一种水性改性合成树脂胶凝材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术涉及一种水性改性合成树脂胶凝材料及其制备方法、应用，按重量份数计，包括：水性改性环氧树脂100份，黏度调节剂10～15份，固化剂70～100份，调凝剂0～6份，增韧剂1～5份；其中，所述黏度调节剂包括小分子环氧化合物十二烷基缩水甘油醚和环氧丙烷苄基醚；其中，所述小分子环氧化合物十二烷基缩水甘油醚与环氧丙烷苄基醚的重量比为2∶3～3∶2。由于采用经水性改性环氧树脂，从而使胶凝体系具有一定的亲水性，使胶凝体系在施工结束后管线易于用水清洗，无需专门溶剂清洗，更加环保易操作。

A kind of water modified synthetic resin cementitious material and its preparation method and Application

The invention relates to a water-based modified synthetic resin cementitious material and its preparation method and application, which comprises: 100 parts of water-based modified epoxy resin, 10-15 parts of viscosity regulator, 70-100 parts of curing agent, 0-6 parts of coagulant, and 1-5 parts of toughening agent by weight, wherein the viscosity regulator comprises small molecular epoxy compound dodecyl glycidyl ether and epichlorohydrin benzyl group Ether; wherein, the weight ratio of the small molecular epoxy compound dodecyl glycidyl ether to propylene oxide benzyl ether is 2:3-3:2. Due to the use of water-based modified epoxy resin, the gelling system has certain hydrophilicity, which makes the pipeline easy to be cleaned with water after the completion of construction, without special solvent cleaning, and more environmentally friendly and easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
一种水性改性合成树脂胶凝材料及其制备方法、应用
本专利技术属于油气井钻完井及井下维护
，具体涉及一种水性改性合成树脂胶凝材料及其制备方法、应用。
技术介绍
随着勘探开发的逐渐深入，复杂环境越来越多，“深层、低渗透、海洋、非常规”等油气资源成为主要资源接替领域，这就给油气井用胶凝材料带来更严峻的挑战。普通硅酸盐水泥由于成本低，且泵送、顶替、凝固易于控制，一直以来是油气井开发主要应用的胶凝材料。但普通硅酸盐水泥石是具有先天微观缺陷的脆性材料，井下工况下水泥环容易受到破坏，且硅酸盐水泥常面临收缩严重、耐腐蚀能力差等问题，严重影响水泥环的长期封隔性能。油气井环空窜流、油井开发后的环空带压等问题已成为各大油田经常面临的技术难题，采用常规的胶凝材料已很难从根本上解决这些难题。合成树脂胶凝材料为聚合物基材料，由于基体材料的改变，可避免因失重而导致的流体窜流，可轻易通过致密砂岩的微孔隙结构，且其固化后本身具有高强度、高弹性、低收缩、抗腐蚀等特性，克服了常规水泥胶凝材料本身固有的缺陷，是一种较为理想的油气井用胶凝材料。但目前国内的合成树脂胶凝材料多用于涂料、胶黏剂、塑料等行业，而油气井下的环境复杂，与要求与普通树脂的要求是不同的，导致现有的合成树脂体系难以满足井况条件下的需求。公开号为CN110016327的专利申请，公开了一种油气井封堵材料及其制备方法，虽然可基本实现用于井下封堵，但其无法在保证材料综合性能的基础上，提升环保性。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的水性改性合成树脂胶凝材料及其制备方法、应用。本专利技术实施例提供一种水性改性合成树脂胶凝材料，按重量份数计，包括：水性改性环氧树脂100份黏度调节剂10～15份固化剂70～100份调凝剂0～6份增韧剂1～5份；其中，所述黏度调节剂包括十二烷基缩水甘油醚和/或环氧丙烷苄基醚；其中，所述十二烷基缩水甘油醚与环氧丙烷苄基醚的重量比为2∶3～3∶2；所述水性改性环氧树脂是将水性基团磺酸基接枝在环氧树脂次甲基的位置获得的水性改性环氧树脂。可选的，按重量份数计，包括：水性改性环氧树脂100份黏度调节剂12份固化剂90份调凝剂3份增韧剂3份。可选的，所述黏度调节剂包括小分子环氧化合物十二烷基缩水甘油醚和/或环氧丙烷苄基醚；其中，所述小分子环氧化合物十二烷基缩水甘油醚与所述环氧丙烷苄基醚的重量比为1∶1。可选的，所述固化剂包括脂环族多胺和/或酸酐；其中，所述脂环族多胺与所述酸酐的重量比为3∶2～4∶1。可选的，所述调凝剂包括2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚和/或四乙基溴化铵；其中，所述2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚与所述四乙基溴化铵的重量比为5∶2～6∶1。