缓凝热固树脂胶凝组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及石油钻探用热固树脂制备技术领域，是一种缓凝热固树脂胶凝组合物及其制备方法，前者包括金属氧化物、磷酸盐、热固树脂、树脂固化剂、降失水剂、复合调节剂和水，复合调节剂由丙烯酸十八酯

【技术实现步骤摘要】
缓凝热固树脂胶凝组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及石油钻探用热固树脂制备
，是一种缓凝热固树脂胶凝组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]热固性树脂是指树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软化，也不能溶解的一种树脂。在石油钻探领域，常利用热固树脂固化后的高强度特性，在井下井壁的扩大处形成一段树脂管，起到临时套管的作用。这个过程中所使用的热固树脂凝胶体系需要在地表混配，然后通过钻杆泵送到井下相应的位置，泵入响应位置后再开始固化。但是现有的热固性树脂固化速度较快，一般在混配后30min至1h即出现稠化凝固的现象，而钻杆将热固树脂凝胶体系泵送到井下响应位置处一般需要4h至6h的操作时间，这就导致在泵送过程中热固树脂还未到达目标位置已经开始凝固，影响最终的凝固效果。
[0003]中国专利申请CN109749725A公开了一种高温磷酸盐热固树脂胶凝体系及其制备方法，所述磷酸盐热固树脂胶凝体系，可在80℃至110℃油气井高温固井环境时作为油气井固井液使用。其中的磷酸盐水泥为整个体系提供满足固井需求的强度支撑，配合使用耐高温热固树脂，进一步增强固结体的耐水、耐腐蚀性能，同时降低固结体脆性。胶凝体系密度易于调整，方便通过加入减轻或加重材料进行调整，且浆体稳定性好。但是这种高温磷酸盐热固树脂胶凝体系在实际使用时仍存在诸多不足，例如：（1）该技术方案中高温缓凝剂选自聚磷酸盐、硼酸及硼酸盐类、硅酸及硅酸盐类、柠檬酸及柠檬酸盐类、酒石酸中的至少一种，此类高温缓凝剂容易影响热固性树脂的凝固效果；（2）经多次试验论证该方法中凝胶体系稠化时间不易稳定控制，且最长凝固时间不能满足4h至6h初凝，24h内终凝的要求，不利于推广使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种缓凝热固树脂胶凝组合物及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有高温磷酸盐热固树脂胶凝体系稠化时间不易稳定控制，最长凝固时间不能满足4h至6h初凝，24h内终凝的要求的问题。
[0005]本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种缓凝热固树脂胶凝组合物，原料按照重量份数计，包括金属氧化物80份至120份、磷酸盐30份至60份、热固树脂10份至50份、树脂固化剂5份至15份、降失水剂1份至6份、复合调节剂10份至20份和水30份至120份，复合调节剂由丙烯酸十八酯-苯乙烯-马来酸酐共聚物、烷基苯磺酸钠和多孔玻璃微珠按照重量比3：2至5：1复合而成，按照下述步骤得到：第一步，称取所需量的烷基苯磺酸钠和丙烯酸十八酯-苯乙烯-马来酸酐共聚物，混合后研磨至粒径为100nm至200nm后，得到第一混合物；第二步，将所需量的多孔玻璃微珠加入第一混合物中，控制搅拌转速100rpm至200rpm下搅拌10min至15min后，得到复合调节剂；第三步，在所需量的有机硅树脂中加入复合调节剂，控制搅拌转速200rpm至400rpm搅拌20min至40min后，得到第二混合物；第四步，
第二混合物静置凝固30min至50min后，打碎成直径为0.5mm至1.5mm的颗粒状物，将颗粒状物与所需量的金属氧化物混合，得到混合粉体；第五步，将所需量的磷酸盐、环氧树脂、树脂固化剂、降失水剂和水混合，控制搅拌转速200rpm至400rpm搅拌20min至40min后，得到混合液体；第六步，在150rpm至300rpm的搅拌速度下将混合粉体倒入混合液体中，搅拌30min至50min后，得到缓凝热固树脂胶凝组合物。
