一種鉆井用有機合成柔性碎片堵漏劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鉆井技術(shù)領(lǐng)域的有機合成柔性碎片堵漏劑領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在石油工業(yè)鉆井過程中，會經(jīng)常遭遇井漏，井漏不僅會延長鉆井周期，損失大量人 力物力，造成儲層損害，而且井漏一旦控制不力，還可能誘發(fā)井塌、井噴等重大事故，所以堵 漏材料是鉆井防漏堵漏過程中必不可少的材料。
[0003] 隨著油氣資源勘探、開發(fā)的深入，常規(guī)油氣資源越來越少，鉆井工程已逐步走向深 層、超深層和深水、壓力衰竭地層及復(fù)雜地層，井漏問題更加突出，制約了安全、快速、高效 鉆井。這就更需要研制普適性強、性能優(yōu)異、一次性堵漏成功率高的堵漏材料。
[0004] 依據(jù)作用機理可將常用的堵漏材料分為六類，即橋接堵漏材料、高失水堵漏材料、 暫堵材料、化學(xué)堵漏材料、無機膠凝堵漏材料和軟（硬）塞類堵漏材料，而橋接堵漏材料和 堵漏工藝是目前在實際中使用最多的。
[0005] 橋接堵漏材料按其形狀可分三大類：顆粒狀材料、纖維狀材料和片狀材料。其中片 狀材料有云母片、貝殼、稻殼、魚鱗、碎塑料片等。它們在堵漏過程中主要起填塞作用，因此 又稱為"填塞劑"。
[0006] 橋接堵漏材料中的顆粒材料在堵漏過程中卡于漏失通道的"喉道"起"架橋"作用； 而片狀材料主要起填塞作用，在壓差作用下對"架橋"中的微小孔道和地層中的原有小裂縫 進行嵌入和堵塞，進一步消除井漏；纖維在堵塞中縱橫交錯、相互拉扯。三種材料協(xié)同作用， 最終達到堵漏的目的。
[0007] 目前國內(nèi)外在石油工業(yè)鉆井工程中所采用的片狀材料堵漏劑存在各種缺陷，且絕 大多數(shù)為天然材料。
[0008] 現(xiàn)有片狀材料堵漏劑的缺陷：
[0009] 1.密度不適宜：不能均勻的分散在各種密度的堵漏漿中。
[0010] 2.難以在壓差作用下，發(fā)生所需適宜程度的變形，形成有效封堵：不易進入漏層， 更易以面對孔隙裂縫進行封堵，造成"封門"堵漏成功的假象；即使嵌入裂縫，因地層裂縫是 不規(guī)則的，如果堵漏材料是硬脆性的，則其只能淺層封堵，在后期鉆井作業(yè)中封堵層易被破 壞，造成原漏點復(fù)漏。
[0011] 3.無法適應(yīng)井下的復(fù)雜嚴苛環(huán)境：比如易吸水（油），在高溫高壓條件下易溶脹降 解，形成的封堵層在井底溫度、壓力下經(jīng)過一段時間后，強度會慢慢減弱，承壓能力降低，最 終導(dǎo)致封堵層失效，造成原漏點復(fù)漏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于：提出一種鉆井用有機合成柔性碎片堵漏劑及其制備方法和應(yīng) 用，能夠均勻的分散于現(xiàn)場運用的各種密度的堵漏漿中，適應(yīng)井下復(fù)雜嚴苛的環(huán)境，深入漏 層有效地形成橋接堵漏。
[0013] 本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0014] 一種石油鉆井堵漏領(lǐng)域的有機合成柔性碎片堵漏劑，由氣相SiO2和納米a -Al 203 中的一種或多種為改性填料，甲苯-2, 4-二異氰酸酯與PEG400的共聚物接枝改性雙酚A型 環(huán)氧樹脂而成，該柔性碎片大小范圍為〇. 3?13mm，密度1. 2?2. Og/cm3,耐溫彡120°C，耐 堿pH彡12. 5,堵塞能力彡16. 5MPa，濾失量彡500ml。
