一种海上石油开采用高效封堵剂及其制备方法技术

本申请涉及封堵剂技术领域，具体公开了一种海上石油开采用高效封堵剂及其制备方法。本申请的海上石油开采用高效封堵剂主要由如下重量份数的原料制成：封堵聚合物30‑50份、轻钙粉20‑30份、氧化钙10‑15份、增强纤维2‑5份；封堵聚合物主要由水和重量比为10‑22:8‑10:20‑30:0.5‑1的聚合单体、填料、造孔剂、引发剂混合反应制得；聚合单体包括聚合单体A和聚合单体B，聚合单体A为丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、N‑羟甲基丙烯酰胺中的至少一种，聚合单体B为二甲基二烯丙基氯化铵、辛基二甲基烯丙基氯化铵中的至少一种。本申请的海上石油开采用高效封堵剂具有较高的抗压能力，低温下仍然具有较高的抗压强度。

【技术实现步骤摘要】
一种海上石油开采用高效封堵剂及其制备方法
本申请涉及封堵剂
，更具体地说，涉及一种海上石油开采用高效封堵剂及其制备方法。
技术介绍
在石油开采过程中，随着地层中的油气被采出，会导致地层亏空、出现大孔道等情况，会加剧油井漏失，严重影响正常的采油作业。为了保证油气资源被顺利采出，一般需要采用封堵剂(堵漏剂)对漏失油井进行化学封堵。封堵剂一般会采用油井水泥、无机填料及有机聚合物等，在注入油井后，封堵剂浆体流至漏失处时堆积、凝结、固化，完成封堵。对于海上石油开采时进行的封堵，还需要封堵剂具有良好的承压能力，在处于压强较大的环境中仍能保证良好的封堵效果。申请公布号为CN104152123A的中国专利技术专利申请公开了一种阳离子化学堵漏剂，包括基于所述堵漏剂总重量计的0.1-5％的阳离子聚合物、1-15％的填充剂、0.1-5％的交联剂和1-5％的流变调节剂。该化学堵漏剂使用时，能够与钻井液发生反应并交联固结，形成空间网状结构，起到封堵漏失通道的作用。针对上述相关技术，专利技术人认为该堵漏剂抗压强度仍然有待提高。
技术实现思路
为了提高封堵剂的抗压强度，本申请提供一种海上石油开采用高效封堵剂及其制备方法。第一方面，本申请提供一种海上石油开采用高效封堵剂，采用如下技术方案：一种海上石油开采用高效封堵剂，主要由如下重量份数的原料制成：封堵聚合物30-50份、轻钙粉20-30份、氧化钙10-15份、增强纤维2-5份；所述封堵聚合物主要由水和重量比为10-22:8-10:20-30:0.5-1的聚合单体、填料、造孔剂、引发剂反应制得；所述聚合单体包括聚合单体A和聚合单体B，聚合单体A为丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种，聚合单体B为二甲基二烯丙基氯化铵、辛基二甲基烯丙基氯化铵、对甲氧基苯辛基二甲基烯丙基氯化铵中的至少一种；所述填料为高岭土、硅藻土中的至少一种；所述造孔剂为白油、石蜡油、煤油中的至少一种。通过采用上述技术方案，本申请的海上石油开采用高效封堵剂利用封堵聚合物与无机填料轻钙粉结合，加入油井后，无机填料与封堵聚合物混合在一起，形成了具有良好抗压能力的复合体。增强纤维的加入能够进一步提高封堵剂的抗压性能，而且增强纤维为线性结构，无机填料为颗粒状结构，聚合物为交联网状结构，这三种不同结构的材料结合在一起，能够形成更加复杂的结构，进一步提高了封堵剂的抗压能力，在低温下也能具有较高的承压能力。氧化钙的加入能够使封堵剂在使用时，与水结合后放出热量，降低海上采油时低温对封堵剂结构造成的影响，而且氧化钙水化后生成的氢氧化钙还能够对其他原料起到一定粘结作用，提高了封堵剂的结合强度。本申请的封堵剂中的封堵聚合物采用两种不同类别聚合单体与其他原料反应得到，能够生成结构更加复杂的交联聚合物，对其他原料的固结效果更好。在聚合单体反应时，加入的填料分布在聚合产物的交联结构中，进一步提高了聚合物复合材料的强度。封堵聚合物在制备时，还加入了造孔剂，造孔剂在聚合反应后可以除去，在聚合物中形成多孔结构，使封堵聚合物具有良好的吸附性能，与封堵剂的其他原料具有更好的结合能力。优选的，所述增强纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维、竹纤维中的至少一种。通过采用上述技术方案，增强纤维选用了上述具有较好韧性的纤维材料，能够在承受较大压力时，保证封堵剂形成的封堵结构具有良好的完整性，减少了封堵结构中出现裂缝的几率，进一步提高了封堵的效果。优选的，聚合单体A和聚合单体B的重量比为10-20:0.5-2。通过采用上述技术方案，聚合单体A和聚合单体B的量相比更大，能够使聚合单体A中的丙烯酸或丙烯酰胺聚合单元形成较长的聚合链，而使少量的聚合单体B的聚合单元穿插在聚合单体A的聚合单元形成的链上，与其他的聚合链形成交联，从而得到长度更大、交联总体积更大的聚合结构，进一步提高封堵剂的抗压强度。优选的，所述聚合单体A为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的任意一种与丙烯酸乙酯以质量比1-2:1组成。通过采用上述技术方案，聚合单体A采用丙烯酸乙酯与另外两种带有丙烯酰胺单元的单体复配，能够使聚合单体聚合形成的长链上既分布有较多的丙烯酸单元也分布有较多的丙烯酰胺单元，在与其他聚合链交联时，形成的结合方式更加丰富，交联效果更好。