一种防返吐堵漏剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术为一种防返吐堵漏剂及其制备方法和应用。所述的防返吐堵漏剂按重量份数比由以下组分组成：改性自乳化环氧树脂包裹砂20-30；超细碳酸钙10-20；纤维水镁石15-25；非渗透剂NPL-2?35-55。本发明专利技术的防返吐堵漏剂堵漏效果显著，能有效提高封堵层的防反排能力，可与任意钻井液体系配伍使用，使用环境宽松，而且经济成本适中，易于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于石油钻井工程中的堵漏剂及其制备方法和应用。更具体地说，本专利技术涉及一种可有效提高封堵层的防反排能力的防返吐堵漏剂及其制备方法和应用。
技术介绍
井漏的处理是石油钻井中的难点，井漏既耗费钻井时间，又损失钻井液，增加钻井成本，甚至可诱发卡钻、井喷等一系列严重的复杂问题。桥接堵漏技术处理井漏，因其使用方便，施工安全，得以推广使用。桥接堵漏材料一般为颗粒状、片状和纤维状材料。在堵漏作业中，这三类材料以适当的比例、级配复合使用。CN101089116A公开了一种钻井液用自适应防漏堵漏剂，由预交联聚合物颗粒、植物纤维等组成，自适应防漏堵漏剂通过各组分之间的协同效应，形成了封堵率高、填充加固能力强的封堵层。CN1064096A公开了一种由刨花楠粉、腐值酸钾、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺和海带粉等高分子聚合物组成的钻井堵漏剂，遇水后能迅速发生交联熟化反应，形成网状结构，从而实现对漏失通道的堵塞。但是，桥接堵漏材料往往忽视了材料所形成的封堵层的抗反排能力，惰性的桥接材料之间一般没有胶结能力，正向承压可将桥接材料挤入裂缝的尖端，使封堵层具有一定的正向承压能力，但在起钻、停泵等生产过程中，由于激动压力等因素的影响，漏层处形成一定的负压，在地层压力作用下堵漏材料发生“返吐”，漏失通道重新打开，堵漏作业失败。如在某某地区，已钻的22 口井中有17 口井发生了不同程度的井漏，漏失次数多达62次，井漏发生后多采用桥接堵漏，其中多口井堵漏施工后频繁出现堵漏材料“返吐”，重复堵漏，反复漏失问题，严重滞约了生产进度，增加了钻井风险，需要解决堵漏材料的“返吐”难题。 桥接材料形成的封堵层抗返排能力差，一旦井底压力发生波动，桥接材料极易“返吐”，致使堵漏作业失败。
技术实现思路
为了克服桥接堵漏存在的“堵后返吐”性漏失的缺陷，提高封堵层的抗“返吐”能力，本专利技术申请人经过调研和室内大量实验，开发出一种新型的架桥颗粒材料，替代传统的架桥材料，与常规封堵、充填材料合理配伍出桥接防返吐堵漏剂，从根本上解决“井漏返吐”问题。本专利技术之一的防返吐堵漏剂是这样实现的:本专利技术的防返吐堵漏剂按重量份数比由以下组分组成:改性自乳化环氧树脂包裹砂20-30;超细碳酸钙10-20 ；纤维水镁石15-25 ；非渗透剂NPL-235-55。在具体实施中，所述改性自乳化环氧树脂包裹砂为改性自乳化环氧树脂包裹石英砂构成，其中改性自乳化环氧树脂和石英砂的重量比为:改性自乳化环氧树脂占2-50% ;石英砂占50-98%。所述改性自乳化环氧树脂由环氧树脂分子上引入强亲水基团制成。所述的环氧树脂分子为双酚A型环氧树脂；所述的强亲水基团选自下列物质之一:羧基、磺酸基、羟基、氨基、酰胺基、醚基或磺酰基，其中优选为羧基；所述的强亲水基团通过常规的自由基接枝改性法引入到环氧树脂分子链中。所述的超细碳酸钙颗粒过320目筛。所述的超细碳酸钙、纤维水镁石、非渗透剂NPL-2均为市售处理剂。本专利技术之二的防返吐堵漏剂的制备方法是这样实现的:所述的制备方法包括如下步骤:(I)先采用自由基接枝改性法对双酚A型环氧树脂进行水化改性，得到改性自乳化环氧树脂；(2)随后取10-30目石英砂，并将其加热至80_200°C ；(3)在机械搅拌中，向热的石英砂中加入改性自乳化环氧树脂，持续搅拌100-120分钟； (4)逐渐降低石英砂和改性自乳化环氧树脂混合物温度至40-120°C，降温过程中加入潜伏型固化剂(固化剂占改性自乳化环氧树脂质量的16-22% )、润滑剂(润滑剂占改性自乳化环氧树脂质量的3-7% )，并搅拌90-120分钟后，冷却上述混合物，粉碎后即为改性自乳化环氧树脂包裹砂；(5)然后将改性自乳化环氧树脂包裹砂与超细碳酸钙、纤维水镁石及非渗透剂NPL-2按比例通过机械搅拌混合均匀。在上述的第(I)步骤中，通过自由基接枝改性法向环氧树脂分子链中引入了羧酸、磺酸等功能性基团。