一种支化型环氧树脂承压堵漏材料的制备方法及油基钻井液技术

本发明专利技术公开了一种支化型环氧树脂承压堵漏材料的制备方法及油基钻井液，该承压堵漏材料结构为支化型，其特征在于，所述材料的原料包括：四卤代苯基类、四卤代基萘类、环氧氯丙烷、六方氮化硼，硅烷偶联剂，所述四卤代苯基类物质、2，3，6，7

【技术实现步骤摘要】
一种支化型环氧树脂承压堵漏材料的制备方法及油基钻井液


[0001]本专利技术涉及油气井领域，具体涉及一种支化型环氧树脂承压堵漏材料的制备方法及包含有该堵漏材料的油基钻井液的应用。

技术介绍

[0002]在钻井过程中，钻井液的严重漏失问题直接造成钻井周期延长、钻井成本增加，地层由于裂缝及溶洞发育易导致泥浆失返、井喷、地层垮塌、埋钻具等事故直接威胁作业人员的生命安全和影响我国油气勘探开发进程，并且随着井深的增加，地层压力越大，发生漏失时对堵漏材料的抗压强度有着一定的要求。
[0003]目前，大量各种类型的常规堵漏剂和新型堵漏剂在一定程度上取得了较好的应用效果，但大多堵漏剂的承压能力不强，并且仍限于以各种水泥及少部分化学剂和混合物堵剂最为常用，而堵漏实践表明，裂缝、洞穴地层和大孔隙高渗透地层发生钻井液完全漏失最难处理，国内外钻井工作者也从化学角度出发,研制出了一些聚合物堵漏材料和配套堵漏工艺，但对付裂缝性、溶洞性漏失仍没有取得突破性的进展。
[0004]环氧树脂分子中具有苯环、醚键、羟基、环氧基等基团，苯环赋予环氧树脂非常好的机械强度与耐热性，醚键赋予其良好的耐化学性，是一种作为堵漏材料的良好选择。专利高弹性堵漏用改性环氧树脂灌浆材料及其制备方法(CN108084663B)中，使用双酚A、尼龙改性双酚A与酚醛胺类固化剂进行固化得到环氧树脂堵漏材料，其抗压强度在50～65MPa，直链结构的双酚A和尼龙改性双酚A与固化剂进行固化，其抗压强度不高，用于承压堵漏时，不能进行有效的堵漏。

