一种纳微米封堵剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳微米封堵剂，属于石油天然气钻井技术领域，其特征在于，包括以下重量份数的组分：2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸40～50份、液体石蜡10～20份、过氧化二叔丁基20～30份、司盘80为10～20份和吐温80为5～10份。本发明专利技术具有明显的弱凝胶特征，在保证一定的悬浮能力同时，又满足较小的开泵压力，高温高压滤失量低，具有优异的封堵性能，适宜用作页岩油气水平井的钻井液，能够保障钻井液性能的稳定和井壁的稳定。

A nano micron plugging agent and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种纳微米封堵剂及其制备方法
本专利技术涉及到石油天然气钻井
，尤其涉及一种纳微米封堵剂及其制备方法。
技术介绍
随着我国石油天然气勘探开发力度向非常规能源井加大，页岩气井的勘探开发数量与日俱增。用于商业开发的页岩油气水平井水平段一般较长，页岩微裂缝和层理发育，施工过程中对钻井液的井壁稳定性、润滑性和井眼清洁能力要求极高。因此，国内外在页岩气水平井钻井过程中大多数首选油基钻井液，以应对长井段水平井存在的井壁失稳和高摩阻问题。油基钻井液在抑制、封堵、润滑等方面具有天然优势，但油基钻井液由于配制成本高、废弃钻井液及岩屑处置困难，成为制约页岩气油基钻井液应用的难题。与油基钻井液相比，水基钻井液及其岩屑环境危害性低，便于后期处理，可以最大限度降低安全环保风险。但是，目前常用的水基钻井液的抑制性、封堵性和润滑性通常不足以满足页岩气水平井的钻井需要。水基钻井液中常会用到封堵剂，市面上现有的封堵剂，不能有效封堵页岩中的纳米孔隙和微裂缝，封堵性能较差。公开号为CN109868121A，公开日为2019年06月11日的中国专利文献公开了一种钻井液用基于纳-微米纤维的裂缝封堵剂及制备方法，包括如下质量份的成分：纳米纤维32～37、分散剂6～7、微米纤维57～61。制备方法主要包括：甘蔗渣的预处理、微米纤维的制备、纳米纤维的制备和基于纳-微米纤维的裂缝封堵剂的制备。该专利文献公开的钻井液用基于纳-微米纤维的裂缝封堵剂及制备方法，通过采用甘蔗残渣的烘干、粉碎、提纯、强酸化、透析，在此基础上与微米纤维相结合，形成复合纤维封堵类型，虽然具有一定的封堵能力，但是，用于水基钻井液时，具有明显的强凝胶特征，在保证一定悬浮能力的同时，开泵压力也较大，高温高压滤失量高，不适宜用作页岩油气水平井的钻井液。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种纳微米封堵剂及其制备方法，本专利技术具有明显的弱凝胶特征，在保证一定的悬浮能力同时，又满足较小的开泵压力，高温高压滤失量低，具有优异的封堵性能，适宜用作页岩油气水平井的钻井液，能够保障钻井液性能的稳定和井壁的稳定。本专利技术通过下述技术方案实现：一种纳微米封堵剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：采用该特定范围组分的纳微米封堵剂与以CN109868121A及CN105331338A为代表的现有技术的纳微米封堵剂进行对比：表1从表1可以看出，采用该特定组分和特定配比混合制得的纳微米封堵剂，具有明显的弱凝胶特征，在保证一定的悬浮能力同时，又满足较小的开泵压力，高温高压滤失量低，具有优异的封堵性能。所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为45份、液体石蜡为15份、过氧化二叔丁基为25份、司盘80为20份和吐温80为10份。采用该特定值配比与该特定范围组分的纳微米封堵剂进行对比：表2从表2可以看出，采用该特定值具有更小的开泵压力，高温高压滤失量更低，具有更加优异的封堵性能。所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为50份、液体石蜡为20份、过氧化二叔丁基为30份、司盘80为20份和吐温80为10份。采用该特定值配比与该特定范围组分的纳微米封堵剂进行对比：表3从表3可以看出，采用该特定值具有更小的开泵压力，高温高压滤失量更低，具有更加优异的封堵性能。一种纳微米封堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将重量份数为40～50份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、10～20份的液体石蜡和20～30份的过氧化二叔丁基混合均匀；b、加入至滴液漏斗中，在装有冷凝回流装置的四口烧瓶中加入重量份数为10～20份的司盘80和5～10份的吐温80；c、在通入氮气的条件下，将滴液漏斗中的液体滴入四口烧瓶中，加入氢氧化钠溶液调节pH值至7；d、恒温水浴加热50～65℃，加入0.3％的偶氮二异丁腈，在搅拌状态下反应4～5h，冷却至10～30℃即得纳微封堵剂。