CN115418206A - 一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料及其制备与应用 - Google Patents
一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料及其制备与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115418206A CN115418206A CN202110607607.6A CN202110607607A CN115418206A CN 115418206 A CN115418206 A CN 115418206A CN 202110607607 A CN202110607607 A CN 202110607607A CN 115418206 A CN115418206 A CN 115418206A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- plugging material
- gel particle
- nano gel
- particle plugging
- 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
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 129
- 239000007863 gel particle Substances 0.000 title claims abstract description 109
- 230000004044 response Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims abstract description 21
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N octadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 36
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 21
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 18
- -1 polyoxyethylene Polymers 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 12
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 12
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 12
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 10
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2,2'-azo-bis-isobutyronitrile Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 8
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 7
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 6
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 6
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 6
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 6
- QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C=C QNILTEGFHQSKFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 6
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- MYWOJODOMFBVCB-UHFFFAOYSA-N 1,2,6-trimethylphenanthrene Chemical compound CC1=CC=C2C3=CC(C)=CC=C3C=CC2=C1C MYWOJODOMFBVCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XFCMNSHQOZQILR-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethoxy]ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCOCCOC(=O)C(C)=C XFCMNSHQOZQILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 4
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 4
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FSDNTQSJGHSJBG-UHFFFAOYSA-N piperidine-4-carbonitrile Chemical compound N#CC1CCNCC1 FSDNTQSJGHSJBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 4
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-1,1,1-trifluorobutane Chemical compound FC(F)(F)CCCBr DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 claims description 3
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Substances CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940075529 glyceryl stearate Drugs 0.000 claims description 3
- KFIGICHILYTCJF-UHFFFAOYSA-N n'-methylethane-1,2-diamine Chemical compound CNCCN KFIGICHILYTCJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- AYGYHGXUJBFUJU-UHFFFAOYSA-N n-[2-(prop-2-enoylamino)ethyl]prop-2-enamide Chemical compound C=CC(=O)NCCNC(=O)C=C AYGYHGXUJBFUJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000191 poly(N-vinyl pyrrolidone) Polymers 0.000 claims description 3
