System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种支化型环氧树脂承压堵漏材料及油基钻井液制造技术_技高网

一种支化型环氧树脂承压堵漏材料及油基钻井液制造技术

技术编号:40073243 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-17 00:30
本发明专利技术公开了一种环氧树脂承压堵漏材料及油基钻井液,属于油气田钻井技术领域。该承压堵漏材料结构为支化型,所述材料的合成原料包括环烯醇类物质、环氧氯丙烷、环烯胺类物质、氧化石墨烯、硅烷偶联剂,所述环氧氯丙烷、环烯胺类物质的摩尔比为1~2:2~3,其中所述硅烷偶联剂为缩水甘油基三甲氧基硅烷。本发明专利技术所合成的支化型环氧树脂承压材料的抗压强度可达130‑150MPa与传统的双酚A型环氧树脂相比,承压能力提高了2‑3倍,可以应用于钻井液堵漏方面,进行承压堵漏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气井领域,具体涉及一种环氧树脂承压堵漏材料及包含有该堵漏材料的油基钻井液。


技术介绍

1、在钻井作业过程中,由于井下地层分布复杂,裂缝及溶洞发育等问题容易导致钻井液漏失,造成直接经济损失。恶性漏失甚至会导致井喷、地层垮塌、埋钻等事故直接威胁作业人员安全,还会影响钻井周期,延缓油气勘探开发进程。随着钻井深度增加,地层压力不断增大,发生漏失时对堵漏剂的抗压能力要求也随着增大。

2、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,专利cn202010628354.6公开了一种堵漏树脂体系及其应用,由环氧树脂和固化剂反应制成堵漏剂,材料抗压强度在100mpa左右。但是深井、超深井的数量逐年增加,对堵漏材料的承压能力要求随着增大。

3、由于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。

4、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,而大多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,其机械性能不好,用于堵漏时,不能进行有效的堵漏。支化型环氧树脂在结构上与直链型有很大区别,能有效提高材料的机械性能,尤其是承压能力,在材料中加入刚性材料氧化石墨烯,更能提高其抗压能力,应用于钻井液中,能很好的提高钻井液的封堵效果。


技术实现思路

1、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,其具有较高的可以强度,可以提高地层承压能力,从而进行良好的堵漏。

2、为实现上述目的,本专利技术的技术方案为:一种支化型环氧树脂承压堵漏材料,其特征在于所述支化型环氧树脂承压堵漏材料其制备步骤如下:

3、s1、在三颈烧瓶中加入200ml乙醇,再加入环烯胺类物质搅拌混合均匀,在烧杯中加入50ml乙醇和环氧氯丙烷混合均匀,转入至恒压漏斗,滴加至三颈烧瓶中,滴加结束,室温反应过夜,制得双环氧丙基环烯胺类中间产物;

4、s2、在三颈烧瓶中加入200ml乙醇,将s1中制备双环氧丙基环烯胺类中间产物加入至三颈烧瓶中混合,加入30%氢氧化钠溶液,搅拌反应3~5h,停止反应加入适量水和60ml乙酸乙酯,萃取分离,精馏提纯得到双环氧丙基环烯胺类;

5、s3、用超声分散将氧化石墨烯go均匀分散在500ml二甲基甲酰胺,转入三颈烧瓶中,再加入0.15mol二苯胺、0.05moln,n-二环己基碳二亚胺、0.05mol二羟甲基丙酸,混合调节温度至20~30℃,搅拌反应48h,过滤干燥制得d-go;

6、s4、将s3中制备的d-go在500ml四氢呋喃溶液,通过超声均匀分散,然后将四氢呋喃溶液转入三颈烧瓶中,在氮气保护下,将0.1mol三乙醇胺滴加到四氢呋喃溶液中,滴加结束后搅拌1~3h,再加入3g六氯三聚磷腈,再冰水浴中搅拌6~8h,最后加入20ml1,3-丙二胺,室温下反应8~12h,提纯获得改性的氧化石墨烯;

7、s5、将s2中制备的双环氧丙基环烯胺类、环烯胺类物质混合升温至140~160℃,反应4~6h,制备出环氧树脂,再将环氧树脂与s4中制备的改性的氧化石墨烯与硅烷偶联剂混合升温至160~180℃,反应1~3h,制备出环氧树脂承压堵漏材料。

