一种提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料及油基钻井液制造技术

本发明专利技术公开了一种提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料及油基钻井液，属于油气田钻井技术领域。该油基钻井液所用堵漏剂为提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料，所述环氧树脂堵漏材料由分步法制得，合成原料包括含醚键的苯胺类物质、环氧氯丙烷、二羟基取代多苯类物质、碳化硅、硅烷偶联剂。含醚键的苯胺类物质、二羟基取代多苯类物质、环氧氯丙烷的摩尔比大约为1：0.5：2。所述刚性材料碳化硅的加量在10

【技术实现步骤摘要】
一种提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料及油基钻井液


[0001]本专利技术涉及油气田钻井
，具体涉及一种提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料及油基钻井液。

技术介绍

[0002]钻井液漏失是石油工程界一直备受关注的问题，它会导致井下复杂情况和恶性事故的发生，也会对钻井工程、油气田开发和储层保护带来巨大危害。在钻井过程中，钻井液从井眼经漏失通道进入地层后，施工人员需要耗费大量泥浆和堵漏材料来解决井漏问题。如果处理得当，可以大大减少堵漏消耗；但若处理不当，则会导致人力、财力、时间等产生不可预估的损失，甚至可能出现井塌、卡钻、井喷等井下事故，严重者可能会导致井眼报废和永久性储层损伤等问题。
[0003]井漏问题的处理一直是钻井领域的一个重要课题。虽然目前已经应用了大量的常规堵漏剂，取得了一定的应用效果，但由于其承压能力不足，往往难以达到理想的堵漏效果。因此，需要进一步研发和改进具有承压能力的堵漏材料，以更好地应对井漏情况，提高钻井作业的安全和效率。
[0004]公开号为CN 115772392A的中国专利提出一种钻井液用高分子油基交联固化堵漏剂及其制备方法，该堵漏剂将经过改性的第一环氧树脂与第二环氧树脂混合得到改性环氧树脂，该堵漏剂包括改性环氧树脂60％
‑
80％，固化剂15％
‑
30％，固化调节剂1％
‑
5％，增强剂4％
‑
10％，堵漏剂抗压强度均大于30MPa，从而解决了抗污染能力差和堵漏效果不佳的问题。然而，其抗压强度仍具有改进空间。
[0005]环氧树脂其分子中含有苯环、醚键、羟基、环氧基等基团，这些基团赋予了环氧树脂优异的性能。其中，苯环可以提高环氧树脂的机械强度和耐热性，醚键赋予了环氧树脂优异的耐化学性，这使得环氧树脂成为了一种理想的堵漏材料。然而，由于大多数环氧树脂都是以双酚A型为原料，合成出的是链状型环氧树脂，其机械性能不佳，不能有效地用于堵漏。支化型环氧树脂与直链型环氧树脂相比，在机械性能方面表现出了很大的提高，尤其是承压能力方面。因此，支化型环氧树脂是一种较好的堵漏材料。在材料中加入刚性材料碳化硅，更能大幅度提高其抗压能力。