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- JWYVGKFDLWWQJX-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylazepan-2-one Chemical compound C=CN1CCCCCC1=O JWYVGKFDLWWQJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YQIGLEFUZMIVHU-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(C)NC(=O)C(C)=C YQIGLEFUZMIVHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BGJOTKHBFYMJST-UHFFFAOYSA-N 2-methylprop-2-enoic acid;n-propan-2-ylprop-2-enamide Chemical compound CC(=C)C(O)=O.CC(C)NC(=O)C=C BGJOTKHBFYMJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GBCCVKDQBQGZHX-UHFFFAOYSA-N CC=C.CC=C.CC=C.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C Chemical compound CC=C.CC=C.CC=C.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C GBCCVKDQBQGZHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N Lauroyl peroxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OOC(=O)CCCCCCCCCCC YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- 229920001213 Polysorbate 20 Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001214 Polysorbate 60 Polymers 0.000 claims description 2
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- XRMBQHTWUBGQDN-UHFFFAOYSA-N [2-[2,2-bis(prop-2-enoyloxymethyl)butoxymethyl]-2-(prop-2-enoyloxymethyl)butyl] prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC(COC(=O)C=C)(CC)COCC(CC)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C XRMBQHTWUBGQDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 claims description 2
- IQIXQINTSRHNDE-UHFFFAOYSA-N butanimidamide;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.CCCC(N)=N IQIXQINTSRHNDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims description 2
- LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N dodecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCO LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- ZQMHJBXHRFJKOT-UHFFFAOYSA-N methyl 2-[(1-methoxy-2-methyl-1-oxopropan-2-yl)diazenyl]-2-methylpropanoate Chemical compound COC(=O)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(=O)OC ZQMHJBXHRFJKOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MKDYQLJYEBWUIG-UHFFFAOYSA-N n',n'-diethyl-n-methylethane-1,2-diamine Chemical compound CCN(CC)CCNC MKDYQLJYEBWUIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KVKFRMCSXWQSNT-UHFFFAOYSA-N n,n'-dimethylethane-1,2-diamine Chemical compound CNCCNC KVKFRMCSXWQSNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940088644 n,n-dimethylacrylamide Drugs 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 claims description 2
- 235000010486 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 claims description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- MTURGQJJIULABB-UHFFFAOYSA-N propan-1-amine;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.CCCN MTURGQJJIULABB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Images
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
- C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
- C08F222/10—Esters
- C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