可选的，所述增韧剂包含纳米氧化锌和/或氧化铝；其中，所述纳米氧化锌与所述氧化铝的重量比为1∶1～3∶1。基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提供一种水性改性合成树脂胶凝材料的制备方法，所述方法用于制备上述的水性改性合成树脂胶凝材料；所述方法包括：按上述的水性改性合成树脂胶凝材料的重量份数准备各原料；将所述原料中的水性改性环氧树脂、黏度调节剂和增韧剂混合均匀，获得第一混合物；将所述第一混合物与所述原料中的固化剂和调凝剂混合均匀，获得所述水性改性合成树脂胶凝材料。基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提供一种水性改性合成树脂胶凝材料的应用，将上述的水性改性合成树脂胶凝材料用于油气井井下作业。可选的，将所述水性改性合成树脂胶凝材料用于油气井井下封固。本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术实施例提供的水性改性合成树脂胶凝材料，按重量份数计，包括：水性改性环氧树脂100份，黏度调节剂10～15份，固化剂70～100份，调凝剂0～6份，增韧剂1～5份；其中，所述黏度调节剂包括小分子环氧化合物十二烷基缩水甘油醚和环氧丙烷苄基醚；其中，所述小分子环氧化合物十二烷基缩水甘油醚与环氧丙烷苄基醚的重量比为2∶3～3∶2；所述水性改性环氧树脂是将水性基团磺酸基接枝在环氧树脂次甲基的位置获得的水性改性环氧树脂。由于采用经水性改性环氧树脂，从而使胶凝体系具有一定的亲水性，使胶凝体系在施工结束后管线易于用水清洗，无需专门溶剂清洗，更加环保易操作；同时，胶凝体系采用小分子量的可参与固化反应的环氧化合物黏度调节剂来控制体系黏度，其无需挥发即可固化，即可使体系保持一定黏度易于泵送，又可保证体系在井况密闭环境下的固化且可避免溶剂挥发带来的环境污染；此外，在水性改性树脂体系中不加入水作为溶剂，而是采用反应性黏度调节剂，进而配套相应固化剂和调凝剂，协同作用，避免常规水性树脂强度和稠化时间难以调和的矛盾，因此，在提高环保性的前提下，还保证了强度和稠化时间，使该胶凝体系可用于井下封固；因此，解决了现有技术中井下封堵材料环保性差的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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它的附图。图1是本专利技术一种实施例中90℃温度条件下水性改性合成树脂胶凝材料的稠化时间与调凝剂加量的关系曲线图；图2是本专利技术一种实施例中60℃温度条件下水性改性合成树脂胶凝材料的稠化时间与调凝剂加量的关系曲线图；图3是本专利技术一种实施例中30℃温度条件下水性改性合成树脂胶凝材料的稠化时间与调凝剂加量的关系曲线图。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。一般合成树脂多用于涂料、胶黏剂、塑料等行业，而油气井下的环境与要求与普通树脂的要求是不同的，普通合成树脂体系很难满足井况条件下的需求。分析发现，常规合成树脂胶凝材料体系主要存在以下问题：(1)体系黏度较大，难于泵送施工；(2)不同温度下体系稠化时间难以控制，无法满足不同温度油气井的需求；(3)稠化时间和强度的矛盾难以调节，尤其是水性体系，当较高温度下稠化时间满足要求时，长时间没强度，有强度的稠化时间则很短；(4)许多树脂体系由于含有较多挥发性有机物等，会对大气造成严重污染，难以满足环保要求；(5)一些树脂固化后会表现出较大的脆性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性改性合成树脂胶凝材料，其特征在于，按重量份数计，包括：/n水性改性环氧树脂 100份/n黏度调节剂 10～15份/n固化剂 70～100份/n调凝剂 0～6份/n增韧剂 1～5份；/n其中，所述黏度调节剂包括十二烷基缩水甘油醚和/或环氧丙烷苄基醚；其中，所述十二烷基缩水甘油醚与环氧丙烷苄基醚的重量比为2∶3～3∶2；/n所述水性改性环氧树脂是将水性基团磺酸基接枝在环氧树脂次甲基的位置获得的水性改性环氧树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种水性改性合成树脂胶凝材料，其特征在于，按重量份数计，包括：
水性改性环氧树脂100份
黏度调节剂10～15份
固化剂70～100份
调凝剂0～6份
增韧剂1～5份；
其中，所述黏度调节剂包括十二烷基缩水甘油醚和/或环氧丙烷苄基醚；其中，所述十二烷基缩水甘油醚与环氧丙烷苄基醚的重量比为2∶3～3∶2；
所述水性改性环氧树脂是将水性基团磺酸基接枝在环氧树脂次甲基的位置获得的水性改性环氧树脂。


2.根据权利要求1所述的水性改性合成树脂胶凝材料，其特征在于，按重量份数计，包括：
水性改性环氧树脂100份
黏度调节剂12份
固化剂90份
调凝剂3份
增韧剂3份。


3.根据权利要求1或2所述的水性改性合成树脂胶凝材料，其特征在于，所述黏度调节剂包括十二烷基缩水甘油醚和环氧丙烷苄基醚；其中，所述十二烷基缩水甘油醚与所述环氧丙烷苄基醚的重量比为1∶1。


4.根据权利要求1或2所述的水性改性合成树脂胶凝材料，其特征在于，所述固化剂包括脂环族多胺和/或酸酐；其中，所述脂环族多胺与所述酸酐的重量比为3∶2～4∶1。


5.根据权利要求1或2的任一项所述的水性...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢海川，张潍滨，高继超，郑会锴，周雪，燕平，霍明江，冯望生，
申请(专利权)人：天津中油渤星工程科技有限公司，中国石油集团海洋工程有限公司，中国石油天然气集团公司，
类型：发明
国别省市：天津;12