技术实现思路

[0006]针对目前大多数堵漏材料仍存在因其承压能力不足而导致堵漏效果不佳的问题，本专利技术提供了一种提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料及油基钻井液，环氧树脂堵漏材料能够有效地提高材料的机械性能，特别是承压能力，能够作为承压堵漏材料用于油基钻井液中，减少钻井液的漏失量，提高地层稳定性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料。所述的环氧树脂堵漏材料的原料包括含醚键的苯胺类物质、环氧氯丙烷、二羟基取代多苯类物质、碳化硅、硅烷偶联剂，所述的环氧树脂堵漏材料采用如下步骤制备而成：
[0008]S1、将含醚键的苯胺类物质和甲醇溶液加入三颈烧瓶中，配备回流冷凝装置后，在搅拌状态下滴加环氧氯丙烷后，升温至65
‑
75℃反应4
‑
6h后，加入三乙胺，将温度降至40
‑
60℃搅拌3
‑
5小时，提纯，得到含环氧基的苯类物质；
[0009]S2、将二羟基取代多苯类物质和亚硫酸氢钠分散在质量分数为25％的氨水溶液中的混合物加入三颈烧瓶中，升温至150
‑
180℃，在搅拌状态下反应12
‑
15h后，将反应混合物冷却至室温后，加入NaOH水溶液调节pH值大于12，烘干，洗涤，得到多氨基取代多苯类物质；
[0010]S3、将碳化硅置于80
‑
110℃真空干燥箱中干燥6
‑
8h，准确称取干燥后的碳化硅于三颈烧瓶中，向其中加入甲苯和硅烷偶联剂，通入氮气，升温至80
‑
90℃搅拌反应5
‑
8h，超声分散，在10000r/min高速离心30min，用丙酮洗涤后，置于100
‑
120℃真空干燥箱中干燥10
‑
12h，得到硅烷偶联剂改性的碳化硅；
[0011]S4、将S1中制备的含环氧基的苯类物质、S2中制备的多氨基取代多苯类物质混合，升温至130～160℃反应4～7h，得到支化型环氧树脂聚合物后，再将支化型环氧树脂聚合物、S3中制备的硅烷偶联剂改性的碳化硅混合制备得到提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料。
[0012]所述步骤S1中含醚键的苯胺类物质为3
‑
氨基
‑4‑
(2
‑
苯基苯并吡喃
‑6‑
基氧基)苯甲醚、2
‑
(2
‑
萘氧基)苯胺中的一种。
[0013]所述步骤S2中所述的二羟基取代多苯类物质为5,8
‑
二羟基
‑
10
‑
甲氧基
‑2‑
甲基
‑
4H
‑
萘[1,2
‑
b]吡喃
‑4‑
酮、5,8
‑
二羟基
‑
6,10
‑
二甲氧基
‑2‑
甲基
‑
4H
‑
萘[1,2
‑
b]吡喃
‑4‑
酮、6
‑
二苯基
‑
2,7
‑
萘二醇、1,1
′‑
(2,7
‑
二羟基
‑
1,6
‑
萘二基)双乙酮中的一种。
[0014]所述步骤S3中硅烷偶联剂为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷、3
‑
氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
[0015]所述含醚键的苯胺类物质、二羟基取代多苯类物质、环氧氯丙烷的摩尔比大约为1：0.5：2。
[0016]所述刚性材料碳化硅的加量在5
‑
30g之间。
[0017]本专利技术中，合成环氧树脂的单体材料具有多苯环结构，能够提高环氧树脂的抗压性能以及抗温性能，且在发生聚合反应时分子是呈支链型而不是直链状；含有大量苯环结构，再与刚性材料进行复合，所形成的材料具有很好的承压能力。能够作为承压堵漏材料用于油基钻井液中，减少钻井液的漏失量，提高地层稳定性。
附图说明
[0018]图1为实施例四中支化型环氧树脂聚合物的局部结构示意图。
具体实施方式
[0019]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。
[0020]本实施例中，若无特殊说明，所述份数均为重量份数。
[0021]一、提高地层承压能力的环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料及油基钻井液，其特征在于，所述的环氧树脂堵漏材料的原料为含醚键的苯胺类物质、环氧氯丙烷、二羟基取代多苯类物质、碳化硅、硅烷偶联剂，所述含醚键的苯胺类物质、二羟基取代多苯类物质、环氧氯丙烷的摩尔比大约为1：0.5：2，采用如下步骤制备而成：S1、将含醚键的苯胺类物质和甲醇溶液加入三颈烧瓶中，配备回流冷凝装置后，在搅拌状态下滴加环氧氯丙烷后，升温至65
‑
75℃反应4
‑
6h后，加入三乙胺，将温度降至40
‑
60℃搅拌3
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5小时，提纯，得到含环氧基的苯类物质；S2、将二羟基取代多苯类物质和亚硫酸氢钠分散在质量分数为25％的氨水溶液中的混合物加入三颈烧瓶中，升温至150
‑
180℃，在搅拌状态下反应12
‑
15h后，将反应混合物冷却至室温后，加入NaOH水溶液调节pH值大于12，烘干，洗涤，得到多氨基取代多苯类物质；S3、将碳化硅置于80
‑
110℃真空干燥箱中干燥6
‑
8h，准确称取干燥后的碳化硅于三颈烧瓶中，向其中加入甲苯和硅烷偶联剂，通入氮气，升温至80
‑
90℃搅拌反应5
‑
8h，超声分散，在10000r/min高速离心30min，用丙酮洗涤后，置于100
‑
120℃真空干燥箱中干燥10
‑
12h，得到硅烷偶联剂改性的碳化硅；S4、将S1中制备的含环氧基的苯类物质、S2中制备的多氨基取代多苯类物质混合，升温至130～160℃反应4～7h，得到支化型环氧树脂聚合物后，再将支化型环氧树脂聚合物、S3中制备的硅烷偶联剂改性的碳化硅混合制备得到提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料；所述的硅烷偶联剂为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷、3
‑
氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种。2.根据权利要求1所述的提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料，其特征在于所述的含醚键的苯胺类物质为3
‑
氨基
‑4‑
(2
‑
苯基苯并吡喃
‑6‑
基氧基)苯甲醚、2
‑
(2
‑
萘氧基)苯胺中的一种。3.根据权利要求1所述的提高地层承压能力的环氧树脂堵漏材料，其特征在于所述的二羟基取代多苯类物质为5,8
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：谢刚，汪若兰，白杨，
申请(专利权)人：成都昂赛福科技有限公司，
类型：发明
国别省市：