- C08F222/102—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of dialcohols, e.g. ethylene glycol di(meth)acrylate or 1,4-butanediol dimethacrylate
-
- 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
- C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
- C08F222/36—Amides or imides
- C08F222/38—Amides
- C08F222/385—Monomers containing two or more (meth)acrylamide groups, e.g. N,N'-methylenebisacrylamide
-
- 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
- C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
- C08F251/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof on to cellulose or derivatives thereof
-
- 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
- C09K8/44—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing organic binders only
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明提供了一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料及其制备与应用,所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料包括:30‑50重量份的去离子水,10‑15重量份的水凝胶,5‑10重量份的十八油醇,2‑3重量份的乳化剂及35‑45重量份的丙烯酸酯共聚物。本发明所提供的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料适用于普通堵漏材料无法适应的恶性漏失环境,并且由于该封堵材料进入漏层前没有形状,进入漏层后才膨胀变形交联形成封堵层对漏层进行封堵,使得其对漏层具有较好的适应能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料及其制备与应用,属于石油勘探、岩土挖掘等过程中的防漏堵漏技术领域。
背景技术
随着油气勘探开发向深层、超深层和非常规油气等领域拓展,钻完井工程面临着诸多严峻的技术挑战,特别是发生在裂缝性地层的恶性漏失更成为钻完井技术的“卡脖子”难题。
常规堵漏技术提高地层承压能力差。常规防漏堵漏材料与地层裂缝匹配性差,难以有效地封堵裂缝,提密度或产生激动压力下容易复漏。
目前,井漏损失时间占全部钻井复杂损失时间70%,经济损失达数十亿元,现有防漏堵漏技术普遍存在适用性差和成功率低的缺陷,亟需开展专项攻关,形成适合裂缝性漏失的防漏堵漏系列技术,为“安全、高效、经济”钻完井和加快勘探开发进程提供强有力的技术支撑。
因此,提供一种新型的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料及其制备方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足,本发明的一个目的在于提供一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料。
本发明的另一个目的还在于提供以上所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料的制备方法。
本发明的又一个目的还在于提供以上所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料在漏层封堵中的应用。
为了实现以上目的,一方面,本发明提供了一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料包括:
30-50重量份的去离子水,10-15重量份的水凝胶,5-10重量份的十八油醇,2-3重量份的乳化剂及35-45重量份的丙烯酸酯共聚物。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料采用包括如下步骤的制备方法制得:
将去离子水、乳化剂及丙烯酸酯共聚物混拌均匀,再加入水凝胶、十八油醇混拌均匀后得到所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,常温(25℃)下,温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料中的凝胶颗粒为球形,粒径分布范围在10-500nm之间;将所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料置于100℃以上的温度下并持续48h后,所述凝胶颗粒膨胀聚集形成稳定层状结构。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述乳化剂包括聚氧乙烯月桂醇醚、OP-4、OP-7、平平加O-10中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述水凝胶的原料组成包括:
50重量份的有机溶剂、40-60重量份的丙烯酰胺类单体、2-3重量份的引发剂、10-15重量份的加速剂及1-5重量份的纤维素的水溶液。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述水凝胶采用包括如下步骤的制备方法制得:
惰性气氛下,将丙烯酰胺类单体与有机溶剂混合均匀,得到混合溶液A;
向混合溶液A中加入引发剂和加速剂,混合均匀后得到均匀透明的溶液B;
