一种高封堵强度钻井用堵漏剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高封堵强度钻井用堵漏剂的制备方法，属于堵漏剂制备技术领域。本发明专利技术利用氧化木薯淀粉，在乙二醇锑催化下，以过氧化甲乙酮作为引发剂，接枝改性聚丙烯酸丁脂，增加膨胀性，再使用马来酸酐改性竹纤维，通过偶联剂，将其与改性木薯淀粉接枝聚丙烯酸丁脂进行结合，增加强度，随后添加膨胀蛭石，增加膨胀量及封堵强度的原理，有效解决了现有的堵漏剂产生的膨胀量较小，耐水冲刷能力较弱，封堵强度低，易造成反复漏失的缺陷，取得了堵漏剂对大裂缝、多孔洞的复杂地层，可以较好的降低封堵层渗透率，获得高封堵层强度，高封堵层承压能力的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种高封堵强度钻井用堵漏剂的制备方法，属于堵漏剂制备

技术介绍
井漏是钻井过程中普遍存在的问题，而且可能造成井塌、卡钻、井喷等其他井下复杂情况和重大事故，对钻井工作危害极大，甚至会导致井眼报废，造成巨大的经济损失。现有堵漏技术有几十种，按照不同的机理和功能主要分为桥接堵漏材料、高失水堵漏材料、暂堵材料、化学堵漏材料、无机胶凝堵漏材料、软硬塞堵漏材料、高温堵漏材料、复合堵漏材料。目前，比较有效和现实的办法是使用具有膨胀功能的堵漏剂。吸水膨胀类的化学堵漏剂，是一种新型的功能性高分子堵漏材料，具有极高的吸水和保水功能，它是一种具有多种几何形状的网状结构的高分子合成树脂，遇水膨胀有一定的粘度和膨胀性，并形成具有一定强度的弹性凝胶，具有良好的抗温性、抗盐性和稳定性。可以单独使用或是跟其他堵漏材料混合使用以控制钻井液的漏失。在受压情况下，堵漏材料钻入裂缝或岩石孔隙，滞留并产生堵塞，同时吸水树脂进入漏层后仍会继续膨胀，从而阻止钻井液漏入地层，增强了堵漏效果，吸水树脂在裂缝里的填充作用提高了漏失地层的强度。与传统的堵漏材料相比，吸水膨胀类的化学堵漏剂用量少，施工简单方便，具有很好的封堵能力。但是，吸水膨胀类的化学堵漏剂也存在一些不足：现有的吸水膨胀类堵漏剂不具有理想中的膨胀性和产生的膨胀量较小，在外部作用力下堵漏剂不易于稳定滞留在漏层中，从而易于造成堵漏效果不佳和堵漏后发生重复性漏失，且现有的堵漏剂耐水冲刷能力弱，封堵强度低，导致堵漏成功率极低，损失严重。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对现有的堵漏剂产生的膨胀量较小，耐水冲刷能力较弱，封堵强度低，易造成反复漏失的缺陷，提供一种利用对木薯淀粉改性后与丙烯酸丁酯接枝共聚，在偶联剂作用下，通过马来酸酐，结合竹纤维，再加入膨胀蛭石合成高封堵强度钻井用堵漏剂的方法，本专利技术先将木薯淀粉和双氧水混合后与十二烷基硫醇搅拌反应，去除上层清液后与丙烯酸丁酯、乙二醇在氮气保护下反应，再加入过氧化甲乙酮反应，反应后去除其中乙二醇，收集剩余物与竹纤维、膨胀蛭石等放入高压反应釜反应，随后冷却出料，即可得高封堵强度钻井用堵漏剂，本专利技术利用氧化木薯淀粉，在乙二醇锑催化下，以过氧化甲乙酮作为引发剂，接枝改性聚丙烯酸丁脂，增加膨胀性，再使用马来酸酐改性竹纤维，通过偶联剂，将其与改性木薯淀粉接枝聚丙烯酸丁脂进行结合，增加强度，随后添加膨胀蛭石，增加膨胀量及封堵强度的原理，有效解决了现有的堵漏剂产生的膨胀量较小，耐水冲刷能力较弱，封堵强度低，易造成反复漏失的缺陷，取得了堵漏剂对大裂缝、多孔洞的复杂地层，可以较好的降低封堵层渗透率，获得高封堵层强度，高封堵层承压能力的效果。