树脂乳液堵漏剂组合物及其制备方法以及在裂缝地层中的应用技术

本发明专利技术涉及钻井液堵漏领域，公开了一种树脂乳液堵漏剂组合物及其制备方法以及在裂缝地层中的应用。其中，所述组合物包括水基树脂乳液、固化剂、偶联剂和纳米锂皂土，其中，以所述组合物的总重量为基准，所述水基树脂乳液的含量为90.5‑95.8wt％，所述固化剂的含量为3‑7wt％，所述偶联剂的含量为0.2‑0.5wt％，所述纳米锂皂土的含量为1‑3wt％。本发明专利技术制备的树脂乳液堵漏剂分散均匀且稳定，注入到裂缝中后在高温条件下固化，形成的固化体强度高、韧性好，与岩石壁面的胶结强度大，尤其是适用于多尺度裂缝共同发育的漏失地层。

【技术实现步骤摘要】
树脂乳液堵漏剂组合物及其制备方法以及在裂缝地层中的应用
本专利技术涉及钻井液堵漏领域，具体涉及一种树脂乳液堵漏剂组合物及其制备方法以及在裂缝地层中的应用。
技术介绍
井漏是目前钻井过程中最常见的井下复杂问题之一，直接降低钻井速度、增加钻井成本，是制约油气、天然气水合物、地热等储层勘探开发速度的主要技术瓶颈之一。井漏在不同类型地层均可能发生，其中以裂缝以及缝洞发育的地层漏失程度最严重，堵漏难度也最大。化学堵漏技术是控制裂缝及缝洞性恶性井漏的常用且有效技术之一，该技术通过向漏失层位注入一定量的堵漏剂溶液，固化后将裂缝封堵，起到隔离钻井液与地层流体的作用。凝胶类堵漏剂为常用的堵漏剂之一，主要是地面或地下聚合交联的高分子聚合物凝胶，成胶后强度高，可以起到较好的封堵效果。但是，凝胶类堵漏剂存在一些弊端，例如高分子聚合物凝胶的高温稳定性较差，导致长期堵漏效果不佳；常用凝胶类堵漏剂的抗地层流体稀释作用较弱，容易导致成胶强度弱。针对树脂类堵漏剂的研究，主要集中在吸水膨胀树脂类堵漏剂方面。这类树脂主要是使用淀粉接枝丙烯酸盐类、接枝丙烯酰胺、高取代度交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺、交联型羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物等共聚合成，从本质上来讲仍然属于高分子聚合物，因而抗高温性能尤其是长期抗温性较差。树脂乳液固化后形成的固化体抗温性能好，广泛应用于化学防砂固砂方面，但在钻井液化学堵漏方面应用较少。因此，对乳液树脂堵漏剂组合物的研究和开发具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的常规凝胶堵漏剂不耐高温的缺陷，以及吸水膨胀树脂类堵漏剂抗高温性能尤其是长期抗温性较差的缺陷，提供一种树脂乳液堵漏剂组合物及其制备方法以及在裂缝地层中的应用。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种树脂乳液堵漏剂组合物，其中，所述组合物包括水基树脂乳液、固化剂、偶联剂和纳米锂皂土，其中，以所述组合物的总重量为基准，所述水基树脂乳液的含量为90.5-95.8wt％，所述固化剂的含量为3-7wt％，所述偶联剂的含量为0.2-0.5wt％，所述纳米锂皂土的含量为1-3wt％。本专利技术第二方面提供了一种采用前述所述的树脂乳液堵漏剂组合物制备树脂乳液堵漏剂的方法，其中，该方法包括：(I)将纳米锂皂土与水基树脂乳液混合后再进行低速搅拌，得到混合液A；(II)将固化剂和偶联剂与所述混合液A混合后再低速搅拌，得到乳液型树脂堵漏剂。本专利技术第三方面提供了一种采用前述所述的树脂乳液堵漏剂组合物制备树脂乳液堵漏剂的方法，其中，该方法包括：(I-1)将纳米锂皂土与水基树脂乳液混合后再进行低速搅拌，得到混合液A；(II-2)将柔性纤维与所述混合液A混合后再进行高速搅拌，得到混合液B；(III-3)再将固化剂和偶联剂与所述混合液B混合后再低速搅拌，得到乳液型树脂堵漏剂。本专利技术第四方面提供了一种前述所述的树脂乳液堵漏剂组合物或者前述所述的方法制备的树脂乳液堵漏剂在裂缝地层中的应用，其中，该应用包括：在所述裂缝地层中依次注入前置液、乳液型树脂堵漏剂和顶替液；其中，所述乳液型树脂堵漏剂为前述所述的树脂乳液堵漏剂组合物或者前述所述的方法制备的树脂乳液堵漏剂。通过上述技术方案，本专利技术获得的有益效果主要体现如下：(1)本专利技术提供的树脂乳液堵漏剂为乳液型树脂堵漏剂，乳液分散均匀且稳定，注入到裂缝中后在高温条件下固化，形成的固化体强度高、韧性好，与岩石壁面的胶结强度大，尤其是适用于多尺度裂缝共同发育的漏失地层。(2)本专利技术提供的树脂乳液堵漏剂溶液中加入了纳米锂皂土和柔性纤维。纳米锂皂土加入后可以调节堵漏剂固化前溶液的流变特性，使溶液具有“剪切稀释、静置增稠”的剪切响应性质，避免注入后被地层流体稀释；同时，纳米锂皂土参与堵漏剂固化反应过程，可以与树脂固化体形成稳定的、密实的三维结构，提高固化体的强度；柔性纤维增韧剂，其能够在不同树脂分子之间起到架桥作用，并与纳米锂皂土协同作用，共同提高固化体的强度和韧性。(3)本专利技术提供的制备方法简单，可以现场配注；应用方法简单，所需设备少，施工成本低。附图说明图1是本专利技术制备例1制备的水基树脂乳液1在显微镜下观察到的微观图。具体实施方式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。本专利技术提供了一种树脂乳液堵漏剂组合物，其中，所述树脂乳液堵漏剂组合物包括水基树脂乳液、固化剂、偶联剂和纳米锂皂土，其中，以所述组合物的总重量为基准，所述水基树脂乳液的含量为90.5-95.8wt％，所述固化剂的含量为3-7wt％，所述偶联剂的含量为0.2-0.5wt％，所述纳米锂皂土的含量为1-3wt％。另外，需要说明的是：该树脂乳液堵漏剂组合物中，除了含有前述所述的水基树脂乳液、固化剂、偶联剂和纳米锂皂土之外，还含有水，因此，在本专利技术中，以所述组合物的总重量为基准，所述水基树脂乳液的含量为90.5-95.8wt％，所述固化剂的含量为3-7wt％，所述偶联剂的含量为0.2-0.5wt％，所述纳米锂皂土的含量为1-3wt％，余量为水。根据本专利技术，为了获得具有更高成胶强度以及剪切韧性的凝胶体，本专利技术的专利技术人对树脂乳液堵漏剂组合物中的各个组分的用量进行了研究，通过研究发现，尽管只要含有水基树脂乳液、固化剂、偶联剂和纳米锂皂土并且符合上述比例关系即可在一定程度上实现本专利技术的目的，但是，优选情况下，以所述堵漏剂的总重量为基准，所述水基树脂乳液的含量为91.1-93.2wt％，所述固化剂的含量为5-6wt％，所述偶联剂的含量为0.3-0.4wt％，所述纳米锂皂土的含量为1.5-2.5wt％，余量为水时，乳液型树脂堵漏剂(也可称为树脂乳液堵漏剂)分散更均匀且稳定，注入到裂缝中后在高温条件下固化，形成的固化体强度更高、韧性更好，与岩石壁面的胶结强度更大，尤其是适用于多尺度裂缝共同发育的漏失地层。根据本专利技术，所述水基树脂乳液可以通过以下步骤制得：(1)将乳化剂和乳液稳定剂同时与去离子水混合，得到混合溶液；(2)将树脂胶结剂与所述混合溶液混合后再高速搅拌、乳化，得到水基树脂乳液。根据本专利技术，以所述水基树脂乳液的总重量为基准，所述乳化剂的用量可以为6-15wt％，所述乳液稳定剂的用量可以为0.3-2wt％，所述树脂胶结剂的用量可以为30-60wt％；优选情况下，以所述水基树脂乳液的总重量为基准，所述乳化剂的用量为8-12wt％，所述乳液稳定剂的用量为0.8-1.5wt％，所述树脂胶结剂的用量为45-55wt％；在本专利技术中，所述水基树脂乳液还含有去离子水，且所述水基树脂乳液所含有的各个组分的总量为百分之百。根据本专利技术，其中，所述乳化剂可以为Tween40、Tween60和Tween80中的一种或多种，优选为Tween80；在本专利技术中，所述乳化剂可以通过商购获得，例如，可以购自阿拉丁，型号为T104865。另外，乳化剂Tween80的性能参数为：粘性透明液体，折光率为1.471-1.473，密度为1.064g/cm3，亲水亲油平衡值HLB值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂乳液堵漏剂组合物，其特征在于，所述树脂乳液堵漏剂组合物包括水基树脂乳液、固化剂、偶联剂和纳米锂皂土，其中，以所述树脂乳液堵漏剂组合物的总重量为基准，所述水基树脂乳液的含量为90.5‑95.8wt％，所述固化剂的含量为3‑7wt％，所述偶联剂的含量为0.2‑0.5wt％，所述纳米锂皂土的含量为1‑3wt％。

