第二份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上；然后降温至50℃以下，将第三份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。得到表面包裹有缓释层的缓释膨胀剂。
在本发明的不同实施方式中，进行包裹的固体石蜡可平分为多份，也可采用不平均分配的方式，本发明中并不限制分配方式。
根据本发明所述的制备方法的具体实施方式，所述制备方法还包括：对上述得到的包裹有缓释层的缓释膨胀剂继续进行表面处理。具体的，采用硅粉进行表面处理，将硅粉与上述得到的包裹有缓释层的缓释膨胀剂混合均匀，并在造粒机中滚动1h，得到缓释膨胀剂。
本发明第四方面提供了一种上述的吸油膨胀剂、上述的缓释膨胀剂或上述的缓释膨胀剂的制备方法在油气井钻井过程中的应用。优选为在油气井堵漏体系中的应用。但并不限于此。
本发明的有益效果：
本发明提供的吸油膨胀剂能够制备成具有不同粒径的颗粒，便于将其混配到水泥中配制成水泥浆，在油气井中作为堵漏剂，通过吸收油基液体后发生膨胀。
本发明提供的缓释膨胀剂，随着温度升高至缓释层的融化温度后，缓释层融化消失，吸油膨胀剂完全裸露出来，进而起到缓释膨胀的作用。由于缓释层的存在，缓释膨胀剂输送至目的层的过程中不会发生膨胀，进而很容易被运送至目的层，当达到目的层后，随着环境温度的升高，当环境温度达到缓释层的融化温度后，缓释层融化，吸油膨胀剂裸露出来，吸附油基物质后发生膨胀，进而能够起到很好的堵漏剂的作用。
本发明中，根据不同的应用条件和针对不同的地层温度，来选择不同的缓释层，实现缓释膨胀的作用。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
本发明中用到的试剂均可通过市售获得。
【实施例1】
制备吸油膨胀剂：将100重量份的苯乙烯、40重量份的丙烯酸十八酯、30重量份的丙烯酸十六酯、15重量份的丙烯酸丁酯和5重量份的二乙烯基苯溶于20重量份甲苯中，搅拌1h后，向其中加入0.2重量份的过氧化苯甲酰，在50℃下搅拌1h。然后，停止搅拌，将反应体系升温至80℃，并置于保温釜中静置6h，得到胶体化合物。将胶体化合物在90℃下进行真空干燥，之后进行造粒处理，得到粒径在0.5mm以下的吸油膨胀剂颗粒。
制备缓释膨胀剂：准备100重量份的上述吸油膨胀剂颗粒和70号固体石蜡60重量份，并将该固体石蜡等分为三份。将第一份固体石蜡与吸油膨胀剂颗粒在造粒机中混合均匀后进行滚动，并升温68℃，在该温度下滚动1h。降温至45℃，将第二份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。再次降温至45℃，将第三份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。得到表面包裹有缓释层的缓释膨胀剂。
然后，将15重量份的硅粉与包裹有缓释层的缓释膨胀剂混合均匀，并在造粒机中滚动1h进行表面处理，得到缓释膨胀剂1#，其吸油倍率见表1。
【实施例2】
制备吸油膨胀剂：将100重量份的苯乙烯、45重量份的丙烯酸十八酯、25重量份的丙烯酸十六酯、20重量份的丙烯酸丁酯和4重量份的二乙烯基苯溶于25重量份甲苯中，搅拌1h后，向其中加入0.1重量份的过氧化苯甲酰，在50℃下搅拌1h。然后，停止搅拌，将反应体系升温至80℃，并置于保温釜中静置6h，得到胶体化合物。将胶体化合物在100℃下进行真空干燥，之后进行造粒处理，得到粒径在0.5mm以下的吸油膨胀剂颗粒。
制备缓释膨胀剂：准备100重量份的上述吸油膨胀剂颗粒和80号固体石蜡70重量份，并将该固体石蜡等分为三份。将第一份固体石蜡与吸油膨胀剂颗粒在造粒机中混合均匀后进行滚动，并升温75℃，在该温度下滚动1h。降温至48℃，将第二份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。再次降温至48℃，将第三份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。得到表面包裹有缓释层的缓释膨胀剂。
然后，将12重量份的硅粉与包裹有缓释层的缓释膨胀剂混合均匀，并在造粒机中滚动1h进行表面处理，得到缓释膨胀剂2#，其吸油倍率见表1。
【实施例3】
制备吸油膨胀剂：将100重量份的苯乙烯、50重量份的丙烯酸十八酯、20重量份的丙烯酸十六酯、10重量份的丙烯酸丁酯和3重量份的二乙烯基苯溶于30重量份甲苯中，搅拌1h后，向其中加入0.15重量份的过氧化苯甲酰，在50℃下搅拌1h。然后，停止搅拌，将反应体系升温至80℃，并置于保温釜中静置6h，得到胶体化合物。将胶体化合物在110℃下进行真空干燥，之后进行造粒处理，得到粒径在0.5mm以下的吸油膨胀剂颗粒。
