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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510835564.1 (22)申请日 2015.11.25 C09K 8/42(2006.01) C09K 8/44(2006.01) (71)申请人 中国石油大学 (华东) 地址 266580 山东省青岛市黄岛区长江西路 66 号 (72)发明人 孙明波 王雪媛 李建保 赵连波 (74)专利代理机构 北京国智京通知识产权代理 有限公司 11501 代理人 孙文彬 (54) 发明名称 一种油基凝胶封堵液及其制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种油基凝胶封堵液及其制备 方法。属于油田钻井技术领域, 本发明的油基凝 胶封堵液以苯乙。
2、烯和生物柴油构成基液, 其余添 加剂均是按照基液的质量百分比加入, 其中, 在基 液中, 苯乙烯的浓度为 50 90 ; 二乙烯苯的 加量为 0.5 5 ; 二甲基丙烯酸二乙二醇酯 的加量为 0.5 5 ; 偶氮二异丁腈的加量为 0.01 2。所述的油基凝胶封堵液中还含有 有机土、 油酸、 水、 油溶树脂、 超细重晶石。本发明 具有材料来源广、 油基凝胶强度高、 成胶时间可控 等优点。由于其能适用于各类大漏、 中漏地层, 用 量少, 且有较好的封堵效果, 因此具有很大的潜在 应用价值。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4。
3、页 CN 105441045 A 2016.03.30 CN 105441045 A 1.一种油基凝胶封堵液, 其特征在于: 所述的油基凝胶封堵液以苯乙烯和生物柴油构 成基液, 其余添加剂均是按照基液的质量百分比加入, 其中, 在基液中, 苯乙烯的浓度为 5090; 二乙烯苯的加量为0.55; 二甲基丙烯酸二乙二醇酯的加量为0.5 5; 偶氮二异丁腈的加量为0.012。 2.如权利要求1所述的油基凝胶封堵液, 其特征在于: 所述的油基凝胶封堵液是由以下 重量份的原料制成: 苯乙烯36份、 生物柴油4份、 二乙烯苯2.4份、 二甲基丙烯酸二乙二醇酯 0.4份、 偶氮二异丁腈0.08份。 3.如权。
4、利要求1所述的油基凝胶封堵液, 其特征在于: 所述的油基凝胶封堵液中还含有 有机土、 油酸、 水和油溶树脂; 以苯乙烯和生物柴油构成基液, 其按照基液的质量百分比加 入量如下: 有机土的加量为0.55; 油酸的加量为16; 水的加量为010; 油溶 树脂的加量为110。 4.如权利要求3所述的油基凝胶封堵液, 其特征在于: 所述的油基凝胶封堵液中苯乙烯 和生物柴油的重量份组成为: 苯乙烯36份、 生物柴油4份; 以苯乙烯和生物柴油构成基液, 其 他成分按照基液的质量百分比加入量如下: 二乙烯苯2、 二甲基丙烯酸二乙二醇酯1、 偶 氮二异丁腈0.2、 有机土2.5、 油酸4、 水2、 油溶树脂3。
5、。 5.如权利要求3所述的油基凝胶封堵液, 其特征在于: 所述的油基凝胶封堵液中还含有 超细重晶石, 超细重晶石与苯乙烯的重量比为: 20:36。 6.一种制备如权利要求1-5任一项所述的油基凝胶封堵液的方法, 其特征在于: 所述方 法的具体步骤如下: 将苯乙烯和生物柴油进行掺混, 轻搅均匀, 依次加入其它添加剂, 每种添加剂加入后均 需要搅拌均匀。 7.如权利要求1-5任一项所述的油基凝胶封堵液用于钻井堵漏的应用。 权利要求书 1/1 页 2 CN 105441045 A 2 一种油基凝胶封堵液及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及油田钻井技术领域, 尤其涉及一种油基凝胶封堵液及其制备。
