温敏型堵漏剂组合物及其应用和钻井液及其应用制造技术

本发明专利技术涉及石油工业的钻井领域，具体地，涉及一种温敏型堵漏剂组合物及其应用和钻井液及其应用。所述堵漏剂组合物含有丙烯酰胺类聚合物和聚合醇；其中，所述丙烯酰胺类聚合物的结构单元由式(1)所示的结构单元中的一种或多种以及式(2)所示的结构单元中的一种或多种构成，且所述丙烯酰胺类聚合物的重均分子量为10,000,000‑50,000,000g/mol；所述聚合醇选自聚乙烯醇、聚乙二醇和聚丙二醇中的一种或多种。本发明专利技术的堵漏剂组合物能够在常温下具有良好的流变性易泵送；但在泵入地层后在地层温度下能够形成强度提高的堵漏凝胶，具有良好的温敏性，其溶胀情况受地层环境因素影响较小，具有较高的可控性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油工业的钻井领域，具体地，涉及一种温敏型堵漏剂组合物及其应用和钻井液及其应用。
技术介绍
复杂地质条件下钻井常遇裂缝、孔隙、溶洞等易井漏地层，导致钻井液大量漏失，不仅带来巨额经济损失，同时严重影响钻井施工的顺利进行。聚合物凝胶堵漏剂是近年来发展起来的新兴堵漏材料，承压能力较强，堵漏效果良好，特别是对于巨大裂缝、溶洞等恶性漏失层，堵漏效果更为突出。然而，目前发展的聚合物凝胶堵漏剂具有一定的缺陷，特别是不能兼顾“进得去”与“堵得住”，即堵漏凝胶的高强度与易泵送难以同时满足。一般而言，易泵送的堵漏凝胶成胶程度很低，堵漏效果差，而高强度凝胶不易注入到地层中，甚至会造成堵井。使用胶囊类延迟交联剂虽然可以部分解决上述矛盾，但同时存在延迟时间较短、胶囊交联剂热稳定性差、成本较高等弊端。目前，国内外发展的凝胶堵漏剂种类较少，主要分为两类：第一类为线性大分子聚合物或线性大分子聚合物复配各粒径固体颗粒形成的混合物，有时为了延时成胶也加入水溶性酚醛树脂等交联剂，使用的聚合物包括聚丙烯酰胺、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、疏水缔合聚丙烯酰胺、黄原胶等，使用的固体颗粒包括核桃壳、油溶性丙烯酸树脂微粒、超细碳酸钙、石英砂等；第二类为适度交联的体型聚合物，包括季戊四醇交联的聚丙烯酸、接枝聚丙烯酰胺、交联羧甲基纤维素、交联羟乙基纤维素等。这两类聚合物凝胶堵漏剂可控性均较差：第一类堵漏剂形成的凝胶强度仅与浓度有关，低浓度下强度较低而高浓度下又难以泵送，且延迟交联不易实现；第二类堵漏剂虽然能通过吸收自由水不断溶胀，逐渐形成堵漏凝胶，但吸水过程极易受到温度、压力等外界条件的影响，稳定性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有的凝胶堵漏剂具有的强度和泵送能力难以兼得的缺陷，以及溶胀情况不易控制的缺陷，提供了一种易泵送进入地层的且在地层温度下具有提高强度的温敏型堵漏剂组合物及其应用和钻井液及其应用。为了实现上述目的，本专利技术提供一种堵漏剂组合物，该组合物含有丙烯酰胺类聚合物和聚合醇；其中，所述丙烯酰胺类聚合物的结构单元主要由下式(1)所示的结构单元中的一种或多种以及式(2)所示的结构单元中的一种或多种构成，且所述丙烯酰胺类聚合物的重均分子量为10,000,000-50,000,000g/mol；所述聚合醇选自聚乙烯醇、聚乙二醇和聚丙二醇中的一种或多种；式(1)式(2)其中，R1、R1'、R2和R2'各自独立地选自H和C1-C6的烷基；R3选自C0-C6的亚烷基、亚苯基或-CO-NH-R5-，且R5为C0-C6的亚烷基；R4选自-COOM或-SO3M，其中，M为H或碱金属元素。本专利技术还提供了上述组合物在钻井液中作为堵漏剂的应用。本专利技术还提供了含有上述组合物作为堵漏剂的钻井液。本专利技术还提供了上述钻井液在油气钻井中的应用。