制备缓释膨胀剂：准备100重量份的上述吸油膨胀剂颗粒和90号固体石蜡80重量份，并将该固体石蜡等分为三份。将第一份固体石蜡与吸油膨胀剂颗粒在造粒机中混合均匀后进行滚动，并升温至87℃，在该温度下滚动1h。降温至45℃，将第二份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。再次降温至45℃，将第三份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。得到表面包裹有缓释层的缓释膨胀剂。
然后，将10重量份的硅粉与包裹有缓释层的缓释膨胀剂混合均匀，并在造粒机中滚动1h进行表面处理，得到缓释膨胀剂3#，其吸油倍率见表1。
【实施例4】
制备吸油膨胀剂：将100重量份的苯乙烯、40重量份的丙烯酸十八酯、30重量份的丙烯酸十六酯、15重量份的丙烯酸丁酯和5重量份的三羟甲基丙烷二烯丙基醚溶于20重量份二甲苯中，搅拌1h后，向其中加入0.2重量份的偶氮二异丁腈，在50℃下搅拌1h。然后，停止搅拌，将反应体系升温至80℃，并置于保温釜中静置6h，得到胶体化合物。将胶体化合物在90℃下进行真空干燥，之后进行造粒处理，得到粒径在0.5mm以下的吸油膨胀剂颗粒。
制备缓释膨胀剂：准备100重量份的上述吸油膨胀剂颗粒和70号固体石蜡60重量份，并将该固体石蜡等分为三份。将第一份固体石蜡与吸油膨胀剂颗粒在造粒机中混合均匀后进行滚动，并升温至68℃，在该温度下滚动1h。降温至45℃，将第二份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。再次降温至45℃，将第三份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。得到表面包裹有缓释层的缓释膨胀剂。
然后，将15重量份的蛭石粉与包裹有缓释层的缓释膨胀剂混合均匀，并在造粒机中滚动1h进行表面处理，得到缓释膨胀剂4#，其吸油倍率见表1。
【实施例5】
制备吸油膨胀剂：将100重量份的苯乙烯、40重量份的丙烯酸十八酯、30重量份的丙烯酸十六酯、15重量份的丙烯酸丁酯和5重量份的季戊四醇三烯丙基醚溶于20重量份苯中，搅拌1h后，向其中加入0.2重量份的过氧化二叔丁基，在50℃下搅拌1h。然后，停止搅拌，将反应体系升温至80℃，并置于保温釜中静置6h，得到胶体化合物。将胶体化合物在90℃下进行真空干燥，之后进行造粒处理，得到粒径在0.5mm以下的吸油膨胀剂颗粒。
制备缓释膨胀剂：准备100重量份的上述吸油膨胀剂颗粒和70号固体石蜡60重量份，并将该固体石蜡等分为三份。将第一份固体石蜡与吸油膨胀剂颗粒在造粒机中混合均匀后进行滚动，并升温至68℃，在该温度下滚动1h。降温至45℃，将第二份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。再次降温至45℃，将第三份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。得到表面包裹有缓释层的缓释膨胀剂。
然后，将15重量份的粉煤灰与包裹有缓释层的缓释膨胀剂混合均匀，并在造粒机中滚动1h进行表面处理，得到缓释膨胀剂5#，其吸油倍率见表1。
【对比例1】
制备吸油膨胀剂：将90重量份的苯乙烯、55重量份的丙烯酸十八酯、15重量份的丙烯酸十六酯、25重量份的丙烯酸丁酯和2重量份的二乙烯基苯溶于20重量份甲苯中，搅拌1h后，向其中加入0.3重量份的过氧化苯甲酰，在50℃下搅拌1h。然后，停止搅拌，将反应体系升温至80℃，并置于保温釜中静置6h，得到胶体化合物。将胶体化合物在90℃下进行真空干燥，之后进行造粒处理，得到粒径在0.5mm以下的吸油膨胀剂颗粒。
制备缓释膨胀剂：准备100重量份的上述吸油膨胀剂颗粒和70号固体石蜡50重量份，并将该固体石蜡等分为三份。将第一份固体石蜡与吸油膨胀剂颗粒在造粒机中混合均匀后进行滚动，并升温至固体石蜡熔点下2℃，在该温度下滚动1h。降温至45℃，将第二份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。再次降温至45℃，将第三份固体石蜡放入造粒机中继续进行包裹，包裹过程同上。得到表面包裹有缓释层的缓释膨胀剂。
然后，将5重量份的硅粉与包裹有缓释层的缓释膨胀剂混合均匀，并在造粒机中滚动1h进行表面处理，得到缓释膨胀剂6#，其吸油倍率见表1。
【对比例2】
与实施例1的方法相同，不同之处在于：在制备吸油膨胀剂时，不再加入交联剂二乙烯基苯，其余过程均与实施例1相同，得到缓释膨胀剂7#，其吸油倍率见表1。
【对比例3】
与实施例1的方法相同，不同之处在于：在制备吸油膨胀剂时，不再加入引发剂过氧化苯甲酰，其余过程均与实施例1相同，得到缓释膨胀剂8#，其吸油倍率见表1。
【对比例4】
与实施例1的方法相同，不同之处在于：在制备吸油膨胀剂时，将其中的“100重量份的苯乙烯、40重量份的丙烯酸十八酯、30重量份的丙烯酸十六酯、15重量份的丙烯酸丁酯”替换为“185重量份的苯乙烯”其余过程均与实施例1相同，得到缓释膨胀剂9#，其吸油倍率见表1。
【对比例5】