6、方法。 背景技术 0002 油气田钻井过程中常会遇到胶结性差、 裂缝发育的地层, 钻遇这类地层时极易发 生井漏事故。 井漏是钻井过程中最难处理的问题之一, 会造成巨大的经济损失。 常规方法堵 漏主要有颗粒堵漏、 膨胀性材料堵漏、 水泥浆堵漏和水基凝胶堵漏等。 0003 实践表明, 在处理漏失严重的裂缝性和溶洞性地层时, 使用常规方法堵漏成功较 低。 针对这类严重漏失地层, 目前国内应用了水基聚合物凝胶堵漏技术, 并在堵漏和防漏方 面取得了不错的效果。 但水基聚合物凝胶封堵技术也存在不足之处, 主要表现在以下几个 方面: 凝胶吸水过快, 则导致钻井液的流变性差, 影响封堵效果; 水基凝胶的强度在。
7、地层扰 动状态下变差; 另外还有不抗温不抗盐、 与其它材料配伍性不好、 在水敏地层适应性差等问 题。 0004 在水敏性强的泥页岩地层钻井, 尤其是非常规页岩气水平井钻井过程中, 水基钻 井液无法解决井壁稳定问题, 因此大量使用油基钻井液。 常规堵漏材料在油基钻井液中分 散性、 膨胀性差, 使得油基钻井液堵漏难度更大, 为此开展了油基凝胶封堵技术的研究, 对 解决严重漏失问题具有重要意义。 0005 针对油基凝胶封堵技术, 目前国内外还没有做出相应的研究。 我们通过优选合适 的油溶性单体, 引发剂、 交联剂、 改善凝胶弹性的稀释剂、 增强剂等材料及其加量, 最后研究 开发出一种凝胶强度高、 成。
8、胶时间可控的油基凝胶封堵液, 对于处在高温、 易水化、 裂缝性 地层的堵漏具有重要的现实意义。 发明内容 0006 本发明针对现有的封堵材料和封堵技术存在的上述问题, 提供了一种油基凝胶封 堵液及其制备方法和应用, 一种潜在的地层堵漏技术。 0007 为了达到上述要求, 本发明提供的技术方案是: 0008 本发明的油基凝胶封堵液以苯乙烯和生物柴油构成基液, 其余添加剂均是按照基 液的质量百分比加入, 其中, 在基液中, 苯乙烯的浓度为5090; 二乙烯苯的加量为 0.55; 二甲基丙烯酸二乙二醇酯的加量为0.55; 偶氮二异丁腈的加量为 0.012。 0009 优选: 所述的油基凝胶封堵液是由。
9、以下重量份的原料制成: 苯乙烯36份、 生物柴油 4份、 二乙烯苯2.4份、 二甲基丙烯酸二乙二醇酯0.4份、 偶氮二异丁腈0.08份。 0010 所述的油基凝胶封堵液中还含有有机土、 油酸、 水和油溶树脂; 以苯乙烯和生物柴 油构成基液, 其按照基液的质量百分比加入量如下: 有机土的加量为0.55; 油酸的加 量为16; 水的加量为010; 油溶树脂的加量为110。 0011 优选: 所述的油基凝胶封堵液中苯乙烯和生物柴油的重量份组成为: 苯乙烯36份、 说明书 1/4 页 3 CN 105441045 A 3 生物柴油4份; 以苯乙烯和生物柴油构成基液, 其他成分按照基液的质量百分比加入量。
10、如 下: 二乙烯苯2、 二甲基丙烯酸二乙二醇酯1、 偶氮二异丁腈0.2、 有机土2.5、 油酸 4、 水2、 油溶树脂3。 0012 所述的油基凝胶封堵液中还含有超细重晶石, 超细重晶石与苯乙烯的重量比为: 20:36。 0013 本发明的油基凝胶封堵液的方法的具体步骤如下: 0014 取适量的苯乙烯和生物柴油进行掺混, 轻搅均匀, 依次加入适量的二乙烯苯、 二甲 基丙烯酸二乙二醇酯、 有机土、 油酸、 水、 油溶树脂、 偶氮二异丁腈和加重剂, 每种添加剂加 入后均需要搅拌均匀。 其中加入有机土后, 需要放置于一定温度的环境下一段时间, 加速其 分散, 增强体系的增粘效果。 0015 本发明的。
11、油基凝胶封堵液可以用于钻井堵漏。 0016 本发明的积极效果如下: 0017 本发明具有材料来源广、 油基凝胶强度高、 成胶时间可控等优点。 由于其能适用于 各类大漏、 中漏地层, 用量少, 且有较好的封堵效果, 因此具有很大的潜在应用价值。 具体实施方式 0018 下面结合实施例对本发明做进一步说明。 各实施例中试剂材料的加量百分比如无 特别指出, 均为重量百分比。 0019 1.苯乙烯, 上海国药试剂; 0020 2.生物柴油, 胜利油田; 0021 3.二乙烯苯, 阿拉丁试剂; 0022 4.二甲基丙烯酸二乙二醇酯, 阿拉丁试剂; 0023 5.偶氮二异丁腈, 上海国药试剂; 0024 。
