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一种油基凝胶封堵液及其制备方法.pdf

  • 上传人:xia****o6
  • 文档编号:8578006
  • 上传时间:2020-09-04
  • 格式:PDF
  • 页数:6
  • 大小:411.10KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201510835564.1

    申请日:

    20151125

    公开号:

    CN105441045A

    公开日:

    20160330

    当前法律状态:

    有效性:

    有效

    法律详情:

    IPC分类号:

    C09K8/42,C09K8/44

    主分类号:

    C09K8/42,C09K8/44

    申请人:

    中国石油大学(华东)

    发明人:

    孙明波,王雪媛,李建保,赵连波

    地址:

    266580 山东省青岛市黄岛区长江西路66号

    优先权:

    CN201510835564A

    专利代理机构:

    北京国智京通知识产权代理有限公司

    代理人:

    孙文彬

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    内容摘要

    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。

    权利要求书

    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%。 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0.5%~5%;油酸的加量为1%~6%;水的加量为0~10%;油溶树脂的加量为1%~10%。 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.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。

    说明书

    技术领域

    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 其制备方法。

    背景技术

    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。

    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。

    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。

    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 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

    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。

    为了达到上述要求,本发明提供的技术方案是:

    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%。

    优选: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。

    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0.5%~5%;油酸的加量为1%~6%;水的加量为 0~10%;油溶树脂的加量为1%~10%。

    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、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%。

    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。

    本发明的油基凝胶封堵液的方法的具体步骤如下:

    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。

    本发明的油基凝胶封堵液可以用于钻井堵漏。

    本发明的积极效果如下:

    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

    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。

    1.苯乙烯,上海国药试剂;

    2.生物柴油,胜利油田;

    3.二乙烯苯,阿拉丁试剂;

    4.二甲基丙烯酸二乙二醇酯,阿拉丁试剂;

    5.偶氮二异丁腈,上海国药试剂;

    6.有机土,胜利油田;

    7.油酸,上海国药试剂;

    8.油溶树脂,胜利油田;

    9.超细重晶石,贵州麻江。

    实施例1:

    油基凝胶的合成,具体过程如下:

    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3~5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,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。

    这说明合成的油基凝胶具有很好的强度。

    实施例2:

    (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3.78MPa、2.05MPa、1.26 MPa,成胶时间分别为40min、48min、60min。

    (2)单独改变实施例1中交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。

    (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、3.76 MPa;成胶时间依次为70min、55min、42min、35min。

    (4)单独改变实施例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。

    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。

    实施例3:

    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,然后使用高搅机以1500r/min搅拌5min,最后加入 0.2%AIBN。置于水浴锅中开始反应,温度从室温逐渐升温至80℃。

    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。

    实施例4:

    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;最后加入0.2%AIBN,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℃。

    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。

    实施例5:

    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;再加入0.2%AIBN,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℃。

    重晶石的加入提高了封堵液的密度,密度ρ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。

    实施例6:

    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;再加入3%的油溶树脂;再加入0.2%AIBN, 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℃。

    加入油溶树脂后,凝胶的强度增加,从2.35MPa增加到5MPa。

    实施例7:

    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℃、150℃、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。

    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。

    实施例8:

    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,测其高温高压滤失量,高温为150℃, 高压为3.5MPa。

    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。

    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。

    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。

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    一种 凝胶 封堵 及其 制备 方法
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