[0015] 前述鉆井用有機合成柔性碎片堵漏劑的制備方法，將甲苯-2, 4-二異氰酸酯 (TDI)放于反應(yīng)釜中，在干燥氮氣保護和快速攪拌下，從加液管中勻速滴加 PEG400 (聚乙二 醇400)于反應(yīng)釜中，45 ± 5min滴完，控制反應(yīng)溫度在80 ± 3°C反應(yīng)4h (TDI與PEG400的質(zhì)量 比為4 :5)，然后加入雙酚A型環(huán)氧樹脂（EP) (TDI與PEG400的總質(zhì)量占 EP質(zhì)量的15 % )， 反應(yīng)溫度控制在80±3°C，以二月桂酸二丁基錫（DBT-DL)作催化劑，攪拌反應(yīng)2h，接著加入 氣相SiO 2和納米a -Al 203中的一種或多種（含量占混合物總質(zhì)量的2%?10% )，先用高 速分散20min，再用超聲波振蕩分散15min，使氣相SiOJg粒充分、均勻地分散，最后加入甲 基四氫鄰苯二甲酸酐（MeTHPA)為固化劑，2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP - 30)做 促進劑，快速攪拌均勻，真空脫泡后倒入預(yù)熱的模具中，在120±3°C下固化24h，最后脫模， 粉碎即可。
[0016] 前述鉆井用有機合成柔性碎片堵漏劑的應(yīng)用，作為堵漏柔性碎片，配合堵漏顆粒 和堵漏纖維應(yīng)用于橋接堵漏。
[0017] 本發(fā)明通過引入柔性側(cè)鏈和氣相SiO2、納米a -Al2O3對環(huán)氧樹脂進行改性，使其 能適應(yīng)井下堵漏的需要。
[0018] 主產(chǎn)物：
【主權(quán)項】
1. 一種鉆井用有機合成柔性碎片堵漏劑，其特征在于：由氣相SiO 2和納米a -Al 203中 的一種或多種為改性填料，甲苯-2, 4-二異氰酸酯與PEG400的共聚物接枝改性雙酚A型環(huán) 氧樹脂而成，該柔性碎片大小范圍為〇. 3?13mm，密度1. 2?2. Og/cm3,耐溫彡120°C，耐堿 pH彡12. 5,堵塞能力彡16. 5MPa，濾失量彡500ml。
2. 如權(quán)利要求1所述的鉆井用有機合成柔性碎片堵漏劑的制備方法，其特征在于：將 甲苯-2, 4-二異氰酸酯放于反應(yīng)釜中，在干燥氮氣保護和快速攪拌下，從加液管中勻速滴 加 PEG400 于反應(yīng)釜中，甲苯-2,4-二異氰酸酯與PEG400 的質(zhì)量比為4:5,45±5min滴完， 控制反應(yīng)溫度在80±3°C反應(yīng)4h;然后加入雙酚A型環(huán)氧樹脂，且甲苯-2, 4-二異氰酸酯與 PEG400的總質(zhì)量占雙酚A型環(huán)氧樹脂質(zhì)量的15 %，反應(yīng)溫度控制在80±3°C，以二月桂酸 二丁基錫作催化劑，攪拌反應(yīng)2h，接著加入氣相SiO2和納米a -Al 203中的一種或多種，其含 量占混合物總質(zhì)量的2 %?10 %，先用高速分散20min，再用超聲波振蕩分散15min，使氣相 SiOJS粒充分、均勻地分散，最后加入甲基四氫鄰苯二甲酸酐為固化劑，2,4,6-三（二甲胺 基甲基）苯酚做促進劑，快速攪拌均勻，真空脫泡后倒入預(yù)熱的模具中，在120±3°C下固化 24h，最后脫模，粉碎即可。
3. 如權(quán)利要求1所述的鉆井用有機合成柔性碎片堵漏劑的應(yīng)用，其特征在于：作為堵 漏柔性碎片，配合堵漏顆粒和堵漏纖維應(yīng)用于橋接堵漏。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆井用有機合成柔性碎片堵漏劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于鉆井技術(shù)領(lǐng)域的有機合成柔性碎片堵漏劑領(lǐng)域，堵漏劑由氣相SiO2和納米α-Al2O3中的一種或多種為改性填料，甲苯-2,4-二異氰酸酯與PEG400的共聚物接枝改性雙酚A型環(huán)氧樹脂而成，該柔性碎片大小范圍為0.3～13mm，密度1.2～2.0g/cm3，耐溫≥120℃，耐堿pH≥12.5，堵塞能力≥16.5MPa，濾失量≤500ml。本發(fā)明能夠均勻的分散于現(xiàn)場運用的各種密度的堵漏漿中，適應(yīng)井下復(fù)雜嚴苛的環(huán)境，作為堵漏柔性碎片，配合堵漏顆粒和堵漏纖維深入漏層有效地形成橋接堵漏。
【IPC分類】C09K8-42, C08G18-48, C08G18-76, C08G18-58
【公開號】CN104559974
【申請?zhí)枴緾N201410808720
【發(fā)明人】操盛章, 程鵬至, 吳嬌, 梅林德, 周翰
【申請人】成都得道實業(yè)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月23日