12、6.有机土, 胜利油田; 0025 7.油酸, 上海国药试剂; 0026 8.油溶树脂, 胜利油田; 0027 9.超细重晶石, 贵州麻江。 0028 实施例1: 0029 油基凝胶的合成, 具体过程如下: 0030 取36g苯乙烯和4g生物柴油加入到100ml的烧杯中, 搅拌均匀, 组成基液; 再向烧杯 中加入2.4g二乙烯基苯(浓度为55), 轻搅均匀; 然后向烧杯中加入0.4g二甲基丙烯酸二 乙二醇酯(浓度为96), 轻搅均匀; 再将烧杯置于40的水浴锅中, 升温35分钟, 再向烧 杯中加入0.08gAIBN, 使用高搅机在1000r/min下搅拌2min。 最后, 将烧杯置于水浴锅中,。
13、 水 从室温逐渐升温至80。 测得的初始成胶时间40min, 完全反应则需2.5h左右, 使用电子称 测得油基凝胶的强度为4MPa。 0031 这说明合成的油基凝胶具有很好的强度。 0032 实施例2: 0033 (1)单独改变实施例1中苯乙烯和生物柴油的加量, 其余药品加量不变, 苯乙烯和 生物柴油的加量比分别为36g:4g、 32g:8g、 28g:12g, 最后测得油基凝胶的强度分别为 说明书 2/4 页 4 CN 105441045 A 4 3.78MPa、 2.05MPa、 1.26MPa, 成胶时间分别为40min、 48min、 60min。 0034 (2)单独改变实施例1中交。
14、联剂二乙烯基苯和二甲基丙烯酸二乙二醇酯加量, 按基 液的质量百分比加入, 分别为3:1、 2:1、 2:2、 1:2、 1:3。 测得凝胶强度 依次为4.04MPa、 3.84MPa、 3.96MPa、 2.61MPa、 2.93MPa; 成胶时间分别为40min、 55min、 42min、 60min、 45min。 0035 (3)单独改变实施例1中反应温度, 分别为70、 80、 90、 99, 得到的凝胶强度 分别为3.07MPa、 3.82MPa、 4.04MPa、 3.76MPa; 成胶时间依次为70min、 55min、 42min、 35min。 0036 (4)单独改变实施。
15、例1中引发剂AIBN的加量, 按基液的质量百分比加入, 分别为0、 0.1、 0.2、 0.4。 测得的凝胶强度分别为粘稠状、 2.76MPa、 3.95MPa、 4.08MPa, 成胶时间 依次为: 没成固态凝胶、 64min、 52min、 35min。 0037 本例说明可以通过改变药品的加量对成胶时间加以控制, 药品加量不同, 凝胶的 强度也有所变化。 0038 实施例3: 0039 按照实施例1的步骤进行操作, 取36g苯乙烯和4g生物柴油, 加入2二乙烯基苯, 加入1二甲基丙烯酸二乙二醇酯; 然后向烧杯中加入2.5的东营有机土, 将烧杯置于40 水浴锅中10分钟, 加速有机土的分散。
16、, 然后使用高搅机以1500r/min搅拌5min, 最后加入 0.2AIBN。 置于水浴锅中开始反应, 温度从室温逐渐升温至80。 0040 有机土充分分散后, 烧杯中凝胶液的粘度有所增加。 加入引发剂后, 在80的水浴 锅中进行反应, 得到的凝胶强度为3.27MPa。 0041 实施例4: 0042 按照实施例1的步骤进行操作, 取36g苯乙烯和4g生物柴油, 加入2二乙烯基苯, 加入1二甲基丙烯酸二乙二醇酯, 加入2.5的东营有机土, 将烧杯置于40水浴锅中10 分钟, 然后使用高搅机以1500r/min搅拌5min; 然后加入4的油酸和2的水, 用高搅机以 1500r/min搅拌10m。