第二方面，本申请提供一种海上石油开采用高效封堵剂的制备方法，采用如下技术方案：一种制备上述的海上石油开采用高效封堵剂的方法，包括如下步骤：1)将聚合单体A与造孔剂混合均匀得到第一混合液；将聚合单体B加水混合均匀得到第二混合液；将第一混合液、第二混合液、填料、引发剂混合均匀，在50-60℃下反应8-10h，除去造孔剂，制得封堵聚合物；2)将封堵聚合物、轻钙粉、氧化钙、增强纤维混合均匀，即得。通过采用上述技术方案，本申请的海上石油开采用高效封堵剂制备时，先将聚合单体A与造孔剂混合，由于造孔剂采用了白油、石蜡油等常温下为液体的成分，在于聚合单体A混合后，能够使聚合单体A均匀分散在液相体系中，同样的，将聚合单体B与水混合均匀也得到了聚合单体B分散均匀的液相体系，然后将两个液相分散体系进行混合并进行反应，反应的速率更加均匀，得到的聚合物也更加均匀，有利于进一步提高封堵剂的抗压强度。优选的，第一混合液、第二混合液、填料、引发剂的质量比为30-40:10-20:8-10:0.5-1。通过采用上述技术方案，由于在将第一混合液和第二混合液进行混合时，还加入了填料和引发剂，引发剂的量虽然较少，但是采用较大量的第一混合液和第二混合液，能够使引发剂在混合液中更加分散，便于控制反应的速率较低，有利于生成链长较长、交联更加充分的交联聚合物。优选的，步骤1)中聚合单体B与水的质量比为1:9-19。通过采用上述技术方案，由于聚合单体B的量相对较少，将聚合单体B与水的比例设置为水的量较大，得到的第二混合液的体积与第一混合液的体系相差不大，便于将第二混合液中的聚合单体B与第一混合液中的聚合单体A混合得更加均匀，利于进一步提高反应的均匀性。优选的，步骤2)中将封堵聚合物、轻钙粉、氧化钙、增强纤维混合均匀，是将封堵聚合物、轻钙粉、氧化钙、增强纤维搅拌混合后再进行研磨。通过采用上述技术方案，由于轻钙粉、氧化钙和增强纤维均为固体原料，将封堵聚合物与这些原料进行混合后再进行研磨，能够使封堵聚合物与这些原料混合均匀，而且便于使封堵聚合物上的活性基团与其他原料结合，进一步提高封堵剂的强度。优选的，所述搅拌混合是在1000-1500rpm的转速下搅拌混合3-5min。通过采用上述技术方案，由于封堵聚合物的聚合链上具有多种活性基团，容易与其他原料进行结合，搅拌混合时的搅拌速度较大，可以减少原料之间的团聚，使原料分散更加均匀。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请的海上石油开采用高效封堵剂中的聚合物采用了两种聚合单体聚合得到，能够使封堵剂使用形成复杂的交联结构，提高封堵剂的抗压能力，并且在低温下仍然具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上石油开采用高效封堵剂，其特征在于：主要如下重量份数的原料制成：封堵聚合物30-50份、轻钙粉20-30份、氧化钙10-15份、增强纤维2-5份；所述封堵聚合物主要由水和重量比为10-22:8-10:20-30:0.5-1的聚合单体、填料、造孔剂、引发剂混合反应制得；/n所述聚合单体包括聚合单体A和聚合单体B，聚合单体A为丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种，聚合单体B为二甲基二烯丙基氯化铵、辛基二甲基烯丙基氯化铵、对甲氧基苯辛基二甲基烯丙基氯化铵中的至少一种；所述填料为高岭土、硅藻土中的至少一种；所述造孔剂为白油、石蜡油、煤油中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种海上石油开采用高效封堵剂，其特征在于：主要如下重量份数的原料制成：封堵聚合物30-50份、轻钙粉20-30份、氧化钙10-15份、增强纤维2-5份；所述封堵聚合物主要由水和重量比为10-22:8-10:20-30:0.5-1的聚合单体、填料、造孔剂、引发剂混合反应制得；
所述聚合单体包括聚合单体A和聚合单体B，聚合单体A为丙烯酸乙酯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种，聚合单体B为二甲基二烯丙基氯化铵、辛基二甲基烯丙基氯化铵、对甲氧基苯辛基二甲基烯丙基氯化铵中的至少一种；所述填料为高岭土、硅藻土中的至少一种；所述造孔剂为白油、石蜡油、煤油中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的海上石油开采用高效封堵剂，其特征在于：所述增强纤维为玻璃纤维、聚丙烯纤维、竹纤维中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的海上石油开采用高效封堵剂，其特征在于：聚合单体A和聚合单体B的重量比为10-20:0.5-2。


4.根据权利要求3所述的海上石油开采用高效封堵剂，其特征在于：所述聚合单体A由丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的任意一种与丙烯酸乙酯以质量比1-2:1组成。


5.一种制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔钢强，孔祥杰，
申请(专利权)人：济源市宏鑫实业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41