本专利技术提供的堵漏剂组合物在作为堵漏剂用于钻井液中进行钻井时，其能够在常温下具有良好的流变性易泵送；但在泵入地层后在地层温度下能够形成强度提高的堵漏凝胶，具有良好的温敏性，其溶胀情况受地层环境因素影响较小，具有较高的可控性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供一种堵漏剂组合物，该组合物含有丙烯酰胺类聚合物和聚合醇；其中，所述丙烯酰胺类聚合物的结构单元主要由下式(1)所示的结构单元中的一种或多种以及式(2)所示的结构单元中的一种或多种构成，且所述丙烯酰胺类聚合物的重均分子量为10,000,000-50,000,000g/mol；所述聚合醇选自聚乙烯醇、聚乙二醇和聚丙二醇中的一种或多种；式(1)式(2)其中，R1、R1'、R2和R2'各自独立地选自H和C1-C6的烷基；R3选自C0-C6的亚烷基、亚苯基或-CO-NH-R5-，且R5为C0-C6的亚烷基；R4选自-COOM或-SO3M，其中，M为H或碱金属元素。根据本专利技术，本专利技术的堵漏剂组合物中含有的该丙烯酰胺类聚合物和聚合醇具有非常好的相容性，在它们的相互配合作用下，能够在常温下具有较低的粘度，保持良好的流变性，易于泵送入地层，而泵入地层后，在地层相对提高的温度环境中粘度增加，并溶胀形成具有提高的强度的堵漏凝胶，获得较好的堵漏效果。根据本专利技术，所述丙烯酰胺类聚合物和聚合醇的用量可以根据具体的成胶时间、凝胶强度和地层温度等进行适当地调整，优选情况下，所述丙烯酰胺类聚合物和聚合醇的重量比(以干重计)为100：10-500，优选为100：20-400，更优选为100：50-200。根据本专利技术，其中，上述C1-C6的烷基例如可以为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基等。上述C0-C6的亚烷基例如可以为C0的亚烷基、上述C1-C6的烷基所形成的亚烷基。其中，C0的亚烷基可以认为仅是连接键或不存在，该基团两端的基团将直接相连。所述碱金属元素例如可以为锂(Li)、钠(Na)、钾(K)等。根据本专利技术，所述丙烯酰胺类聚合物的结构单元主要由式(1)所示的结构单元中的一种或多种以及式(2)所示的结构单元中的一种或多种构成，为了能够更好地发挥该丙烯酰胺类聚合物的作用，优选地，R1、R1'、R2和R2'各自独立地选自H和C1-C4的烷基；R3选自C0-C4的亚烷基、亚苯基或-CO-NH-R5-，且R5为C1-C6的亚烷基；R4选自-COOH、-COONa、-COOK、-SO3H、-SO3Na或-SO3K。更优选地，R1、R1'、R2和R2'各自独立地选自H、甲基、乙基和正丙基；R3选自C0的亚烷基、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-、-CH(CH3)-CH2-、-CH2-CH(CH3)-、-CH2-(CH2)2-CH2-、-CH2-CH(CH3)-CH2-、-C(CH3)2-CH2-、-CH2-C(CH3)2-、对亚苯基邻亚苯基间亚苯基-CO-NH-CH2-、-CO-NH-CH2-CH2-、-CO-NH-CH2-CH2-CH2-、-CO-NH-CH(CH3)-CH2-、-CO-NH-CH2-CH(CH3)-、-CO-NH-CH2-(CH2)2-CH2-、-CO-NH-C(CH3)2-CH2-或-CO-NH-CH2-C(CH3)2-；R4选自-COOH、-COONa、-COOK、-SO3H、-SO3Na或-SO3K。根据本专利技术，尽管所述丙烯酰胺类聚合物的重均分子量在10,000,000-50,000,000g/mol范围内即可，但是出于提高所述堵漏剂组合物的温敏的堵漏性能考虑，优选情况下，所述丙烯酰胺类聚合物的重均分子量为13,000,000-30,000,000g/mol，更优选为15,000,000-20,000,000g/mol，例如18,000,000-20,000本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堵漏剂组合物，其特征在于，该组合物含有丙烯酰胺类聚合物和聚合醇；其中，所述丙烯酰胺类聚合物的结构单元主要由下式(1)所示的结构单元中的一种或多种以及式(2)所示的结构单元中的一种或多种构成，且所述丙烯酰胺类聚合物的重均分子量为10,000,000‑50,000,000g/mol；所述聚合醇选自聚乙烯醇、聚乙二醇和聚丙二醇中的一种或多种；其中，R1、R1'、R2和R2'各自独立地选自H和C1‑C6的烷基；R3选自C0‑C6的亚烷基、亚苯基或‑CO‑NH‑R5‑，且R5为C0‑C6的亚烷基；R4选自‑COOM或‑SO3M，其中，M为H或碱金属元素。