对所述溶液B进行升温后,再向其中加入纤维素的水溶液,使丙烯酰胺类单体于纤维素的水溶液中发生聚合及交联反应,反应结束后,得到所述水凝胶。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述惰性气氛为氮气。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述升温为将所述溶液B的温度升至90-120℃,所述反应的时间为5-7h。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述丙烯酰胺类单体包括N-异丙基甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺-co-N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸酯中的任意两种。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,水凝胶原料组成中的有机溶剂包括乙醇等。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述引发剂包括过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述加速剂包括N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、N-甲基乙二胺、四甲基乙二胺、二甲基乙二胺、N,N-二乙基-N'-甲基乙二胺中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,以所述纤维素的水溶液中溶剂水的总重量计,所述纤维素的水溶液包括质量浓度为0.1%-0.8%的羧甲基纤维素水溶液、质量浓度为0.1%-0.5%的羟丙基纤维素水溶液、质量浓度为0.1%-0.7%的羟乙基纤维素水溶液或质量浓度为0.1%-1%的邻苯二亚胺纤维素水溶液。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述丙烯酸酯共聚物的原料组成包括:
30重量份的有机溶剂、10-30重量份的丙烯酸酯单体、30-45重量份的含氮单体、1-5重量份的表面活性剂、1-2重量份的引发剂及5-8重量份的交联剂。
其中,本发明所用的丙烯酸酯共聚物的粘度可达7500-15000mPa·s。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述丙烯酸酯共聚物采用包括如下步骤的制备方法制得:
惰性气氛下,将丙烯酸酯单体与有机溶剂混合均匀,得到混合溶液a;
向混合溶液a中加入含氮单体和表面活性剂,混合均匀后得到均匀透明的溶液b;
搅拌条件下,向溶液b中加入引发剂和交联剂后对体系进行升温,以使丙烯酸酯单体和含氮单体发生共聚反应,反应结束后,得到高粘度的丙烯酸酯共聚物。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述惰性气氛为氮气。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述升温为将体系温度升至90-120℃,所述反应的时间为5-7h。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,丙烯酸酯共聚物原料组成中的有机溶剂包括乙醇、异丙醇、环己烷、辛烷、环氧乙烷等。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述丙烯酸酯单体包括二丙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三丙二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(400)甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚丙烯酸酯中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述含氮单体包括丙烯酰胺、三甲基(丙烯酰胺)丙基碘化铵、n-乙烯基已内酰胺、N’,N’-二甲基(丙烯酰胺丙基)丙基磺酸铵中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述表面活性剂包括脂肪酸聚氧乙烯酯、十二烷基硫酸钠、硬脂酸甘油酯、tween20、tween40、tween60、tween80中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,脂肪酸聚氧乙烯酯中的脂肪酸为C12-C15的脂肪酸。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述引发剂包括2,2-偶氮二异丁腈、2,2-偶氮双(脒基丙烷)二盐酸盐、2,2-偶氮双(氨基丙烷)二盐酸盐、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种或几种的组合。
作为本发明以上所述封堵材料的一具体实施方式,其中,所述交联剂包括N,N-乙烯-双-丙烯酰胺和/或乙二醇二甲基丙烯酸酯。
本发明提供的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料所含有的丙烯酸酯等基团具有于高温下吸收水和解析水的能力,可在高温条件下使凝胶颗粒的形状由球形变为棒状,进而在地层中形成不同程度各个方向形状不相同的多面体,并在地层中滞留,起到优异的封堵效果。
本发明提供的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料所含有的含氮聚合物(水凝胶和丙烯酸酯共聚物)具有多个氨基基团,可以在井壁上形成有效吸附,使得所述封堵材料具有优异的抗温性能;此外,高温下(100℃以上)含氮聚合物链会发生卷曲,使其膨胀聚集,形成封堵层。
另一方面,本发明还提供了以上所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料的制备方法,其中,所述制备方法包括:
将去离子水、乳化剂及丙烯酸酯共聚物混拌均匀,再加入水凝胶、十八油醇混拌均匀后得到所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料。
作为本发明以上所述制备方法的一具体实施方式,其中,将去离子水、乳化剂及丙烯酸酯共聚物混拌25min至混拌均匀。
作为本发明以上所述制备方法的一具体实施方式,其中,所述低速搅拌的转速为80-150转/min。
作为本发明以上所述制备方法的一具体实施方式,其中,低速搅拌30min后得到所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料。
又一方面,本发明还提供了以上所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料在漏层封堵中的应用。
常温(25℃)下,温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料中的凝胶颗粒为球形,粒径分布范围在10-500nm之间;而将所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料置于100℃以上的温度下并持续48h后,所述凝胶颗粒膨胀聚集形成稳定层状结构。因此,将所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料用于漏层封堵时,在地面环境和温度低于引发温度(100℃以上)时,所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料均为微纳米状态,可有效进入目标漏层,而当所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料进入漏层后便迅速在漏层膨胀聚集滞留,形成高效稳定的封堵层。
与现有技术相比,本发明的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料的有益效果如下:
1)不受地层漏失通道的限制,不会卡门。