8、所述环烯胺类物质为2,4-环戊二烯1-胺、1h-茚-1-胺、1h-茚-3-胺中的至少一种。

9、所述硅烷偶联剂为缩水甘油基三甲氧基硅烷。

10、所述氧化石墨烯的质量在5-20g之间。

11、所述硅烷偶联剂的质量在5-20g之间。

12、一种油基钻井液,其特征在于,所述钻井液中含有权利要求1-4所述的高强度强吸附封堵剂,所述钻井液按重量份包括以下组分:80份的基础油,20份的cacl2盐水,2.5~4.5份的主乳化剂,1.5~2.5份的辅乳化剂,2.5~3份的有机土,0.5~0.8份的润湿剂,2~3份的生石灰,1.5~4份的降滤失剂,1~5份的高强度强吸附封堵剂,15~230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。

13、一种油基钻井液,其特征在于,基础油为3#白油,氯化钙溶液的浓度为25%,主乳化剂为hw pmul-1,辅乳化剂为hw smul-1,有机土为hw gel-3,润湿剂为hw wet-1,降滤失剂为hw trol-101,其中,hw pmul-1、hw smul-1、hw gel-3、hw trol-101和hw wet-1来自成都西油华巍科技有限公司。

14、所述油基钻井液用重晶石将密度调节为1.10-2.20g/cm3。

15、本专利技术的技术特点及有益效果如下:支化型环氧树脂承压堵漏材料在地层温度下发生交联固化反应,生成高强度固结体高分子材料;交联固化形成的高强度固结体,适用于高承压堵漏。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;环烯醇类物质、环氧氯丙烷、环烯胺类物质含有多种官能团,可使固化过程中交联度提高;刚性材料和交联剂能进一步提高地层承压能力,对深井、超深井进行有效堵漏。

16、上述涉及部分反应过程见附图,图1为s1反应示意图,图2为s2反应示意图,图3为聚合物局部示意图。

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【技术保护点】

1.一种支化型环氧树脂承压堵漏材料及油基钻井液,其特征在于所述材料的主要原料包括:环烯醇类物质、环氧氯丙烷、环烯胺类物质、氧化石墨烯、硅烷偶联剂,所述环氧氯丙烷、环烯胺类物质的摩尔比为1~2:2~3,其中所述硅烷偶联剂为缩水甘油基三甲氧基硅烷,所述支化型环氧树脂承压堵漏材料采用以下合成步骤:

2.根据权利要求1所述一种支化型环氧树脂承压堵漏材料,环烯胺类物质为2,4-环戊二烯1-胺、1H-茚-1-胺、1H-茚-3-胺中的至少一种。

3.一种油基钻井液,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,20份的CaCl2盐水,2.5~4.5份的主乳化剂,1.5~2.5份的辅乳化剂,2.5~3份的有机土,0.5~0.8份的润湿剂,2~3份的生石灰,1.5~4份的降滤失剂,1~5份的高强度强吸附封堵剂,15~230份的重晶石组成,1~5份的权利要求1~3所述支化型环氧树脂承压堵漏材料。

4.根据权利要求4所述的油基钻井液,其特征在于,基础油为3#白油,氯化钙溶液的浓度为25%,主乳化剂为HW Pmul-1,辅乳化剂为HW Smul-1,有机土为HW Gel-3,润湿剂为HWWet-1,降滤失剂为HW Trol-101,其中,HW Pmul-1、HW Smul-1、HW Gel-3、HW Trol-101和HWWet-1来自成都西油华巍科技有限公司。

5.据权利要求4所述的油基钻井液,其特征在于,所述油基钻井液用重晶石将密度调节为1.10-2.20g/cm3。

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【技术特征摘要】

1.一种支化型环氧树脂承压堵漏材料及油基钻井液,其特征在于所述材料的主要原料包括:环烯醇类物质、环氧氯丙烷、环烯胺类物质、氧化石墨烯、硅烷偶联剂,所述环氧氯丙烷、环烯胺类物质的摩尔比为1~2:2~3,其中所述硅烷偶联剂为缩水甘油基三甲氧基硅烷,所述支化型环氧树脂承压堵漏材料采用以下合成步骤:

2.根据权利要求1所述一种支化型环氧树脂承压堵漏材料,环烯胺类物质为2,4-环戊二烯1-胺、1h-茚-1-胺、1h-茚-3-胺中的至少一种。

3.一种油基钻井液,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,20份的cacl2盐水,2.5~4.5份的主乳化剂,1.5~2.5份的辅乳化剂,2.5~3份的...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢刚黄国豪白杨黄丹超
申请(专利权)人:西南石油大学
类型:发明
国别省市:

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