自由基接枝改性法是利用双酚A型环氧树脂分子链中的亚甲基活性较大，在过氧化苯甲酰作用下形成自由基，与丙烯酸、马来酸酐等单体共聚，达到将强亲水基团羧基接枝到环氧树脂分子链中的目的，再将羧酸基团中和成羧酸盐后就可制得能自乳化的环氧树脂。改性自乳化环氧树脂具有弹塑性，可增大颗粒间的接触面，从而提高砂岩颗粒的承压能力；该树脂具有一定的水乳性，在水溶液中颗粒之间可以很好的粘结，粘结作用增强了由其形成的封堵层的防“返吐”能力。在上述的第(4)步骤中，所述的固化剂选自:多元胺，改性多元胺，酸酐，酚醛树月旨、聚酯树脂、氨基树脂、聚硫橡胶、聚酰胺、聚乙烯醇，叔胺，咪唑，BF3。其中，多元胺的分子式为CnHm(NH2) k，2 < η < 18，m+k = 2n+l，其中m、n、k均为自然数；改性多元胺的分子式为CnHm(NH2) kRr，2 < η < 18，其中m+k+r = 2n+l，m、n、k、r均为自然数，R为烷基基团；酸酐为乙酸酐；所述的润滑剂为硅烷偶联剂或者硬脂酸钙((C17H35COO) 2Ca)。其中，硅烷偶联剂可以选自 KH550、KH560、KH570、KH792、DL602 或 DL171，优先选用 KH550。本专利技术之三的防返吐堵漏剂的应用是这样实现的:本专利技术的防返吐堵漏剂可与任意钻井液体系配伍使用。具体实施中，可以在所述的钻井液基浆100重量份加入3 22份、优选3 12份的防返吐堵漏剂。本专利技术的防返吐堵漏剂可有效提高封堵层的防反排能力。在室内试验中，以基浆为100重量份，在基浆中加入3 22份的防返吐堵漏剂，其抗返排能力可提高2 3.5MPa。石油钻井行业中桥接堵漏适用的漏失，皆可使用该防返吐堵漏剂进行封堵；不宜采用传统桥接材料封堵的“堵后返吐”性漏失，采用该防返吐剂尤为有效。而且该剂可与任意钻井液体系配伍使用，使用环境宽松，经济成本适中。因此，本专利技术防返吐堵漏剂的具体作用效果可归纳为:I有效提高封堵层的防反排能力，对于“堵后返吐”性漏失具有良好的堵漏作用。2减少由于钻井施工中引起的激动压力等造成的桥接材料返排发生“复漏”的风险。3与各种钻井液体系有良好的配伍性。具体实施例方式实施例1在IL高温高压反应釜中加入IOOg双酚A型环氧树脂，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防返吐堵漏剂，其特征在于，所述的防返吐堵漏剂按重量份数比由以下组分组成：改性自乳化环氧树脂包裹砂??20?30；超细碳酸钙????????????????10?20；纤维水镁石????????????????15?25；非渗透剂NPL?2?????????????35?55。

【技术特征摘要】
1.一种防返吐堵漏剂，其特征在于，所述的防返吐堵漏剂按重量份数比由以下组分组成: 改性自乳化环氧树脂包裹砂20-30 ； 超细碳酸钙10-20 ； 纤维水镁石15-25 ； 非渗透剂NPL-235-55。2.根据权利要求1所述的防返吐堵漏剂，其特征在于: 所述改性自乳化环氧树脂包裹砂为改性自乳化环氧树脂包裹石英砂构成，其中改性自乳化环氧树脂和石英砂的重量比为:改性自乳化环氧树脂占2-50% ;石英砂占50-98%。3.根据权利要求2所述的防返吐堵漏剂，其特征在于: 所述改性自乳化环氧树脂由环氧树脂分子上引入强亲水基团制成。4.根据权利要求3所述的防返吐堵漏剂，其特征在于: 所述的环氧树脂分子为双酚A型环氧树脂； 所述的强亲水基团选自下列物质之一:羧基、磺酸基、羟基、氨基、酰胺基、醚基或磺酰基; 所述的强亲水基团通过自由基接枝改性法引入到环氧树脂分子链中。5.根据权利要求4所述的防返吐堵漏剂，其特征在于: 所述的强亲水基团为羧基； 所述的超细碳酸钙颗粒过320目筛。6.根据权利要求5所述的防返吐堵漏剂，其特征在于: 所述的防返吐堵漏剂是通过下述的方法制备的: (1)先采用自由基接枝改性法对双酚A型环氧树脂进行水化改性，得到改性自乳化环氧树脂； (2)随后取10-30目石英砂，并将其加热至80-200°C； (3)在机械搅拌中，向热的石英砂中加入改性自乳化环氧树脂，持续搅拌100-120分钟； (4)逐渐降低石英砂和改性自乳化环氧树脂混合物温度至40-120°C，降温过程中加入占改性自乳化环氧树脂质量的16-22%的潜伏型固化剂、占改性自乳化环氧树脂质量的3-7%的润滑剂，并搅拌90-120分钟后，冷却上述混合物，粉碎后即为改性自乳化环氧树脂包裹砂； (5)然后将改性自乳化环氧树脂包裹砂与超细碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：石秉忠，徐江，张国，梅春桂，刘金华，刘四海，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：