2)可自动识别漏层,进入漏层后,温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料中的凝胶颗粒膨胀聚集沉淀形成高效稳定的封堵层,堵塞漏层。
综上,本发明所提供的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料适用于普通堵漏材料无法适应的恶性漏失环境,并且由于该封堵材料进入漏层前没有形状,进入漏层后才膨胀变形交联形成封堵层对漏层进行封堵,使得其对漏层具有较好的适应能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为采用扫描电镜观察到的本发明实施例1制得的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料于常温下的凝胶分散状态示意图(25kV,5000倍)。
图2为采用扫描电镜观察到的本发明实施例1制得的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料于100℃的温度下持续放置48h后的凝胶聚集状态示意图(25kV,1000倍)。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其采用包括如下步骤的制备方法制得:
制备水凝胶:
首先将50g的乙醇、20g的N-异丙基丙烯酰胺和30g的N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸形成的溶液放入反应釜中,通氮气半小时;
然后向反应釜中加入3g的过氧化苯甲酰和10g的N-甲基乙二胺搅拌均匀直至获得均匀透明的溶液;
将体系温度升至90℃后,再向反应釜中加入5g质量浓度为0.8%的羧甲基纤维素的水溶液,使N-异丙基丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸在羧甲基纤维素水溶液中发生聚合及交联反应,反应5h后,得到所述水凝胶。
制备丙烯酸酯共聚物:
首先将30g的乙醇和30g的二丙二醇二丙烯酸酯形成的溶液放入反应釜中,通氮气半小时;
然后向反应釜中加入35g的三甲基(丙烯酰胺)丙基碘化铵和2g的脂肪酸(C12)聚氧乙烯酯,搅拌均匀直至获得均匀透明的溶液;
再向反应釜中加入2g的2,2-偶氮二异丁腈和8g的N,N-乙烯-双-丙烯酰胺,在搅拌下将体系温度升至110℃,使二丙二醇二丙烯酸酯和三甲基(丙烯酰胺)丙基碘化铵进行共聚反应,反应5h直至形成高粘度的丙烯酸酯共聚物,其粘度可达7500-15000mPa·s。
制备温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料:
将35g的去离子水、3g的OP-4,37g上述制得的丙烯酸酯共聚物混拌25min至混拌均匀,再加入15g上述制得的水凝胶,10g的十八油醇,继续低速(80-150转/min)搅拌30min后,得到温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料成品。
实施例2
本实施例提供了一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其采用包括如下步骤的制备方法制得:
制备水凝胶:
首先将50g的乙醇、30g的N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和25g的N-异丙基丙烯酰胺形成的溶液放入反应釜中,通氮气半小时;
然后向反应釜中加入2g的过硫酸钠和15g的N,N,N′,N′-四甲基乙二胺,搅拌均匀直至获得均匀透明的溶液;
将体系温度升至90℃,再向反应釜中加入5g质量浓度为0.5%的羟丙基纤维素的水溶液,使N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺在羟丙基纤维素水溶液中发生聚合及交联反应,反应5h后,得到所述水凝胶。
制备丙烯酸酯共聚物:
将30g的乙醇和10g的季戊四醇四丙烯酸酯形成的溶液放入反应釜中,通氮气半小时;
然后向反应釜中加入40g的N’,N’-二甲基(丙烯酰胺丙基)丙基磺酸铵和5g的硬脂酸甘油酯,搅拌均匀直至获得均匀透明的溶液。
再向反应釜中加入2g的偶氮二异丁腈和8g的乙二醇二甲基丙烯酸酯,在搅拌下将体系温度升至100℃,使季戊四醇四丙烯酸酯和N’,N’-二甲基(丙烯酰胺丙基)丙基磺酸铵进行共聚反应,反应5h直至形成高粘度的丙烯酸酯共聚物。
制备温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料:
将35g的去离子水、2g的平平加O-10,45g上述制得的丙烯酸酯共聚物混拌25min至混拌均匀,再加入13g上述制得的水凝胶,5g的十八油醇,继续低速(80-150转/min)搅拌30min后,得到温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料成品。
测试例1
本测试例对实施例1制得的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料在钻井液中的状态进行评价,具体操作包括以下步骤:
常温(25℃)下,将温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料样品分散在水中得到分散液,采用扫描电镜观察分散液中凝胶颗粒的状态,所得结果如图1所示;
将分散液温度升至100℃连续稳定48h后,采用扫描电镜观察分散液中凝胶颗粒的状态,所得结果如图2所示;
对比图1和图2可以发现,常温(25℃)下,本发明实施例1制得的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料中的凝胶颗粒为球形,粒径分布范围在10-500nm之间,表明实施例1制得的材料为微纳米凝胶颗粒材料;将所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料置于100℃的温度下并持续48h后,所述凝胶颗粒膨胀聚集形成稳定层状结构,可对漏层起到较好的封堵作用。
测试例2
本测试例对含有实施例2制得的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料的透明溶液的透光度进行测试,具体操作包括以下步骤:
将实施例2的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料配制成质量浓度为0.5%的透明溶液,采用分光光度计测量不同温度下所述透明溶液的透光度,实验结果如表1所示。
表1
项目 | 温度(℃) | 透光度 |
1 | 20 | 92 |
2 | 30 | 95 |
3 | 40 | 95 |
4 | 50 | 94 |
5 | 60 | 87 |
6 | 70 | 70.2 |
7 | 80 | 50.5 |
8 | 90 | 25.5 |
9 | 100 | 13.5 |
10 | 110 | 6.0 |
11 | 120 | 1.2 |
从表1中可以看出,随着温度的升高,透明溶液的透光度大致呈现逐渐变小的趋势,但当温度低于100℃时,透明溶液的透光度仍未降低到有效透光度范围内(即20℃时透明溶液透光度的15%以下),如温度为80℃时,透明溶液的透光度仍高达50.5,温度为90℃时,透明溶液的透光度仍在25以上;当温度继续升至100℃时,透明溶液的透光度降至13.5,已降至有效透光度范围内;由此可见,当温度达到100℃时,透明溶液的透光度出现本质变化,温度响应微纳米凝胶颗粒团聚明显。
