一种高强型凝胶堵漏剂材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强型凝胶堵漏剂材料的制备方法，属于堵漏剂材料技术领域。本发明专利技术技术方案采用凝胶复合纳米膨润土进行改性，通过凝胶分子链分子间氢键作用和不同处理剂的化学键间作用，形成具有极强的空间网架结构，且性能稳定，利用其与地层粘结力及自身结构力，在漏失层滞留并产生封堵，进入漏层后，凝胶在地层温度作用下开始迅速膨胀，可填满并封堵大型缝洞，同时通过将吸水纤维填充至凝胶材料内部，由于吸水纤维吸水膨胀并在凝胶材料内部形成有效的缠结和填充，避免单独使用水泥浆堵漏时，水泥浆无法停留或地层中的流体将堵漏浆冲稀造成堵漏失败的现象，进一步改善材料的结构性能和力学强度。

【技术实现步骤摘要】
一种高强型凝胶堵漏剂材料的制备方法
本专利技术涉及一种高强型凝胶堵漏剂材料的制备方法，属于堵漏剂材料

技术介绍
井漏是石油天然气勘探开发过程中常见的复杂情况，它会造成钻时和钻井液的耗损，严重时还会引起卡钻、井喷、井塌，甚至井眼报废等情况，造成重大经济损失。一般情况下可将漏失分为渗透性漏失，微小裂缝型漏失，小裂缝、小孔洞型漏失，大裂缝、溶洞型漏失。目前国内外研究学者针对渗透性漏失、小裂缝性漏失及钻孔漏失等情况，都有行之有效的解决方法。但由于恶性漏失层具有孔洞连通性好、溶洞发育、漏层温度高、存在地层水等特点，造成堵漏浆体漏速快、漏失量大，漏失通道极难有效封堵。大裂缝、溶洞型漏失，又称为恶性漏失。这种类型的漏失所占的比例很高，恶性漏失易发在裂缝或溶洞发育、断层或破碎带存在的地层，漏速一般呈现单泵或双泵失返或循环失灵等现象且会伴随着又漏又喷。钻井液漏失量大、封堵难度高是其主要的漏失特征，漏速一般在40~100m3/h。针对此类漏失，常应用混合高固相架桥材料的水泥浆进行堵漏作业。架桥材料一般采用茅草、秸秆等非渗透性纤维作为骨架，其中加入堵漏剂泥球或其他大颗粒固相起到堵塞裂隙通道的作用。或者在施工过程中用岩心管将速干水泥送入漏失部位，然后通过下套管封堵漏失层位。但是，该方法存在先期成本投入大、成本回收速率慢、施工操作复杂、堵漏浆体不易有效封堵或易被冲走等缺陷。聚合物凝胶堵漏剂是一种新型的功能性高分子堵漏材料，属于一种具有立体网状结构的高分子合成树脂。聚合物凝胶堵漏剂与水相遇，会吸水膨胀而形成具有－定强度和粘弹性的凝胶。吸水后的聚合物凝胶堵漏剂具有一定的变形性，在形状尺寸任意变化的孔隙和裂缝中自动充填，在较宽的裂缝中可以扩张填充，在较小的空隙中，可以挤紧压实。聚合物凝胶堵漏剂在漏失地层中填充驻留，抗地层流体冲刷能力强，能够在漏失地层处形成很好的封堵层，但是凝胶堵漏剂材料也存在着强度不高，易被流水稀释，降低材料力学性能的缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有凝胶堵漏剂材料封堵性能不佳，强度不高，易被流水稀释，降低材料力学性能的缺陷的问题，提供了一种复合生物基注浆材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：1.一种高强型凝胶堵漏剂材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取蔗髓并粉碎过100目筛，收集过筛粉末，按质量比1:10，将过筛粉末添加至质量分数5％氢氧化钠溶液，搅拌混合并蒸煮，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并收集干燥颗粒；（2）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、6～8份干燥颗粒、10～15丙烯酸、6～8份200目高岭土、25～30份N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.1～0.5份过硫酸铵置于三口烧瓶中，搅拌混合并调节pH至8.5，保温反，静置冷却至室温，收集反应液；（3）置于静电纺丝装置注射器中，静电纺丝处理并收集纺丝纤维，将纺丝纤维切割，收集得改性纤维颗粒；（4）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份2-丙烯酰氨基-丙磺酸、6～8份丙烯酰胺和45～50份N，N’-二甲基丙烯酰胺置于三口烧瓶中，搅拌混合并保温反应，收集反应液并按质量比1:1:10，将纳米膨润土、改性纤维颗粒添加至反应液中，搅拌混合并置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛、70～80℃下保温反应2～3h，静置冷却至室温并收集反应凝胶，即可制备得所述的高强型凝胶堵漏剂材料。步骤（1）所述的蒸煮温度为100～120℃。步骤（2）所述的调节pH采用的是质量分数5％氢氧化钠溶液。步骤（3）所述的静电纺丝处理为控制恒定灌注速率为1mL/min，接收距离为15cm，在室温下调节电压至15kV进行静电纺丝处理并收集纺丝纤维。步骤（3）所述的切割为切割纺丝纤维长度为0.5～0.8mm。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术技术方案采用凝胶复合纳米膨润土进行改性，通过凝胶分子链分子间氢键作用和不同处理剂的化学键间作用，形成具有极强的空间网架结构，且性能稳定，利用其与地层粘结力及自身结构力，在漏失层滞留并产生封堵，进入漏层后，凝胶在地层温度作用下开始迅速膨胀，可填满并封堵大型缝洞，在漏失层位中，胶体成胶后可保持良好黏弹性、韧性，牢牢的黏附于漏失通道表面，有效封堵漏失层的入口，防止继续漏失，当胶体与漏层中的高矿化度地层水或已漏失钻井液接触时不被侵染，凝胶仍可保持良好性能（2）本专利技术通过将吸水纤维填充至凝胶材料内部，由于吸水纤维吸水膨胀并在凝胶材料内部形成有效的缠结和填充，避免单独使用水泥浆堵漏时，水泥浆无法停留或地层中的流体将堵漏浆冲稀造成堵漏失败的现象，进一步改善材料的结构性能和力学强度。