制备吸油膨胀剂：将100重量份的苯乙烯、40重量份的丙烯酸十八酯、30重量份的丙烯酸十六酯、15重量份的丙烯酸丁酯和5重量份的二乙烯基苯溶于20重量份甲苯中，搅拌1h后，向其中加入0.2重量份的过氧化苯甲酰，在50℃下搅拌1h。然后，停止搅拌，将反应体系升温至80℃，并置于保温釜中静置6h，得到胶体化合物。将胶体化合物在90℃下进行真空干燥，之后进行造粒处理，得到粒径在0.5mm以下的吸油膨胀剂颗粒。
制备缓释膨胀剂：准备100重量份的上述吸油膨胀剂颗粒和60重量份的70号固体石蜡在造粒机中混合均匀后进行滚动，并升温至68℃，在该温度下滚动2h，得到表面包裹有缓释层的缓释膨胀剂。
然后，将15重量份的硅粉与包裹有缓释层的缓释膨胀剂混合均匀，并在造粒机中滚动1h进行表面处理，得到缓释膨胀剂10#，其吸油倍率见表1。
【测试例】
将上述各过程制备得到的缓释膨胀剂分别浸入5号白油中，并分别测试其在75℃、85℃、95℃的温度下，吸油30分钟和60分钟时的吸油倍率。
吸油倍率以重量计算：缓释膨胀剂吸油倍率＝吸油后缓释膨胀剂的重量/缓释膨胀剂的原始重量。吸油倍率为1，则代表没有发生吸油。
表1
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由表1可知，对于实施例1-5制备的缓释膨胀剂1#-5#，在环境温度未达到缓释层的融化温度之前，缓释膨胀剂浸入白油中时，由于存在石蜡层的融化过程，会导致吸油过程的滞后性，在前30分钟时，吸油膨胀效率不是很明显，随着温度的升高和浸泡时间的延长，吸油倍数增长较快。对比例1-5制备的缓释膨胀剂6#-10#，由于反应条件的不同，其吸油效率并不如缓释膨胀剂1#-5#，有的甚至不具有缓释膨胀的作用。
尤其是，本实施例制备的缓释膨胀剂能够配合水泥浆使用，在油气井中作为延时堵漏剂。缓释膨胀剂随着堵漏水泥浆泵入油气井内后，随着温度升高至缓释层的融化温度后，缓释层融化，吸油膨胀剂完全裸露出来，就会吸收油气井内的油基物质，发生膨胀，进而为堵漏水泥浆提供大颗粒的封堵物质，提高水泥浆在漏失通道内的滞留能力。再者，缓释膨胀剂混配到水泥浆中后，其会被水泥浆包裹保护，在遇到油基泥浆膨胀时会进一步滞后，非常有利于现场应用。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种缓释膨胀剂，所述缓释膨胀剂通过在吸油膨胀剂表面包裹缓释层后得到；
将所述缓释层分为至少三份，并依次包裹到所述吸油膨胀剂表面；
所述吸油膨胀剂的制备原料包括170～200重量份的聚合单体、3～5重量份的交联剂和0.1～0.2重量份的引发剂；
所述聚合单体的组成包括：100重量份的苯乙烯、40～50重量份的丙烯酸十八酯、20～30重量份的丙烯酸十六酯和10～20重量份的丙烯酸丁酯。
2.根据权利要求1所述的缓释膨胀剂，其特征在于，所述交联剂选自二乙烯基苯、三羟甲基丙烷二烯丙基醚和季戊四醇三烯丙基醚中的至少一种；和/或，
所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈和过氧化二叔丁基中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的缓释膨胀剂，其特征在于，所述吸油膨胀剂中还包括20～30重量份的溶剂。
4.根据权利要求3所述的缓释膨胀剂，其特征在于，所述溶剂选自甲苯、二甲苯和苯中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的缓释膨胀剂，其特征在于，所述缓释膨胀剂包括100重量份的吸油膨胀剂和60～80重量份的缓释层。
6.根据权利要求1或2所述的缓释膨胀剂，其特征在于，所述吸油膨胀剂的粒径≤0.5mm；和/或，
所述缓释层为固体石蜡。
7.根据权利要求6所述的缓释膨胀剂，其特征在于，所述固体石蜡的粒径为200～300目。
8.根据权利要求1或2所述的缓释膨胀剂，其特征在于，所述缓释膨胀剂还包括10～15重量份的表面处理剂，所述表面处理剂选自硅粉、蛭石粉和粉煤灰中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的缓释膨胀剂，其特征在于，所述硅粉的粒径为180～200目。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的缓释膨胀剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将所述缓释层分为至少三份，并依次包裹到所述吸油膨胀剂表面。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，将所述缓释层包裹到所述吸油膨胀剂表面时的温度为：低于所述缓释层熔点温度2～5℃，包裹时间为0.5～2h；和/或，
每次所述包裹过程完成后降温至温度≤50℃，再进行下次包裹；和/或，