测试例3
本测试例对含有实施例1制得的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料的透明溶液的粒度进行测试,具体操作包括以下步骤:
将实施例1制得的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料配制成质量浓度为0.5%的透明溶液,采用激光粒度仪测定所述透明溶液在不同温度下的粒度,实验结果如下表2所示。
表2
项目 | 温度(℃) | 粒度 |
1 | 40 | 110.76nm |
2 | 50 | 227.9nm |
3 | 60 | 243.9nm |
4 | 70 | 408.9nm |
5 | 80 | 678.4nm |
6 | 90 | 1.9μm |
7 | 100 | 20μm |
8 | 110 | 40μm |
9 | 120 | 60μm |
从以上表2中可以看出,随着温度的升高,温度响应微纳米凝胶颗粒的粒度逐渐变大。综合表1和表2的结果可知,本发明提供的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料中所含有的丙烯酸酯等基团具有于高温下吸收水和解析水的能力,可在高温条件下使凝胶颗粒的形状由球形变为棒状,进而在地层中形成不同程度各个方向形状不相同的多面体,并在地层中滞留,起到优异的封堵效果。
应用例
本应用例考察了实施例1制得的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料对人造岩心裂缝的封堵情况,包括以下具体步骤:
取渗透率在100mD-500mD之间的人造岩心,通过液压造缝机(本领域常规设备)对所述人造岩心进行造缝,所造裂缝宽度为100微米以上,渗透率在5000mD以上;
将造缝后的人造岩心装入岩心夹持器中,并将围压加到2MPa,随后在常温下驱替凝胶溶液(即温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料的水溶液,其浓度为10-15%,其中,将1g温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料加入100mL水中所得水溶液的浓度记为1%),驱替50PV以上,再将岩心取出放入温度为100℃烘箱中连续烘干48h后,取出岩心进行观察。
实验结果表明,实施例1制得的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料中的凝胶颗粒在高温下膨胀聚集,可在人造岩心裂缝表面形成有效封堵层,起到比较好的封堵裂缝的作用。
综上,由于常温(25℃)下,温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料中的凝胶颗粒为球形,粒径分布范围在10nm-500nm之间;而将所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料置于100℃以上的温度下并持续48h后,所述凝胶颗粒膨胀聚集形成稳定层状结构。因此,将所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料用于漏层封堵时,在地面环境和温度低于引发温度(100℃以上)时,所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料均为微纳米状态,可有效进入目标漏层,而当所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料进入漏层后便迅速在漏层膨胀聚集滞留,形成高效稳定的封堵层。
与现有技术相比,本发明所提供的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料的有益效果如下:
1)不受地层漏失通道的限制,不会卡门。
2)可自动识别漏层,进入漏层后,温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料中的凝胶颗粒膨胀聚集沉淀形成高效稳定的封堵层,堵塞漏层。
因此,本发明所提供的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料适用于普通堵漏材料无法适应的恶性漏失环境,并且由于该封堵材料进入漏层前没有形状,进入漏层后才膨胀变形交联形成封堵层对漏层进行封堵,使得其对漏层具有较好的适应能力。
以上所述,仅为本发明的具体实施例,不能以其限定发明实施的范围,所以其等同组件的置换,或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰,都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外,本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。
Claims (21)
1.一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料包括:
30-50重量份的去离子水,10-15重量份的水凝胶,5-10重量份的十八油醇,2-3重量份的乳化剂及35-45重量份的丙烯酸酯共聚物。
2.根据权利要求1所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料采用包括如下步骤的制备方法制得:
将去离子水、乳化剂及丙烯酸酯共聚物混拌均匀,再加入水凝胶、十八油醇混拌均匀后得到所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料。
3.根据权利要求1或2所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,常温下,温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料中的凝胶颗粒为球形,粒径分布范围在10-500nm之间;将所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料置于100℃以上的温度下并持续48h后,所述凝胶颗粒膨胀聚集形成稳定层状结构。
4.根据权利要求1或2所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述乳化剂包括聚氧乙烯月桂醇醚、OP-4、OP-7、平平加O-10中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1或2所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述水凝胶的原料组成包括:
50重量份的有机溶剂、40-60重量份的丙烯酰胺类单体、2-3重量份的引发剂、10-15重量份的加速剂及1-5重量份的纤维素的水溶液。
6.根据权利要求5所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述水凝胶采用包括如下步骤的制备方法制得:
