控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝的製作方法
2023-05-29 12:02:41
專利名稱：控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝。
背景技術：
井漏是在石油、天然氣勘探開發的鑽井、固井、測試或修井等各種井下作業過程中，工作的流體(包括鑽井液、水泥漿、完井液及其它工作液)在壓差的作用下，漏失到地層中的一種井下複雜情況，是鑽井工程中最普遍、最常見的技術難題之一。之所以稱它為一種井下複雜情況，是因為它的發生多數不是人為造成的，不以人的意志為轉移，當然，這種說法不夠準確。假如遇到能夠產生井漏的漏失通道，但採取了相應的有效措施，那麼就有可能不會產生井漏，至少可以大大地降低漏失程度。其次，即使地層所存在的細微孔隙不致於產生井漏，但當其所採取的一些措施不適應於實際條件時，例如施工壓力超過地層的破裂壓力，也會造成嚴重井漏，其直觀表現在地面泥漿罐液面下降，或井口鑽井液返出量小於泵正常排量，或井口無鑽井液返出。
井漏是鑽井過程中常見的井下複雜情況之一，它不僅會耗費鑽井時間，損失泥漿， 而且有可能引起卡鑽、井噴、井塌等一系列複雜情況，甚至導致井眼報廢，造成重大經濟損失。
國外早在40年代即已重視井漏防治技術的研究；到50年代，有關井漏機理和防漏堵漏機理的研究、漏層測試方法及堵漏工藝技術均有較大的發展；60 70年代開展了堵漏模擬試驗裝置和漏失機理的研究，逐步掌握了各種漏失地區的漏層特點和漏失規律，各種堵漏方法和堵漏工藝日趨成熟，堵漏成功率明顯提高；80 90年代開發出了一系列具有儲層保護作用的複合堵漏劑，堵漏成功率再一次提高；注重了對井漏的理論研究，對堵漏試驗設備、堵漏工具的研究發展到很高水平。
為提高鑽井工作效率，減少作業時間和泥漿等工作液的損失，減少對儲層的傷害等以獲取最大的經濟效益，隨鑽堵漏工藝的出現為解決這一問題提供了方法，它是在鑽井工程中隨鑽隨堵的一種堵漏技術。
隨鑽堵漏劑是國內外近年研製的、使用效果很好的一類新型堵漏劑。目前已有隨鑽801堵漏劑，它是以刨花楠粉(一種含植物膠的木材經粉碎而成，它含有纖維素、木質素、 聚戊糖等)、腐植酸鹽、羧甲基纖維素等多種高分子化合物經科學方法復配處理而成的粉狀產品。NFU堵漏劑，它是以楠木根粉(一種含植物膠的竹葉蘭灌木叢樹根，經粉碎而成)、腐植酸高價金屬鹽、澱粉羧甲基鈉、聚丙烯醯胺等多種高分子化合物經科學方法復配並配以不同品種、不同粒度、不同加量的惰性材料而成的粉狀或粒狀產品。NFDF8012堵漏劑，它是以楠木根粉、腐植酸高價金屬鹽或其衍生物、銨甲基纖維素、聚丙烯醯胺、皮革粉等多種高分子化合物經科學配方、科學方法復配而成並配加不同量、不同粒度、不同品種的惰性材料而成的粉狀或粒狀產品。這些隨鑽堵漏劑已在全國23個省、區的地質煤田、冶金、有色、核工業、石油、化工、建材等行業的300多個單位應用。
近年來，國內外在防漏堵漏技術的研究與應用方面發展較快，研製出了多種堵漏材料，開發了多種防漏堵漏的鑽井液體系，其中橋堵和凝膠封堵技術得到了較廣泛的應用。 但這些方法還沒有解決井漏的根本問題，主要是承壓能力差。原因是常規堵漏劑的粒度級配不合理，顆粒形狀與所堵的裂縫、孔道的形狀匹配不好，缺少伸入井壁的作用力，大大降低了封堵效率。而水膨體堵漏劑能夠達到這種作用力，提高井壁的承壓能力。
現有的堵漏方法各有其優缺點，但總的來說他們都或多或少的耽誤了鑽井時間， 降低了鑽井效率，如靜止堵漏法需要停鑽，上述其他各方法因加入堵漏材料改變了鑽井液的性能，需重新調整鑽井液的配方等工作，都將耗費大量的時間，給鑽井帶來很大不便，導致較大的經濟損失。在這種情況下，隨鑽堵漏的研究及應用應運而生，它是伴隨著鑽井工作的進行而進行堵漏，不需停鑽，不需調整工作液而浪費時間，真正做到隨鑽隨堵隨堵隨鑽。 適用於漏失情況不是特別嚴重的各種漏失，如果是大溶洞、大裂縫、淺部地層的長段天然水平裂縫及溶洞的漏失情況，則需要其他的堵漏措施或是和其他堵漏方法複合使用才能解決好堵漏問題。隨鑽堵漏能很好的預防漏失，大大減少地層產生誘導裂縫漏失的可能性。
隨鑽防漏堵漏劑在防止滲透性和裂縫性漏失方面具有獨特的優點。它的投入少， 方法簡單，不需要停鑽處理，大幅度降低了油氣井漏的處理時間和費用，為提高漏失地層的鑽井速度和降低鑽井成本具有重大意義。
在製備隨鑽防漏堵漏劑的工藝過程中， 交聯劑加量對製備出來的隨鑽防漏堵漏劑質量存在很大的影響，如何確定一個適合的交聯劑加量，對製備隨鑽防漏堵漏劑顯得尤為重要。發明內容
本發明的目的為了克服現有技術的不足與缺陷，提供一種控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝，該製備工藝通過控制反應過程中的交聯劑加量，從而能成功製備出隨鑽防漏堵漏劑，且生產效率高，生產工藝簡單，操作簡單，大大降低了生產成本，且生產出的隨鑽防漏堵漏劑各項性能均大大優於現在產品，利於現場井漏的處理。
本發明的目的通過下述技術方案實現控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝，包括以下步驟