17、in; 最后加入0.2AIBN, 搅拌均匀。 置于水浴锅中开始反应, 温度从室温 逐渐升温至80。 0043 油酸和少量水的加入增大了凝胶封堵液的切力, 封堵液的初切力从0.5Pa逐渐增 加到了1.5Pa。 在80的水浴锅中反应完全, 测得凝胶强度为3.32MPa。 0044 实施例5: 0045 按照实施例1的步骤进行操作, 取36g苯乙烯和4g生物柴油, 加入2二乙烯基苯, 加入1二甲基丙烯酸二乙二醇酯, 加入2.5的东营有机土, 将烧杯置于40水浴锅中10 分钟, 然后使用高搅机以1500r/min搅拌5min; 然后加入4的油酸和2的水, 用高搅机以 1500r/min搅拌10min;。
18、 再加入0.2AIBN, 最后加入20g超细重晶石, 用高搅机以2000r/min 搅拌15分钟; 置于水浴锅中开始反应, 温度从室温逐渐升温至80。 0046 重晶石的加入提高了封堵液的密度, 密度 从0.85g/cm3增加至1.80g/cm3, 有助于 平衡地层压力, 实现安全封堵; 但凝胶的强度也在下降, 从最初的4MPa下降到了2.35MPa。 0047 实施例6: 0048 按照实施例1的步骤进行操作, 取36g苯乙烯和4g生物柴油, 加入2二乙烯基苯, 加入1二甲基丙烯酸二乙二醇酯, 加入2.5的东营有机土, 将烧杯置于40水浴锅中10 分钟, 然后使用高搅机以1500r/min搅。
19、拌5min; 然后加入4的油酸和2的水, 用高搅机以 说明书 3/4 页 5 CN 105441045 A 5 1500r/min搅拌10min; 再加入3的油溶树脂; 再加入0.2AIBN, 最后加入20g超细重晶石, 用高搅机以2000r/min搅拌15分钟; 置于水浴锅中开始反应, 温度从室温逐渐升温至80。 0049 加入油溶树脂后, 凝胶的强度增加, 从2.35MPa增加到5MPa。 0050 实施例7: 0051 按照实施例6操作, 配制三组凝胶封堵液, 每组均为60ml, 将凝胶液和6目16目的 砂粒一起加入到高温高压罐中, 直到封堵液刚好没过砂粒; 三组实验分别在100、 15。
20、0、 180下反应, 待反应完全, 将高压罐冷却, 在分别加入80ml的油基钻井液, 测其高温高压滤 失量, 高压为3.5MPa, 温度为相应的反应温度。 0052 三组实验测得的滤失量分别为8ml、 9ml和12ml, 这说明油基凝胶具有很好的抗温 能力。 0053 实施例8: 0054 按照实施例6操作, 配制三组凝胶封堵液; 第一组配制30ml, 第二组配制60ml, 第三 组配制90ml; 三组凝胶封堵液分别加入到高温高压罐中, 向高压罐中加入6目16目的砂 粒, 直到砂粒刚被没过; 再将高温高压罐置于150进行聚合交联反应; 反应结束后向高压 罐中分别加入60ml的油基钻井液, 测其。
21、高温高压滤失量, 高温为150, 高压为3.5MPa。 0055 第一组实验形成的砂柱高度为5cm左右, 测得的高温高压滤失量为32ml。 第二组实 验形成的砂柱高度为10cm左右, 测得的高温高压滤失量为9ml。 第三组实验形成的砂柱高度 为15cm左右, 测得的高温高压滤失量为0ml。 0056 本例说明研制的油基凝胶封堵液具有很好的封堵能力, 当胶结是砂层厚度大于 15cm时可实现完全封堵。 0057 显然, 上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例, 而并非对实施方式的限定。 对 于所属领域的普通技术人员来说, 在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。 这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 说明书 4/4 页 6 CN 105441045 A 6 。