惰性气氛下,将丙烯酰胺类单体与有机溶剂混合均匀,得到混合溶液A;
向混合溶液A中加入引发剂和加速剂,混合均匀后得到均匀透明的溶液B;
对所述溶液B进行升温后,再向其中加入纤维素的水溶液,使丙烯酰胺类单体于纤维素的水溶液中发生聚合及交联反应,反应结束后,得到所述水凝胶。
7.根据权利要求6所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述升温为将所述溶液B的温度升至90-120℃,所述反应的时间为5-7h。
8.根据权利要求5-7任一项所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述丙烯酰胺类单体包括N-异丙基甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺-co-N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸酯中的任意两种。
9.根据权利要求5-7任一项所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述引发剂包括过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或几种的组合。
10.根据权利要求5-7任一项所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述加速剂包括N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、N-甲基乙二胺、四甲基乙二胺、二甲基乙二胺、N,N-二乙基-N'-甲基乙二胺中的一种或几种的组合。
11.根据权利要求5-7任一项所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,以所述纤维素的水溶液中溶剂水的总重量计,所述纤维素的水溶液包括质量浓度为0.1%-0.8%的羧甲基纤维素水溶液、质量浓度为0.1%-0.5%的羟丙基纤维素水溶液、质量浓度为0.1%-0.7%的羟乙基纤维素水溶液或质量浓度为0.1%-1%的邻苯二亚胺纤维素水溶液。
12.根据权利要求1或2所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述丙烯酸酯共聚物的原料组成包括:
30重量份的有机溶剂、10-30重量份的丙烯酸酯单体、30-45重量份的含氮单体、1-5重量份的表面活性剂、1-2重量份的引发剂及5-8重量份的交联剂。
13.根据权利要求12所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述丙烯酸酯共聚物采用包括如下步骤的制备方法制得:
惰性气氛下,将丙烯酸酯单体与有机溶剂混合均匀,得到混合溶液a;
向混合溶液a中加入含氮单体和表面活性剂,混合均匀后得到均匀透明的溶液b;
搅拌条件下,向溶液b中加入引发剂和交联剂后对体系进行升温,以使丙烯酸酯单体和含氮单体发生共聚反应,反应结束后,得到高粘度的丙烯酸酯共聚物。
14.根据权利要求13所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述升温为将体系温度升至90-120℃,所述反应的时间为5-7h。
15.根据权利要求12-14任一项所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述丙烯酸酯单体包括二丙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三丙二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(400)甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚丙烯酸酯中的一种或几种的组合。
16.根据权利要求12-14任一项所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述含氮单体包括丙烯酰胺、三甲基(丙烯酰胺)丙基碘化铵、n-乙烯基已内酰胺、N’,N’-二甲基(丙烯酰胺丙基)丙基磺酸铵中的一种或几种的组合。
17.根据权利要求12-14任一项所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述表面活性剂包括脂肪酸聚氧乙烯酯、十二烷基硫酸钠、硬脂酸甘油酯、tween20、tween40、tween60、tween80中的一种或几种的组合。
18.根据权利要求12-14任一项所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述引发剂包括2,2-偶氮二异丁腈、2,2-偶氮双(脒基丙烷)二盐酸盐、2,2-偶氮双(氨基丙烷)二盐酸盐、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种或几种的组合。
19.根据权利要求12-14任一项所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料,其中,所述交联剂包括N,N-乙烯-双-丙烯酰胺和/或乙二醇二甲基丙烯酸酯。
20.权利要求1-19任一项所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料的制备方法,其中,所述制备方法包括:
将去离子水、乳化剂及丙烯酸酯共聚物混拌均匀,再加入水凝胶、十八油醇混拌均匀后得到所述温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料。
21.权利要求1-19任一项所述的温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料在漏层封堵中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110607607.6A CN115418206B (zh) | 2021-06-01 | 2021-06-01 | 一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料及其制备与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110607607.6A CN115418206B (zh) | 2021-06-01 | 2021-06-01 | 一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料及其制备与应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115418206A true CN115418206A (zh) | 2022-12-02 |
