本发明专利技术涉及一种温敏型智能堵漏剂及其制备方法与应用。所述堵漏剂主要由形状记忆聚合物材料、纤维材料、碳酸钙材料、基础浆液组成。所述形状记忆聚合物是在催化剂存在下，环氧树脂与固化剂升温反应制得。本发明专利技术的含有形状记忆聚合物的堵漏剂可以在高温环境中产生形状回复体积膨胀作用，并与纤维材料、碳酸钙材料产生协同封堵效果，能够有效封堵大型裂缝。能够有效封堵大型裂缝。
【技术实现步骤摘要】
一种温敏型智能堵漏剂及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及一种温敏型智能堵漏剂及其制备方法与应用，属于钻井智能材料
技术介绍
[0002]随着油气勘探开发的不断深入，开采所遇到的地层越来越复杂，尤其是在钻遇破碎、弱胶结地层或裂缝溶洞发育地层时，井漏问题十分严重。据资料统计井漏发生率占钻井总数的25
‑
30％，其中严重井漏损失占井漏总损失的70％以上。目前，虽然开发出了大量不同类型的堵剂以及各种堵漏措施，但在钻遇大裂缝、溶洞时，常规的堵漏材料表现的较为乏力。如核桃壳、云母等因自身耐温性和承压性不足，难以在漏失地发挥封堵作用，且与地层胶结能力不足，难以在漏失处发挥滞留封堵的作用，同时易造成二次漏失等问题。凝胶类堵漏剂虽然可以自适应孔吼尺寸，但耐温耐盐性差和力学强度低的问题亟需研究者们解决。目前，国内外发展的凝胶堵漏剂主要包括线性大分子聚合物或复配各粒径固体颗粒形成的混合物，有时为了延时成胶也加入水溶性酚醛树脂等交联剂，使用的聚合物包括聚丙烯酰胺、丙烯酰胺
‑
丙烯酸共聚物、疏水缔合聚丙烯酰胺、黄原胶等；另一类凝胶堵漏剂为适度交联的体型聚合物，包括接枝聚丙烯酰胺、交联羧甲基纤维素、交联羟乙基纤维素等。以上堵漏剂存在可控性差以及耐温耐盐性差和力学强度低的问题。
[0003]因此，针对井漏问题，特别是钻井中大型裂缝的封堵，开发出具备抗高温，承压能力强、高效堵漏的堵剂是油田开发面临的亟需解决的一项重大难题。
技术实现思路
[0004]针对目前现有堵漏材料封堵大型裂缝效果不明显以及在高温条件下承压能力不足的问题，本专利技术提出一种基于形状记忆聚合物的温敏型智能堵剂组合物及其制备方法。本专利技术的温敏型智能堵剂组合物特别是对裂缝开度较大裂缝封堵效果更显优势。
[0005]本专利技术还提出所述温敏型智能堵剂组合物的应用。
[0006]本专利技术还提出包含温敏型智能堵剂组合物的钻井液及应用。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]为了实现以上目的，本专利技术提供一种温敏型智能堵剂组合物，该组合物含有形状记忆聚合物；所述形状记忆聚合物是在催化剂存在下，环氧树脂与固化剂升温反应制得。
[0009]根据本专利技术优选的，所述催化剂为2
‑
甲基咪唑；所述催化剂2
‑
甲基咪唑用量为原料总质量的0.4
‑
0.5％。
[0010]根据本专利技术优选的，所述固化剂为四(3
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巯基丙酸)季戊四醇酯；所述固化剂用量为原料总质量的30
‑
40％。
[0011]根据本专利技术优选的，所述升温反应为：将环氧树脂、固化剂与催化剂搅拌均匀后，按三段式升温反应：80℃反应3h，120℃反应2h，150℃反应1h。
[0012]根据本专利技术优选的，所述环氧树脂优选为环氧树脂E51或E44。
[0013]根据本专利技术优选的，所述形状记忆聚合物临时形状为扁平薄片，形变后为初始形状的块状。
[0014]本专利技术所述的温敏型智能堵剂组合物，还包括纤维材料、碳酸钙材料和基础浆液。其中，所述纤维材料为锯末、花生壳粉和其他植物纤维之一种或多种的组合；所述其他植物纤维优选作物秸秆粉；如小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆等之一种或多种。
[0015]所述碳酸钙材料为超细碳酸钙、超重质碳酸钙之一或组合。
[0016]所述基础浆液为现有技术中任一种，例如，由膨润土、羧甲基纤维素与水组成的具备一定悬浮携带能力的浆液。
[0017]根据本专利技术优选的，所述碳酸钙材料为超细碳酸钙或超细碳酸钙和超重质碳酸钙质量比1
‑
1.5:1的组合。
[0018]根据本专利技术优选的，所述纤维材料为锯末、花生壳粉、作物秸秆粉按质量百分比为3：2
‑
3：4
‑
5的组合。
[0019]根据本专利技术优选的，所述的温敏型智能堵剂组合物，质量百分比组成为：形状记忆聚合物材料10％
