【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钻井液堵漏剂，具体涉及一种钻井液抗高温延时膨胀堵漏剂及其制备方法
技术介绍
1、在钻井工程中，井漏是常见的复杂问题之一，不仅影响钻井效率，还会造成巨大经济损失。在钻井液中加入堵漏材料是应对井漏的有效手段，但传统桥接惰性材料等堵漏剂存在较大局限性：在堵漏中必须严格匹配漏失通道尺寸才能发挥作用，而漏失通道尺寸常难以准确获知，从而易出现堵漏材料无法进入漏层或进入漏层后随钻井液一齐漏走情况，造成堵漏失败。延迟膨胀性堵漏材料在钻井液中吸水后可缓慢膨胀，进入漏层后通过膨胀至一定体积而封堵漏层，从而不需要其颗粒大小与漏失通道尺寸严格匹配，大大提升了堵漏材料的适用性与封堵成功率，对渗漏或裂缝、大孔道漏失都有很好的堵漏效果。
2、现有膨胀堵漏材料基本都为单一的交联聚合物类，存在膨胀速度过快以及吸水膨胀后材料强度不足的缺点，常因提前膨胀过大而难以进入漏层，或进入漏层吸水膨胀后无法达到预期堵漏强度。采用包覆法可以延缓膨胀堵漏材料的吸水膨胀速度，但包衣材料的选择十分有限、均匀包覆难度大且不易工业化；在交联聚合物中引入疏水性单体也可降低吸水膨胀速度，但疏水性导致材料膨胀度低。此外，现有膨胀堵漏材料抗温性普遍不高，会因热分解而不断软化甚至失效，无法适用于高温漏层。
3、中国专利申请cn 112250787 a公开了一种具有自愈合特性的凝胶颗粒堵漏剂，该凝胶颗粒堵漏剂包括如下质量份数的原料组成：共聚反应单体15-35份、表面活性剂a 0.1-20份、引发剂ⅰ0.01-0.9份、交联剂0.01-0.1份、阳离子乳胶颗粒0.
4、中国专利申请cn 102603985a公开了一种抗高温随钻堵漏剂及其制备方法，属油田化学钻井液处理剂
，由油溶单体a、油溶交联剂b、偶氮类引发剂和有机过氧化氢类引发剂和水在乳化剂的作用下配制成稳定乳液，在发生聚合反应后得到粉末m；将m用溶胀剂溶胀后，加入水溶单体c、水溶交联剂d及还原类引发剂，在室温下聚合完成后，即可得到抗高温随钻堵漏剂，该专利技术产品为粉末状，具有较高的抗温性，抗温可达180℃，可用于深井超深井的随钻堵漏；对于渗透性漏失、微米级裂缝和孔隙的漏失能快速有效封堵，避免重复性漏失；可参与滤饼形成，保持井壁稳定；能显著降低钻井液滤失量，减少储层污染；不影响钻井液的流变性等。
5、上述堵漏剂存在延时膨胀堵漏材料膨胀速度过快、吸水膨胀度不足或者抗温性不足等问题，难以满足钻井液对堵漏剂的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对目前传统惰性堵漏材料由于不能严格匹配漏失通道尺寸导致无法进入漏层或进入漏层后随钻井液一起漏走而造成堵漏失败问题，以及延时膨胀堵漏材料膨胀速度过快、吸水膨胀后材料强度不足、抗温性不足导致的堵漏效果差等问题，提供一种钻井液抗高温延时膨胀堵漏剂及其制备方法，该堵漏剂备吸水膨胀性、延时膨胀性以及良好的耐温能力，能够进入漏层后不断膨胀变大而紧密封堵漏层，且具有抗高温能力，可用于高温堵漏。
2、本专利技术的一个目的是提供一种钻井液抗高温延时膨胀堵漏剂，包括如下原料：
3、a.n-甲基丙烯酰胺类单体，其结构通式如式1所示：
4、
5、其中，r1为h或碳原子数为1-3的饱和烷基；
6、b.烷基丙烯酸类单体，结构通式如式2所示：
7、
8、其中，r2为h或碳原子数为1-3的饱和烷基；
9、c.硅酸盐黏土；
10、所述原料通过聚合反应制得堵漏剂。
11、进一步地，所述钻井液抗高温延时膨胀堵漏剂还包括如下原料：
12、d.引发剂；
13、e.交联剂；
14、f.溶剂；
15、g.ph调节剂。
16、进一步地，所述钻井液抗高温延时膨胀堵漏剂，包括如下质量份数的原料：
17、
18、进一步地，所述硅酸盐黏土为蒙脱石和/或高岭石。
19、进一步地，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈的至少一种。
20、进一步地，所述交联剂为n，n-二甲基双丙烯酰胺、n,n-二乙基双丙烯酰胺和二乙二醇双丙烯酸酯的至少一种。
21、进一步地，所述ph调节剂为naoh、koh、na2co3和k2co3的至少一种。
22、进一步地，所述ph调节剂将溶液的ph调节至7-8。
23、本专利技术的另一个目的是提供一种钻井液抗高温延时膨胀堵漏剂的制备方法，包括如下步骤：
24、s1.将n-甲基丙烯酰胺类单体、烷基丙烯酸类单体加入去离子水中，搅拌得溶液a；
25、s2.使用ph调节剂调节溶液a的ph至7-8，后加入硅酸盐黏土，搅拌得溶液b；