将所述缓释层包裹到所述吸油膨胀剂表面后，所述制备方法还包括用表面处理剂进行表面处理。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述表面处理的时间为0.5～2h。
13.一种权利要求1-9中任意一项所述的缓释膨胀剂或权利要求10-12任一项所述的制备方法得到的缓释膨胀剂在油气井钻井过程中的应用。
14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述缓释膨胀剂在油气井堵漏体系中的应用。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117567798B (zh) * 2024-01-17 2024-04-12 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 一种膨胀堵漏材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004080909A2 (fr) * 2003-03-10 2004-09-23 Rhodia Chimie Un procede pour augmenter l'hydrofugation de compositions de liants mineraux ainsi que les compositions susceptibles d'etre obtenues par ce procede et leurs utilisations
WO2005089544A1 (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Nippon Soda Co., Ltd. 徐放性農園芸用粒剤組成物
CN1884322A (zh) * 2006-06-06 2006-12-27 浙江大学 一种可重复使用的高吸油材料的制备方法
CN102453296A (zh) * 2010-10-25 2012-05-16 中国石油化工股份有限公司 一种含半互穿网络结构的高吸油树脂及其制备方法
CN112143467A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 中石化南京化工研究院有限公司 一种延时膨胀堵漏剂及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10526523B2 (en) * 2016-02-11 2020-01-07 Schlumberger Technology Corporation Release of expansion agents for well cementing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004080909A2 (fr) * 2003-03-10 2004-09-23 Rhodia Chimie Un procede pour augmenter l'hydrofugation de compositions de liants mineraux ainsi que les compositions susceptibles d'etre obtenues par ce procede et leurs utilisations
WO2005089544A1 (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Nippon Soda Co., Ltd. 徐放性農園芸用粒剤組成物
CN1884322A (zh) * 2006-06-06 2006-12-27 浙江大学 一种可重复使用的高吸油材料的制备方法
CN102453296A (zh) * 2010-10-25 2012-05-16 中国石油化工股份有限公司 一种含半互穿网络结构的高吸油树脂及其制备方法
CN112143467A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 中石化南京化工研究院有限公司 一种延时膨胀堵漏剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Three‐dimensionally cross‐linked styrene‐methyl methacrylate‐divinyl benzene terpolymer networks for organic solvents and crude oil absorption;Krishnan Mohan Raj等;《 Journal of Applied Polymer Science》;第138卷(第9期);49942 *
三元共聚高吸油树脂合成与性能研究;徐仿海等;《化学工程师》;第30卷(第2期);第12-15+67页 *

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