所述步骤a中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为45份、液体石蜡为15份和过氧化二叔丁基为25份。所述步骤a中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为50份、液体石蜡为20份和过氧化二叔丁基为30份。所述步骤b中，司盘80为20份和吐温80为10份。所述步骤d中，恒温水浴加热温度为65℃，搅拌状态下反应时间为5h，冷却至30℃。本专利技术的有益效果主要表现在以下方面：一、本专利技术，“2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸40～50份、液体石蜡10～20份、过氧化二叔丁基20～30份、司盘80为10～20份和吐温80为5～10份”，采用这种特定组分和特定配比得到的纳微米封堵剂，较现有技术而言，具有明显的弱凝胶特征，在保证一定的悬浮能力同时，又满足较小的开泵压力，高温高压滤失量低，具有优异的封堵性能，适宜用作页岩油气水平井的钻井液，能够保障钻井液性能的稳定和井壁的稳定。二、本专利技术，“a、将重量份数为40～50份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、10～20份的液体石蜡和20～30份的过氧化二叔丁基混合均匀；b、加入至滴液漏斗中，在装有冷凝回流装置的四口烧瓶中加入重量份数为10～20份的司盘80和5～10份的吐温80；c、在通入氮气的条件下，将滴液漏斗中的液体滴入四口烧瓶中，加入氢氧化钠溶液调节pH值至7；d、恒温水浴加热50～65℃，加入0.3％的偶氮二异丁腈，在搅拌状态下反应4～5h，冷却至10～30℃即得纳微封堵剂”，采用这种特定组分和特定配比在特定顺序和特定工艺条件下制备得到的纳微米封堵剂，具有明显的弱凝胶特征，优异的封堵性能，整个制备工艺简单，易于操作，适宜推广应用。三、本专利技术，在步骤a中，特定的采用“2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为45份、液体石蜡为15份和过氧化二叔丁基为25份”，并在步骤b中，特定的采用“司盘80为20份和吐温80为10份”这种配比，用于水基钻井液时，其与现有技术的封堵剂应用于白油基钻井液中相比，高温高压滤失量相差为0.1ml，参见实施例6中的表6，说明本专利技术纳微米封堵剂具有很好的封堵性能。四、本专利技术，在步骤a中，特定的采用“2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为50份、液体石蜡为20份和过氧化二叔丁基为30份”，并在步骤b中，特定的采用“司盘80为20份和吐温80为10份”这种配比，用于水基钻井液时，其与现有技术的封堵剂应用于白油基钻井液中相比，高温高压滤失量相差为0.2ml，参见实施例7中的表4，说明本专利技术纳微米封堵剂具有很好的封堵性能。五、本专利技术，通过表1得知，采用该特定组分和特定配比混合制得的纳微米封堵剂，具有明显的弱凝胶特征，在保证一定的悬浮能力同时，又满足较小的开泵压力，高温高压滤失量低，具有优异的封堵性能；通过表2和表3得知，采用该特定值具有更小的开泵压力，高温高压滤失量更低，具有更加优异的封堵性能。具体实施方式实施例1一种纳微米封堵剂，包括以下重量份数的组分：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳微米封堵剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种纳微米封堵剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：





2.根据权利要求1所述的一种纳微米封堵剂，其特征在于：所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为45份、液体石蜡为15份、过氧化二叔丁基为25份、司盘80为20份和吐温80为10份。


3.根据权利要求1所述的一种纳微米封堵剂，其特征在于：所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为50份、液体石蜡为20份、过氧化二叔丁基为30份、司盘80为20份和吐温80为10份。


4.根据权利要求1所述的一种纳微米封堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将重量份数为40～50份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、10～20份的液体石蜡和20～30份的过氧化二叔丁基混合均匀；
b、加入至滴液漏斗中，在装有冷凝回流装置的四口烧瓶中加入重量份数为10～20份的司盘80和5～10份的吐温80；
c、在通入氮气的条件下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳砚华，范劲，李茂森，何涛，冯学荣，彭碧强，肖沣峰，胡静，李俊材，肖蓝宣，杨野，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51