綜上所述，本發明的有益效果是本工藝通過控制反應過程中的交聯劑加量，從而能成功製備出隨鑽防漏堵漏劑，且生產效率高，生產工藝簡單，操作簡單，大大降低了生產成本，且生產出的隨鑽防漏堵漏劑各項性能均大大優於現在產品，利於現場井漏的處理。
圖1是交聯劑加量對隨鑽防漏堵漏劑性能的影響示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例，對本發明作進一步地的詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。
實施例
本發明涉及控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝，包括以下步驟
(a)將AM和AMPS進行提純備用；
(b)稱取一定量的AA並將其水解，移入置於超級恆溫水浴中的反應容器內；
(c)加入一定量的交聯劑，且交聯劑加量為O. 28% O. 32% ;
(d)加入一定量的AM和AMPS，用10%的氫氧化鈉溶液將反應體系pH值調至7 ；
(e)通惰性氣體排氧並攪拌約一段時間後，加入引發劑；
(f)將溫度調至反應溫度，聚合反應一定時間，即得到目標產物。
所述步驟(a)中，AM和AMPS通過乙醇進行提純。
所述步驟(b)中，反應容器為三頸瓶。
所述步驟(C)中，交聯劑為NMBA。
所述步驟(e)中，惰性氣體為氮氣。
所述步驟(e)中，引發劑為過硫酸銨。
為了得到最佳的交聯劑加量，本發明做了實驗，實驗條件單體配比 m(AMPS) m(AA) m(AM)為1: 2 7，引發劑為1. 5%，單體濃度為 16. 7%，pH 為 11，在 50°C條件下，考察交聯劑為對水膨體性能的影響，結果如圖1所示，由圖1可知，隨著交聯劑加量的增大，水膨體的膨脹率不斷增大，當交聯劑到達到O. 3%時，膨脹率達到最大，此後膨脹率減小；水膨體的彈性隨著交聯劑加量的增大而逐漸變差，變脆。這是因為反應中當交聯劑加量較少時，產物交聯密度低，強度小，可溶部分多，吸液倍率低；而當交聯劑加量過高時，產物交聯密度高，生成緻密的網絡結構，被吸液體難以進入水膨體內部，也會降低吸液倍率。因此,本實驗的較好交聯劑加量為O. 3%。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝，其特徵在於，包括以下步驟(a)將AM和AMPS進行提純備用；(b)稱取一定量的AA並將其水解，移入置於超級恆溫水浴中的反應容器內；(c)加入一定量的交聯劑，且交聯劑加量為O.28% O. 32% ;(d)加入一定量的AM和AMPS，用10%的氫氧化鈉溶液將反應體系pH值調至7；(e)通惰性氣體排氧並攪拌約一段時間後，加入引發劑；(f)將溫度調至反應溫度，聚合反應一定時間，即得到目標產物。
2.根據權利要求1所述的控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝，其特徵在於， 所述步驟(a)中，AM和AMPS通過乙醇進行提純。
3.根據權利要求1所述的控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝，其特徵在於， 所述步驟(b)中，反應容器為三頸瓶。
4.根據權利要求1所述的控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝，其特徵在於， 所述步驟(c)中，交聯劑為NMBA。
5.根據權利要求1所述的控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝，其特徵在於， 所述步驟(e)中，惰性氣體為氮氣。
6.根據權利要求1所述的控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝，其特徵在於， 所述步驟(e)中，引發劑為過硫酸銨。
7.根據權利要求1 6中任一項所述的控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝， 其特徵在於，所述步驟(c)中，交聯劑加量為0.30%。
全文摘要
本發明公開了控制交聯劑加量的隨鑽防漏堵漏劑製備工藝，包括步驟(a)將AM和AMPS進行提純備用；(b)稱取AA並將其水解，移入置於超級恆溫水浴中的反應容器內；(c)加入一定量的交聯劑，且交聯劑加量為0.28％～0.32％；(d)加入AM和AMPS溶液，將反應體系pH值調至7；(e)通惰性氣體排氧並攪拌，加入引發劑；(f)將溫度調至反應溫度，聚合反應一定時間，即得到目標產物。本發明通過控制反應過程中的交聯劑加量，從而能成功製備出隨鑽防漏堵漏劑，且生產效率高，生產工藝簡單，操作簡單，大大降低了生產成本，且生產出的隨鑽防漏堵漏劑各項性能均大大優於現在產品，利於現場井漏的處理。
文檔編號C08F220/06GK102993371SQ20111029040
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者彭仕明 申請人:彭仕明