26、s3.将引发剂、交联剂分别溶于b溶液中，溶解均匀后对溶液抽真空，得溶液c；
27、s4.搅拌溶液c,进行反应；
28、s5.将s4中的产物冷却，烘干，粉碎即得。
29、进一步地，所述抽真空的步骤为：抽真空、充氮气三次，充分除氧。
30、进一步地，所述s4中的反应在加热条件下进行，所述加热的温度为60℃-80℃，所述反应的时间为8-10h。
31、进一步地，所述粉碎为将产物粉碎至0.2mm-0.6mm。
32、本专利技术的再一个目的是提供所述钻井液抗高温延时膨胀堵漏剂在油井开采过程中水基钻井液堵漏中的应用。
33、本专利技术相对于现有技术具有如下有益效果：
34、本专利技术的堵漏剂由n-甲基烷基丙烯酰胺以及烷基丙烯酸两种单体和硅酸盐黏土三种原料通过原位自由基聚合反应制得，并应用于水基钻井液堵漏，所制备的材料具备吸水膨胀性、延时膨胀性以及良好的耐温能力。
35、本专利技术所制备的堵漏剂具有吸水膨胀性与延时膨胀性，膨胀后仍能保持较高强度，进入漏层中可以通过扩张填充和挤紧压实的双重作用紧密封堵不同尺寸的漏层，且与水基钻井液配伍性好，对流变性影响小，从而应用于水基钻井液堵漏作业时，可解决传统惰性堵漏材料由于不能严格匹配漏失通道尺寸，以及延时膨胀堵漏材料膨胀速度过快、吸水膨胀后材料强度不足导致的堵漏效果差问题。同时，本专利技术的堵漏剂还具有抗高温能力，可用于高温堵漏。
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1.一种钻井液抗高温延时膨胀堵漏剂，其特征在于，包括如下原料：
2.根据权利要求1所述的所述的堵漏剂，其特征在于，包括如下原料：
3.根据权利要求2所述的所述的堵漏剂，其特征在于，包括如下质量份数的原料：
4.根据权利要求2所述的所述的堵漏剂，其特征在于，所述硅酸盐黏土为蒙脱石和/或高岭石。
5.根据权利要求2所述的所述的堵漏剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈的至少一种。
6.根据权利要求2所述的所述的堵漏剂，其特征在于，所述交联剂为N，N-二甲基双丙烯酰胺、N,N-二乙基双丙烯酰胺和二乙二醇双丙烯酸酯的至少一种。
7.根据权利要求2所述的所述的堵漏剂，其特征在于，所述pH调节剂为NaOH、KOH、Na2CO3和K2CO3的至少一种。
8.根据权利要求2所述的所述的堵漏剂，其特征在于，所述pH调节剂将溶液的pH调节至7-8。
9.如权利要求2-8任一项所述的钻井液抗高温延时膨胀堵漏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1
11.根据权利要求9所述的所述的制备方法，其特征在于，所述S4中的反应在加热条件下进行，所述加热的温度为60℃-80℃，所述反应的时间为8-10h。
12.根据权利要求9所述的所述的制备方法，其特征在于，所述粉碎为将产物粉碎至0.2mm-0.6mm。
13.如权利要求1-8任一项所述堵漏剂或权利要求9-12任一项所述的制备方法制备得到的堵漏剂在油井开采过程中水基钻井液堵漏中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种钻井液抗高温延时膨胀堵漏剂，其特征在于，包括如下原料：
2.根据权利要求1所述的所述的堵漏剂，其特征在于，包括如下原料：
3.根据权利要求2所述的所述的堵漏剂，其特征在于，包括如下质量份数的原料：
4.根据权利要求2所述的所述的堵漏剂，其特征在于，所述硅酸盐黏土为蒙脱石和/或高岭石。
5.根据权利要求2所述的所述的堵漏剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈的至少一种。
6.根据权利要求2所述的所述的堵漏剂，其特征在于，所述交联剂为n，n-二甲基双丙烯酰胺、n,n-二乙基双丙烯酰胺和二乙二醇双丙烯酸酯的至少一种。
7.根据权利要求2所述的所述的堵漏剂，其特征在于，所述ph调节剂为naoh、koh、na2co3和k2co3的...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁铁梅，刘可成，戎克生，席传明，王英杰，叶成，姚旭洋，周俊，周泽南，于永生，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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