【技术特征摘要】
1.一种树脂乳液堵漏剂组合物，其特征在于，所述树脂乳液堵漏剂组合物包括水基树脂乳液、固化剂、偶联剂和纳米锂皂土，其中，以所述树脂乳液堵漏剂组合物的总重量为基准，所述水基树脂乳液的含量为90.5-95.8wt％，所述固化剂的含量为3-7wt％，所述偶联剂的含量为0.2-0.5wt％，所述纳米锂皂土的含量为1-3wt％。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述水基树脂乳液通过以下步骤制得：(1)将乳化剂和乳液稳定剂同时与去离子水混合，得到混合溶液；(2)将树脂胶结剂与所述混合溶液混合后再高速搅拌、乳化，得到水基树脂乳液。3.根据权利要求2所述的组合物，其中，以所述水基树脂乳液的总重量为基准，所述乳化剂的用量为6-15wt％，所述乳液稳定剂的用量为0.3-2wt％，所述树脂胶结剂的用量为30-60wt％；优选地，所述乳化剂为Tween40、Tween60和Tween80中的一种或多种；优选地，所述乳液稳定剂为阴离子型聚丙烯酰胺、疏水缔合羟乙基纤维素和亲水性纳米SiO2中的一种或多种；优选地，所述树脂胶结剂为脲醛树脂、氨基树脂和双酚A环氧树脂中的一种或多种。4.根据权利要求2或3所述的组合物，其中，所述水基树脂乳液为水包油型乳液，以及所述水基树脂乳液为球形，平均粒径为600-900nm，粘度为20-40mPa.s。5.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述固化剂为改性乙二胺、改性二乙烯三胺、改性三乙烯四胺和聚醚胺中的一种或多种；优选地，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；优选地，所述纳米锂皂土呈圆盘状，平均直径为20-30nm，平均厚度为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：白英睿，吕开河，孙金声，黄贤斌，刘敬平，王金堂，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37