颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶及其制备方法和应用。该颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶，按重量份计，其由以下重量份的原料组成：棉浆黑液20～40份、超细粉煤灰10～20份、N,N

【技术实现步骤摘要】
颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及油田化学
，尤其是涉及一种颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]水平井具有开发和排水面积大、无水采油量高、生产压差小、单井产能大等一系列优点，但产水量一直制约着水平井持续高效开发。目前，世界上水平井主要采用管外无封隔器的筛管完井法，筛管完井化学堵水技术主要包括常规注入法和环形化学封隔器法。
[0003]环形化学封隔器法是通过将触变性材料注入开槽衬管和井壁之间的环空，并可在出水点完全填充，由此产生的高强度节流环有效隔离了环空区域，并且在管内封隔器的帮助下起到了定向封堵出水点的作用。该方法能够使用少量堵剂精确封堵出水点，同时，可以避免堵剂进入储层造成的损害。根据该方法的技术特点，所用的材料应具有高触变性，即凝胶具有良好的剪切变稀、静置增稠的能力，以防止“重力坍塌”现象的发生，从而实现环空内的三维封堵。
[0004]中国专利技术专利202010771976.4公开了一种耐高温高强度触变型凝胶堵漏剂，该材料具有优异的触变性能、机械力学性能、运移充填能力以及封堵性能，成胶时间3
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8h可控，凝胶固化后裂缝封堵压力最高达到5.35MPa。中国专利技术专利201610048849.5公开了一种可控胶凝堵漏剂，该材料适应温度为30℃
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80℃，凝结时间可调，常压4小时强度可达到5MPa，8小时强度可达到10MPa以上，承压能力可达14MPa以上，并且有较强的触变性能。中国专利技术专利201811073680.4公开了一种耐温凝胶堵剂，该材料在100～130℃的温度条件下可控制成胶时间在10～35h，30天可保持粘度10000mPa.s以上。
[0005]但上述凝胶材料均无法兼顾良好的耐温性、触变性以及封堵性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶及其制备方法和应用，解决现有技术中现有凝胶堵剂无法兼顾良好的耐温性、触变性以及封堵性能的技术问题。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶，按重量份计，其由以下重量份的原料组成：棉浆黑液20～40份、超细粉煤灰10～20份、N,N
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二甲基丙烯酰胺/双丙酮丙烯酰胺二元共聚物0.5～1份、对苯二酚1～3份、乌洛托品1～3份、乙酸铬0.1～0.3份、硫脲0.2～0.4份，余量为水，上述组分的重量份之和为100。
[0008]第二方面，本专利技术提供一种颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将棉浆黑液、超细粉煤灰、N,N
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二甲基丙烯酰胺/双丙酮丙烯酰胺二元共聚物、对苯二酚、乌洛托品、乙酸铬、硫脲均匀溶解至水中，得到触变凝胶成胶液；
[0010]使触变凝胶成胶液成胶，得到颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶。
[0011]第三方面，本专利技术提供上述颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶的应用，上述颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶应用于高温水平井化学环空封隔堵水。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0013]本专利技术的凝胶耐温可达200℃，触变特征值可达3.5，封堵压力梯度可达到82.5MPa/m，老化90天体积收缩率0.5％～5％，具有良好的耐温性、触变性以及封堵性能。
具体实施方式
[0014]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0015]第一方面，本专利技术提供一种颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶，按重量份计，其由以下重量份的原料组成：棉浆黑液20～40份、超细粉煤灰10～20份、N,N
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二甲基丙烯酰胺/双丙酮丙烯酰胺二元共聚物0.5～1份、对苯二酚1～3份、乌洛托品1～3份、乙酸铬0.1～0.3份、硫脲0.2～0.4份，余量为水，上述组分的重量份之和为100。
[0016]本实施方式中，棉浆黑液的固含量为40％～80％，进一步为60％。
[0017]本实施方式中，N,N
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二甲基丙烯酰胺/双丙酮丙烯酰胺二元共聚物由N,N
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二甲基丙烯酰胺单体与双丙酮丙烯酰胺单体在引发剂存在的条件下反应得到。其中，N,N