具体实施方式取蔗髓并粉碎过100目筛，收集过筛粉末，按质量比1:10，将过筛粉末添加至质量分数5％氢氧化钠溶液，搅拌混合并置于100～120℃下蒸煮1～2h，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并收集干燥颗粒，按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、6～8份干燥颗粒、10～15丙烯酸、6～8份200目高岭土、25～30份N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.1～0.5份过硫酸铵置于三口烧瓶中，搅拌混合并用质量分数5％氢氧化钠溶液调节pH至8.5，搅拌混合并置于三口烧瓶中，在75～80℃下保温反应2～3h，静置冷却至室温，收集反应液并置于静电纺丝装置注射器中，控制恒定灌注速率为1mL/min，接收距离为15cm，在室温下调节电压至15kV进行静电纺丝处理并收集纺丝纤维，将纺丝纤维切割至0.5～0.8mm长度的纤维段，收集得改性纤维颗粒；按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份2-丙烯酰氨基-丙磺酸、6～8份丙烯酰胺和45～50份N，N’-二甲基丙烯酰胺置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于75～80℃下保温反应3～5h，收集反应液并按质量比1:1:10，将纳米膨润土、改性纤维颗粒添加至反应液中，搅拌混合并置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛、70～80℃下保温反应2～3h，静置冷却至室温并收集反应凝胶，即可制备得所述的高强型凝胶堵漏剂材料。取蔗髓并粉碎过100目筛，收集过筛粉末，按质量比1:10，将过筛粉末添加至质量分数5％氢氧化钠溶液，搅拌混合并置于100℃下蒸煮1h，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并收集干燥颗粒，按重量份数计，分别称量45份去离子水、6份干燥颗粒、10丙烯酸、6份200目高岭土、25份N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.1份过硫酸铵置于三口烧瓶中，搅拌混合并用质量分数5％氢氧化钠溶液调节pH至8.5，搅拌混合并置于三口烧瓶中，在75℃下保温反应2h，静置冷却至室温，收集反应液并置于静电纺丝装置注射器中，控制恒定灌注速率为1mL/min，接收距离为15cm，在室温下调节电压至15kV进行静电纺丝处理并收集纺丝纤维，将纺丝纤维切割至0.5mm长度的纤维段，收集得改性纤维颗粒；按重量份数计，分别称量45份去离子水、10份2-丙烯酰氨基-丙磺酸、6份丙烯酰胺和45份N，N’-二甲基丙烯酰胺置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于75℃下保温反应3h，收集反应液并按质量比1:1:10，将纳米膨润土、改性纤维颗粒添加至反应液中，搅拌混合并置于三口烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强型凝胶堵漏剂材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取蔗髓并粉碎过100目筛，收集过筛粉末，按质量比1:10，将过筛粉末添加至质量分数5％氢氧化钠溶液，搅拌混合并蒸煮，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并收集干燥颗粒；（2）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、6～8份干燥颗粒、10～15丙烯酸、6～8份200目高岭土、25～30份N，N’‑亚甲基双丙烯酰胺和0.1～0.5份过硫酸铵置于三口烧瓶中，搅拌混合并调节pH至8.5，保温反，静置冷却至室温，收集反应液；（3）置于静电纺丝装置注射器中，静电纺丝处理并收集纺丝纤维，将纺丝纤维切割，收集得改性纤维颗粒；（4）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份2‑丙烯酰氨基‑丙磺酸、6～8份丙烯酰胺和45～50份N，N’‑二甲基丙烯酰胺置于三口烧瓶中，搅拌混合并保温反应，收集反应液并按质量比1:1:10，将纳米膨润土、改性纤维颗粒添加至反应液中，搅拌混合并置于三口烧瓶中，通氮气排除空气，在氮气气氛、70～80℃下保温反应2～3h，静置冷却至室温并收集反应凝胶，即可制备得所述的高强型凝胶堵漏剂材料。...

【技术特征摘要】
1.一种高强型凝胶堵漏剂材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取蔗髓并粉碎过100目筛，收集过筛粉末，按质量比1:10，将过筛粉末添加至质量分数5％氢氧化钠溶液，搅拌混合并蒸煮，静置冷却至室温，过滤并收集滤饼，真空冷冻干燥并收集干燥颗粒；（2）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、6～8份干燥颗粒、10～15丙烯酸、6～8份200目高岭土、25～30份N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.1～0.5份过硫酸铵置于三口烧瓶中，搅拌混合并调节pH至8.5，保温反，静置冷却至室温，收集反应液；（3）置于静电纺丝装置注射器中，静电纺丝处理并收集纺丝纤维，将纺丝纤维切割，收集得改性纤维颗粒；（4）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份2-丙烯酰氨基-丙磺酸、6～8份丙烯酰胺和45～50份N，N’-二甲基丙烯酰胺置于三口烧瓶中，搅拌混合并保温反应，收集反应液并按质量比1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘菊花，韩桂林，
申请(专利权)人：佛山朝鸿新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44