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）按质量比1:3，取木薯淀粉和质量分数为20%双氧水放入容器中，并将容器置于水浴锅中，设定温度为90～105℃，以130r/min搅拌4～6h，再向容器中加入木薯淀粉质量2～4%的十二烷基硫醇，继续搅拌10～15min，随后将容器取出静置2～3h，去除上层清液，收集剩余物；（2）按重量份数计，取50～60份上述剩余物、25～30份丙烯酸丁酯、20～22份乙二醇、3～5份过氧化甲乙酮及2～6份乙二醇锑，首先将上述剩余物、丙烯酸丁酯及乙二醇放入带有搅拌器、温度计及滴液漏斗的四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于水浴锅中，使用氮气保护，设定温度为45～50℃，以120r/min搅拌10～15min；（3）在上述搅拌结束后，使用滴液漏斗将上述重量份数中的过氧化甲乙酮以2滴/s滴加入四口烧瓶中，同时升温至55～60℃，以150r/min搅拌反应3～5h，随后停止搅拌加热，静置30～40min，再将四口烧瓶中的混合物放入旋转蒸发仪中旋转蒸发去除乙二醇，收集剩余物，得改性木薯淀粉接枝聚丙烯酸丁脂混合物；（4）按重量份数计，取45～55份上述所得的改性木薯淀粉接枝聚丙烯酸丁脂混合物、18～24份竹纤维、19～21份200目膨胀蛭石、17～19份马来酸酐及4～7份甲基二乙氧基硅烷，放入高压反应釜中，设定温度为120～130℃、压力为0.4～0.6mPa，以150r/min搅拌4～6h，随后自然冷却至室温，出料收集出料物，即可得高封堵强度钻井用堵漏剂。本专利技术的应用方法是：将本专利技术制得的堵漏剂添加到钻井液中，添加量为钻井液质量的2～5%，随后将混合液注入漏层即可。经检测，本专利技术制得的堵漏剂一次堵漏成功率达到96%以上，其强度在15小时内可达到10MPa以上，使用本专利技术堵漏剂后漏失层的承压能力提高10～14MPa，该堵漏剂膨胀性较好，吸水膨胀倍数可达5～35倍，能够长期耐受120～190℃井下高温环境，可用于石油钻探过程中的深井超深井堵漏作业。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术制得的堵漏剂膨胀性较好、膨胀量大，能稳固滞留在漏层中起到较好的堵漏效果，且本专利技术堵漏剂耐水冲刷能力强，不易出现二次漏失现象；（2）本专利技术制得的堵漏剂耐受温度较高，不会因温度高而出现凝胶可逆，漏点二次泄露的现象，且封堵强度高，有效提升了堵漏成功率。具体实施方式首先按质量比1:3，取木薯淀粉和质量分数为20%双氧水放入容器中，并将容器置于水浴锅中，设定温度为90～105℃，以130r/min搅拌4～6h，再向容器中加入木薯淀粉质量2～4%的十二烷基硫醇，继续搅拌10～15min，随后将容器取出静置2～3h，去除上层清液，收集剩余物；随后按重量份数计，取50～60份上述剩余物、25～30份丙烯酸丁酯、20～22份乙二醇、3～5份过氧化甲乙酮及2～6份乙二醇锑，首先将上述剩余物、丙烯酸丁酯及乙二醇放入带有搅拌器、温度计及滴液漏斗的四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于水浴锅中，使用氮气保护，设定温度为45～50℃，以120r/min搅拌10～15min；在上述搅拌结束后，使用滴液漏斗将上述重量份数中的过氧化甲乙酮以2滴/s滴加入四口烧瓶中，同时升温至55～60℃，以150r/min搅拌反应3～5h，随后停止搅拌加热，静置30～40min，再将四口烧瓶中的混合物放入旋转蒸发仪中旋转蒸发去除乙二醇，收集剩余物，得改性木薯淀粉接枝聚丙烯酸丁脂混合物；最后按重量份数计，取45～55份上述所得的改性木薯淀粉接枝聚丙烯酸丁脂混合物、18～24份竹纤维、19～21份200目膨胀蛭石、17～19份马来酸酐及4～7份甲基二乙氧基硅烷，放入高压反应釜中，设定温度为120～130℃、压力为0.4～0.6mPa，以150r/min搅拌4～6h，随后自然冷却至室温，出料收集出料物，即可得高封堵强度钻井用堵漏剂。