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二甲基丙烯酰胺单体与双丙酮丙烯酰胺单体的质量比为1：(0.5～2)，进一步为1:1；引发剂为过硫酸铵，且引发剂的加入量为单体总质量的0.05％～1％；反应温度为40～60℃，进一步为50℃；反应时间为3～5h，进一步为4h。
[0018]本实施方式中，超细粉煤灰与N,N
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二甲基丙烯酰胺/双丙酮丙烯酰胺二元共聚物的质量比为(16～25)：1。若质量比过高或过低，均会导致交联不足，凝胶强度过低，封堵性能较差，同时也会导致触变性变差。
[0019]本实施方式中，棉浆黑液与超细粉煤灰的质量比为(2～2.5)：1。若质量比过低或过高，均会导致交联强度低，凝胶封堵性能差；若质量比过高，则还可能会导致凝胶触变性差。
[0020]本实施方式中，对苯二酚与乌洛托品、乙酸铬的质量比为1：(0.5～1.5)：(0.05～0.015)。在该比例范围内，能够充分发挥三种交联剂的协同增效作用，显著提高凝胶强度。优选为1:1:0.1。
[0021]在本专利技术的一些优选实施方式中，颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶，按重量份计，其由以下重量份的原料组成：棉浆黑液30～40份、超细粉煤灰15～20份、N,N
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二甲基丙烯酰胺/双丙酮丙烯酰胺二元共聚物0.7～1份、对苯二酚2～3份、乌洛托品2～3份、乙酸铬0.2～0.3份、硫脲0.25～0.4份，余量为水，上述组分的重量份之和为100。
[0022]第二方面，本专利技术提供一种颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0023]S1、将棉浆黑液、超细粉煤灰、N,N
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二甲基丙烯酰胺/双丙酮丙烯酰胺二元共聚物、对苯二酚、乌洛托品、乙酸铬、硫脲均匀溶解至水中，得到触变凝胶成胶液；
[0024]S2、使触变凝胶成胶液成胶，得到颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶。
[0025]本实施方式中，成胶温度为180℃～200℃，成胶时间为1h～15h。
[0026]第三方面，本专利技术提供上述颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶的应用，上述颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶应用于高温水平井化学环空封隔堵水。
[0027]本专利技术以下各实施例和对比例中，部分原料总结如下：
[0028]棉浆黑液：来自于新疆棉纺织企业，固含量为60％；
[0029]超细粉煤灰：来自于新疆电厂煤炭废弃物；
[0030]N,N
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二甲基丙烯酰胺/双丙酮丙烯酰胺二元共本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶，其特征在于，按重量份计，其由以下重量份的原料组成：棉浆黑液20～40份、超细粉煤灰10～20份、N,N
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二甲基丙烯酰胺/双丙酮丙烯酰胺二元共聚物0.5～1份、对苯二酚1～3份、乌洛托品1～3份、乙酸铬0.1～0.3份、硫脲0.2～0.4份，余量为水，上述组分的重量份之和为100。2.根据权利要求1所述颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶，其特征在于，所述超细粉煤灰与N,N
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二甲基丙烯酰胺/双丙酮丙烯酰胺二元共聚物的质量比为(16～25)：1。3.根据权利要求1所述颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶，其特征在于，所述棉浆黑液与超细粉煤灰的质量比为(2～2.5)：1。4.根据权利要求1所述颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶，其特征在于，所述对苯二酚与乌洛托品、乙酸铬的质量比为1：(0.5～1.5)：(0.05～0.015)。5.根据权利要求1所述颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶，其特征在于，所述棉浆黑液的固含量为40％～80％。6.根据权利要求1所述颗粒材料强化的耐温黑液触变凝胶，其特征在于，所述N,N
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二甲基丙烯酰胺/双丙酮丙烯酰胺二元共聚物由N,N
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二甲基丙烯酰胺单体与双丙酮丙烯酰胺单体在引发剂存在的条件下反应得到；其中，所述N,N
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二甲基丙烯酰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立峰，黄飞扬，盛威威，张兆年，陆炫峰，王秀云，宋嫒，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：