技术实现思路

>[0005]基于此，本专利技术的目的是提供一种支化型环氧树脂承压堵漏材料。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]一种支化型环氧树脂承压堵漏材料的制备方法及油基钻井液，其特征在于所合成的环氧树脂结构为支化型，所述材料的原料主要包括：四卤代基苯类、四卤代基萘类、环氧氯丙烷、六方氮化硼、硅烷偶联剂，其中所述硅烷偶联剂为缩水甘油基三甲氧基硅烷，所述四卤代基苯类、四卤代基萘类、环氧氯丙烷的摩尔比为(1～2)：(1～2)：4，所述支化型环氧树脂承压堵漏材料采用以下步骤合成：
[0008]S1、取四卤代基苯类物质或四卤代基萘类物质加入至含200mL去离子水的反应器中，并加入10g碳酸氢钠与2.5g的1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐，混合升温至100～120℃，反应1～3h，精馏提纯得到四羟基苯类物质或四羟基萘类物质；
[0009]S2、取3g四丁基溴化铵和环氧氯丙烷加入到圆底烧瓶中，加入质量分数为50％氢氧化钠溶液，搅拌所得混合物置冷却至0℃，将S1中制备的四羟基苯类物质或四羟基萘类物质加入到混合物中，升至室温，搅拌过夜，精馏提纯得到四环氧基苯类物质或四环氧基萘类物质；
[0010]S3、在反应瓶中加入100mL甲苯，取四卤代基苯类物质或四卤代基萘类物质溶于甲苯，加入100mL的氨水(25％)，再加入5g硫酸铜，升温至50～70℃，反应2～4h，提纯得到相应的胺类物质四氨基苯类物质或四氨基萘类物质；
[0011]S4、在蒸馏水中加入六方氮化硼和对苯二酚，使用双极脉冲电源使含有六方氮化硼和对苯二酚的蒸馏水产生等离子体，基于空化的分散装置循环悬浮液，并在悬浮液中产生等离子体0.5～2h，将悬浮液静置12～24h，将产物过滤洗后置于100～140℃真空干燥1～3h，得到表面含有羟基羧基的改性六方氮化硼；
[0012]S5、将S2中制备的四环氧基苯类物质或四环氧基萘类物质、S3中制备的四氨基苯类或四氨基萘类物质混合，升温至140～160℃，反应4～6h，得到支化型环氧树脂聚合物，将支化型环氧树脂聚合物、S4中制备的表面含有羟基羧基的改性六方氮化硼、缩水甘油基三甲氧基硅烷混合升温至140～160℃，反应2～4h，得到支化型环氧树脂承压堵漏材料。
[0013]所述四卤代苯基类为1，1
′
，1
″
，1
″‑
甲四基四[4
‑
(氯甲基)苯]、1，1
′
，1
″
，1
″‑
甲四基四[4
‑
(溴甲基)苯]中的至少一种。
[0014]所述四卤代基萘为2，3，6，7
‑
四氯甲基
‑
1，4，5，8
‑
四甲基萘。
[0015]所述硅烷偶联剂为缩水甘油基三甲氧基硅烷。
[0016]所述四卤代苯基类物质、2，3，6，7
‑
四氯甲基
‑
1，4，5，8
‑
四甲基萘、环氧氯丙烷的摩尔比大约为(1～2)：(1～2)：4。
[0017]所述六方氮化硼的质量在5
‑
30g之间。
[0018]所述硅烷偶联剂的质量在5
‑
40g之间。
[0019]一种油基钻井液，其特征在于，所述钻井液中含有权利要求1
‑
3所述的支化型环氧树脂承压堵漏材料，所述钻井液按重量份包括以下组分：80份的基础油，25～30份的CaCl2盐水，4～5份的主乳化剂，3～4份的辅乳化剂，3～5份的有机土，2～4份的润湿剂，2～5份的生石灰，4～5份的降滤失剂，3～5份的封堵剂，1～2份的流量调节剂，80～290份的重晶石组成，1～5份的权利要求1所述支化型环氧树脂承压堵漏材料，钻井液密度为1.20～2.10g/cm3。
[0020]与现有技术相比，本专利技术专利具有以下有益效果：
[0021]本专利技术通过环氧化合物与胺类固化剂的合成路径，来引入大量的刚性结构(苯环)，可以大幅度提高环氧树脂的抗压强度，原料中的四卤代基苯类、四卤代基萘类物质，作为反应物进行支化反应，让最终产物环氧树脂的结构呈高度支化型，本专利技术通过对刚性材料六方氮化硼进行等离子处理，使其表面产生羟基与羧基等官能团，并用硅烷偶联剂让环氧树脂与刚性材料结合，大幅度提高堵漏材料的抗压强度，相较于常规的环氧树脂堵漏材料，抗压强度提高了1～2倍。
附图说明
[0022]图1为支化型环氧树脂承压堵漏材料制备步骤中第一步设计的反应过程示意图。
[0023]图2为支化型环氧树脂承压堵漏材料制备步骤中第二步设计的反应过程示意图。
[0024]图3为支化型环氧树脂承压堵漏材料制备步骤中第三步设计的反应过程示意图。
[0025]图4为支化型环氧树脂聚合物局部示意图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]本专利技术实施例如下：
[0028]1、支化型环氧树脂承压堵漏材料的制备
[0029]实施例1
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支化型环氧树脂承压堵漏材料的制备方法及油基钻井液，其特征在于所合成的环氧树脂结构为支化型，所述材料的原料主要包括：四卤代基苯类、四卤代基萘类、环氧氯丙烷、六方氮化硼、硅烷偶联剂，其中所述硅烷偶联剂为缩水甘油基三甲氧基硅烷，所述四卤代基苯类、四卤代基萘类、环氧氯丙烷的摩尔比为(1～2)：(1～2)：4，所述支化型环氧树脂承压堵漏材料采用以下步骤合成：S1、取四卤代基苯类物质或四卤代基萘类物质加入至含200mL去离子水的反应器中，并加入10g碳酸氢钠与2.5g的1
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丁基
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甲基咪唑四氟硼酸盐，混合升温至100～120℃，反应1～3h，精馏提纯得到四羟基苯类物质或四羟基萘类物质；S2、取3g四丁基溴化铵和环氧氯丙烷加入到圆底烧瓶中，加入质量分数为50％氢氧化钠溶液，搅拌所得混合物置冷却至0℃，将S1中制备的四羟基苯类物质或四羟基萘类物质加入到混合物中，升至室温，搅拌过夜，精馏提纯得到四环氧基苯类物质或四环氧基萘类物质；S3、在反应瓶中加入100mL甲苯，取四卤代基苯类物质或四卤代基萘类物质溶于甲苯，加入100mL的氨水(25％)，再加入5g硫酸铜，升温至50～70℃，反应2～4h，提纯得到四氨基苯类物质或四氨基萘类物质；S4、在蒸馏水中加入六方氮化硼和对苯二酚，使用双极脉冲电源使含有六方氮化硼和对苯二酚的蒸馏水产生等离子体，基于空化的分散装置循环悬浮液，并在悬浮液中产生等离子体0.5～2h，将悬浮液静置12～24h，将产物过滤洗后置于100～140℃真空干燥1～3h，得到表面含有羟基羧基的改性六方氮化硼；S5、将...

【专利技术属性】
技术研发人员：左俊林，王平全，谢刚，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：