CN115418206B CN115418206B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=84195424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110607607.6A Active CN115418206B (zh) | 2021-06-01 | 2021-06-01 | 一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料及其制备与应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115418206B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110237468A1 (en) * | 2008-12-18 | 2011-09-29 | Roland Reichenbach-Klinke | Methods for blocking underground formations |
CN102329599A (zh) * | 2011-08-19 | 2012-01-25 | 西南石油大学 | 一种用于油井堵水的新型选择性堵水剂 |
CN106589225A (zh) * | 2015-10-20 | 2017-04-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 深部调剖堵水用聚合物凝胶颗粒及其制备方法 |
CN110172127A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-27 | 天津市木精灵生物科技有限公司 | 纳米纤维素基堵漏剂及其制备方法 |
CN112480887A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-03-12 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | 一种基于纤维素的温敏型凝胶堵漏剂及其制备方法 |
-
2021
- 2021-06-01 CN CN202110607607.6A patent/CN115418206B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110237468A1 (en) * | 2008-12-18 | 2011-09-29 | Roland Reichenbach-Klinke | Methods for blocking underground formations |
CN102329599A (zh) * | 2011-08-19 | 2012-01-25 | 西南石油大学 | 一种用于油井堵水的新型选择性堵水剂 |
CN106589225A (zh) * | 2015-10-20 | 2017-04-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 深部调剖堵水用聚合物凝胶颗粒及其制备方法 |
CN110172127A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-27 | 天津市木精灵生物科技有限公司 | 纳米纤维素基堵漏剂及其制备方法 |
CN112480887A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-03-12 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | 一种基于纤维素的温敏型凝胶堵漏剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
刘平德;魏发林;张松;朱秀雨;王龙飞;熊春明;: "热敏暂堵剂笼统控水技术", 石油勘探与开发, no. 03 * |
贾虎;蒲万芬;赵金洲;金发扬;: "裂缝性油藏控水堵水方法研究与应用", 地质科技情报, no. 05, pages 321 - 322 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115418206B (zh) | 2024-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1257726B1 (en) | Synthetic crosslinked copolymer solutions and direct injection to subterranean oil and gas formations | |
CN111087536B (zh) | 耐温抗盐粘弹性聚合物凝胶微球和调驱剂及其制备方法和应用 | |
CN112877045B (zh) | 一种体膨型高效段塞凝胶堵漏剂及其制备方法 | |
CA2753522C (en) | Swellable polymers with hydrophobic groups | |
US7488541B2 (en) | Superabsorbent polymer aqueous paste and coating | |
CN108440883B (zh) | 封装有可逆感温变色的内料的产品 | |
WO2017113773A1 (zh) | 一种疏水缔合聚合物及其制备方法 | |
CN111218260A (zh) | 一种适用于油基钻井液的抗高温高吸油树脂颗粒堵漏剂及其制备方法 | |
CN111410941B (zh) | 一种适用于裂缝性漏失地层的温敏凝胶颗粒堵漏剂及其制备方法与应用 | |
CN111876140A (zh) | 双响应自降解暂堵剂及其制备方法 | |
Yu et al. | Comprehensive evaluation of a high-temperature resistant re-crosslinkable preformed particle gel for water management | |
CN110079288B (zh) | 一种膨胀性暂堵剂及其制备方法 | |
CN111961453B (zh) | 一种高强度高吸水可降解堵漏剂及其制备方法 | |
CN109666097A (zh) | 疏水缔合聚合物凝胶微球调剖剂及其制备方法 | |
CN111621274A (zh) | 一种可控降解的水膨型压裂暂堵剂、制备方法及其应用 | |
CN112794946A (zh) | 一种新型疏水缔合封堵剂及其制备方法及应用 | |
CN111117589A (zh) | 一种稠化剂及其制备方法 | |
CN115418206A (zh) | 一种温度响应微纳米凝胶颗粒封堵材料及其制备与应用 | |
CN113896825A (zh) | 一种高堆积密度的丙烯酸增稠剂及其制备方法和应用 | |
CN110172127A (zh) | 纳米纤维素基堵漏剂及其制备方法 | |
CN113527574A (zh) | 一种乳液型高分子硼交联剂及其制备方法和应用 | |
CN110305644B (zh) | 一种降漏失柔性胶粒洗井液的制备及其应用 | |
CN115260373A (zh) | 一种抗高温高钙柔性封堵剂及其制备方法与应用 | |
CN116083063A (zh) | 一种延迟膨胀堵漏体系及其制备方法 | |
CN111763507B (zh) | 一种强度可调星形聚合物凝胶泡沫调剖剂及其制备与应用 |
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 |