‑
15％、纤维材料2
‑
5％、碳酸钙材料5
‑
10％，余量为基础浆液。
[0020]一种温敏型智能堵剂组合物的制备方法，包括：
[0021](1)将环氧树脂、固化剂与催化剂搅拌均匀后，置于模具中升温反应制得初始形状为立方体块状的形状记忆聚合物；
[0022](2)将上述立方体块状的形状记忆聚合物在高温条件下将其压缩为扁平薄片；
[0023](3)按配比，将所述扁平薄片的形状记忆聚合物与纤维材料、碳酸钙材料和基础浆液混合均匀。
[0024]以上步骤(1)所述的升温反应为三段式升温反应：80℃反应3h，120℃反应2h，150℃反应1h。所述模具优选聚四氟乙烯的模具。
[0025]以上步骤(2)所述的高温条件为80
‑
100℃。通过热压机将初始形状为立方体块状的形状记忆聚合物压缩为扁平薄片，保持压力条件下降温至室温；得到临时形状为扁平薄片的形状记忆聚合物。所述高温条件高于聚合物的玻璃态转变温度80℃即可。
[0026]本专利技术所述的温敏型智能堵剂组合物在钻井液中作为堵漏剂的应用。尤其是，本专利技术所述的温敏型智能堵剂组合物在钻井液中作为大型裂缝堵漏剂的应用。所述大型裂缝是3
×
2mm～4
×
3mm的裂缝，针对裂缝开度为3
×
2mm～4
×
3mm的大型裂缝更显其优势。
[0027]一种以本专利技术所述的组合物作为堵漏剂的钻井液。优选的，在所述的钻井液中，本专利技术所述温敏型智能堵剂组合物的含量为10
‑
15％质量百分比。
[0028]所述的钻井液在油气钻井中的应用。
[0029]本专利技术的技术特点及有益效果：
[0030]本专利技术所提供的温敏型智能堵漏剂组合物及其制备方法，其中主要利用了温敏型形状记忆聚合物在受到外界温度变化刺激时，能够产生形状回复的特性。将传统堵漏材料与力学性能更为优异的聚合物进行复配，提高了传统堵漏材料的承压能力，同时通过调整原料的配比提升形状记忆聚合物的耐温能力，使其能够适应地层的高温环境。
[0031]本专利技术所述的形状记忆聚合物在常温条件下为初始形状的立方体的块状，而后在高温条件下将其挤压成临时形状的扁平薄片，通过基础浆液携带至漏失层段，由于体积较小可以进入裂缝，在受到地层高温环境的刺激下引发形状回复，由扁平薄片状转变为块状
进而产生封堵作用，并且与其他复配的纤维材料、碳酸钙材料形成较为稳固的桥堵层，增强封堵效果。
[0032]本专利技术的温控型智能堵漏剂的制备方法操作工艺简单，反应条件温和可控，可进行批量生产。
附图说明
[0033]图1是本专利技术温敏型智能堵漏剂封堵裂缝机理示意图。
[0034]图2是本专利技术合成的形状记忆聚合物的初始形状立方体块状样品照片。
[0035]图3是形状记忆聚合物的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种温敏型智能堵剂组合物，其特征在于该组合物含有形状记忆聚合物；所述形状记忆聚合物是在催化剂存在下，环氧树脂与固化剂升温反应制得。2.如权利要求1所述的温敏型智能堵剂组合物，其特征在于所述催化剂为2
‑
甲基咪唑；优选的，所述催化剂2
‑
甲基咪唑用量为原料总质量的0.4
‑
0.5％；优选的，所述固化剂为四(3
‑
巯基丙酸)季戊四醇酯；所述固化剂用量为原料总质量的30
‑
40％。3.如权利要求1所述的温敏型智能堵剂组合物，其特征在于所述升温反应为：将环氧树脂、固化剂与催化剂搅拌均匀后，按三段式升温反应：80℃反应3h，120℃反应2h，150℃反应1h。4.如权利要求1所述的温敏型智能堵剂组合物，其特征在于所述环氧树脂优选为环氧树脂E51或E44；优选的，所述形状记忆聚合物临时形状为扁平薄片，形变后为初始形状的块状。5.如权利要求1所述的温敏型智能堵剂组合物，其特征在于所述的温敏型智能堵剂组合物，还包括纤维材料、碳酸钙材料和基础浆液；优选的，所述纤维材料为锯末、花生壳粉和其他植物纤维之一或组合；优选的，所述碳酸钙材料为超细碳酸钙、超重质碳酸钙之一或组合。6.如权利要求1或5所述的温敏型智能堵剂组合物，其特征在于，所述的温敏型智能堵剂组合物，质量百分比组成为：形状记忆聚合物材料10％
‑
15％、纤维材料2
‑
5％、碳酸钙...
【专利技术属性】
技术研发人员：王彦玲，汤龙皓，巩锦程，梁雷，刘斌，张传保，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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