实例1首先按质量比1:3，取木薯淀粉和质量分数为20%双氧水放入容器中，并将容器置于水浴锅中，设定温度为90℃，以130r/min搅拌4h，再向容器中加入木薯淀粉质量2%的十二烷基硫醇，继续搅拌10min，随后将容器取出静置2h，去除上层清液，收集剩余物；随后按重量份数计，取50份上述剩余物、25份丙烯酸丁酯、20份乙二醇、3份过氧化甲乙酮及2份乙二醇锑，首先将上述剩余物、丙烯酸丁酯及乙二醇放入带有搅拌器、温度计及滴液漏斗的四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于水浴锅中，使用氮气保护，设定温度为45℃，以120r/min搅拌10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高封堵强度钻井用堵漏剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按质量比1:3，取木薯淀粉和质量分数为20%双氧水放入容器中，并将容器置于水浴锅中，设定温度为90～105℃，以130r/min搅拌4～6h，再向容器中加入木薯淀粉质量2～4%的十二烷基硫醇，继续搅拌10～15min，随后将容器取出静置2～3h，去除上层清液，收集剩余物；（2）按重量份数计，取50～60份上述剩余物、25～30份丙烯酸丁酯、20～22份乙二醇、3～5份过氧化甲乙酮及2～6份乙二醇锑，首先将上述剩余物、丙烯酸丁酯及乙二醇放入带有搅拌器、温度计及滴液漏斗的四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于水浴锅中，使用氮气保护，设定温度为45～50℃，以120r/min搅拌10～15min；（3）在上述搅拌结束后，使用滴液漏斗将上述重量份数中的过氧化甲乙酮以2滴/s滴加入四口烧瓶中，同时升温至55～60℃，以150r/min搅拌反应3～5h，随后停止搅拌加热，静置30～40min，再将四口烧瓶中的混合物放入旋转蒸发仪中旋转蒸发去除乙二醇，收集剩余物，得改性木薯淀粉接枝聚丙烯酸丁脂混合物；（4）按重量份数计，取45～55份上述所得的改性木薯淀粉接枝聚丙烯酸丁脂混合物、18～24份竹纤维、19～21份200目膨胀蛭石、17～19份马来酸酐及4～7份甲基二乙氧基硅烷，放入高压反应釜中，设定温度为120～130℃、压力为0.4～0.6mPa，以150r/min搅拌4～6h，随后自然冷却至室温，出料收集出料物，即可得高封堵强度钻井用堵漏剂。...

【技术特征摘要】
1.一种高封堵强度钻井用堵漏剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按质量比1:3，取木薯淀粉和质量分数为20%双氧水放入容器中，并将容器置于水浴锅中，设定温度为90～105℃，以130r/min搅拌4～6h，再向容器中加入木薯淀粉质量2～4%的十二烷基硫醇，继续搅拌10～15min，随后将容器取出静置2～3h，去除上层清液，收集剩余物；（2）按重量份数计，取50～60份上述剩余物、25～30份丙烯酸丁酯、20～22份乙二醇、3～5份过氧化甲乙酮及2～6份乙二醇锑，首先将上述剩余物、丙烯酸丁酯及乙二醇放入带有搅拌器、温度计及滴液漏斗的四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于水浴锅中，使用氮气保护，设定温度为45～50℃，以120r/min搅拌10～15mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：许斌，邹玉，薛蕾，
申请(专利权)人：常州市鼎升环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32