【技术特征摘要】
1.一种堵漏剂组合物，其特征在于，该组合物含有丙烯酰胺类聚合物和聚合醇；其中，所述丙烯酰胺类聚合物的结构单元主要由下式(1)所示的结构单元中的一种或多种以及式(2)所示的结构单元中的一种或多种构成，且所述丙烯酰胺类聚合物的重均分子量为10,000,000-50,000,000g/mol；所述聚合醇选自聚乙烯醇、聚乙二醇和聚丙二醇中的一种或多种；其中，R1、R1'、R2和R2'各自独立地选自H和C1-C6的烷基；R3选自C0-C6的亚烷基、亚苯基或-CO-NH-R5-，且R5为C0-C6的亚烷基；R4选自-COOM或-SO3M，其中，M为H或碱金属元素。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述丙烯酰胺类聚合物和聚合醇的重量比为100：10-500，优选为100：20-400，更优选为100：50-200。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，R1、R1'、R2和R2'各自独立地选自H和C1-C4的烷基；R3选自C0-C4的亚烷基、亚苯基或-CO-NH-R5-，且R5为C1-C6的亚烷基；R4选自-COOH、-COONa、-COOK、-SO3H、-SO3Na或-SO3K；优选地，R1、R1'、R2和R2'各自独立地选自H、甲基、乙基和正丙基；R3选自C0的亚烷基、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-、-CH(CH3)-CH2-、-CH2-CH(CH3)-、-CH2-(CH2)2-CH2-、-CH2-CH(CH3)-CH2-、-C(CH3)2-CH2-、-CH2-C(CH3)2-、对亚苯基、邻亚苯基、间亚苯基、-CO-NH-CH2-、-CO-NH-CH2-CH2-、-CO-NH-CH2-CH2-CH2-、-CO-NH-CH(CH3)-CH2-、-CO-NH-CH2-CH(CH3)-、-CO-NH-CH2-(CH2)2-CH2-、-CO-NH-C(CH3)2-CH2-或-CO-NH-CH2-C(CH3)2-；R4选自-COOH、-COONa、-COOK、-SO3H、-SO3Na或-SO3K。4.根据权利要求1或3所述的组合物，其中，式(1)所示的结构单元和式(2)所示的结构单元的摩尔比为1：0.1-2，优选为1：0.2-1，更优选为1：0.3-0.6。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，所述聚乙烯醇为PVA-1788、PVA-1799、PVA-2088、PVA-2099、PVA-0588和PVA-2488中的一种或多种；所述聚乙二醇为PEG-800、PEG-1000、PEG-1450、PEG-2000、PEG-3000、PEG-4000、PEG-6000和PEG-8000中的一种或多种；所述聚丙二醇为PPG-600、PPG-1000、PPG-1500、PPG-2000、PPG-3000、PPG-400...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋官澄，葛庆颖，安玉秀，贺垠博，杨丽丽，刘冲，王勇，张永清，王照辉，程琳，胡景东，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11