[0006]下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进：上述金属氧化物为重烧氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化二钙和偏高岭土中的一种以上。
[0007]上述磷酸盐为磷酸一氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵和聚磷酸盐中的一种以上。
[0008]上述热固树脂包括环氧树脂和有机硅树脂，环氧树脂与有机硅树脂的重量比为10至15：1。
[0009]上述树脂固化剂为酸酐、脂肪族胺类、脂环族胺类、酚类化合物和多元醇中的一种以上。
[0010]上述降失水剂为AMPS多元共聚物类降失水剂。
[0011]上述多孔玻璃微珠的粒径为5μm至30μm，多孔玻璃微珠的表面积为150m2/g至200m2/g。
[0012]本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种缓凝热固树脂胶凝组合物的制备方法，按照下述方法进行：第一步，称取所需量的烷基苯磺酸钠和丙烯酸十八酯-苯乙烯-马来酸酐共聚物，混合后研磨至粒径为100nm至200nm后，得到第一混合物；第二步，将所需量的多孔玻璃微珠加入第一混合物中，控制搅拌转速100rpm至200rpm下搅拌10min至15min后，得到复合调节剂；第三步，在所需量的有机硅树脂中加入复合调节剂，控制搅拌转速200rpm至400rpm搅拌20min至40min后，得到第二混合物；第四步，第二混合物静置凝固30min至50min后，打碎成直径为0.5mm至1.5mm的颗粒状物，将颗粒状物与所需量的金属氧化物混合，得到混合粉体；第五步，将所需量的磷酸盐、环氧树脂、树脂固化剂、降失水剂和水混合，控制搅拌转速200rpm至400rpm搅拌20min至40min后，得到混合液体；第六步，在150rpm至300rpm的搅拌速度下将混合粉体倒入混合液体中，搅拌30min至50min后，得到缓凝热固树脂胶凝组合物。
[0013]下面是对上述专利技术技术方案之二的进一步优化或/和改进：上述金属氧化物为重烧氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化二钙和偏高岭土中的一种以上；或/和，磷酸盐为磷酸一氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵和聚磷酸盐中的一种以上；或/和，热固树脂包括环氧树脂和有机硅树脂，环氧树脂与有机硅树脂的重量比为10至15：1；或/和，树脂固化剂为酸酐、脂肪族胺类、脂环族胺类、酚类化合物和多元醇中的一种以上。
[0014]上述降失水剂为AMPS多元共聚物类降失水剂；或/和，多孔玻璃微珠的粒径为5μm至30μm，多孔玻璃微珠的表面积为150m2/g至200m2/g。
[0015]本专利技术具有延长稠化时间的效果，80℃左右环境下初始凝固时间在混配好的4h至6h以后，且能够在24h内完成整体的凝固，组合物密度在0.8g/cm3至1.8g/cm3之间，固结体抗压强度可达22.4MPa/48h，弹性模量可达8.27GPa，其密度、固结体抗压强度和弹性模量等性能均得到了大幅度提升。
具体实施方式
[0016]本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本专利技术中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本专利技术中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数。
[0017]下面结合实施例对本专利技术作进一步描述：实施例1：该缓凝热固树脂胶凝组合物，原料按照重量份数计，包括金属氧化物80份至120份、磷酸盐30份至60份、热固树脂10份至50份、树脂固化剂5份至15份、降失水剂1份至6份、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缓凝热固树脂胶凝组合物，其特征在于原料按照重量份数计，包括金属氧化物80份至120份、磷酸盐30份至60份、热固树脂10份至50份、树脂固化剂5份至15份、降失水剂1份至6份、复合调节剂10份至20份和水30份至120份，复合调节剂由丙烯酸十八酯-苯乙烯-马来酸酐共聚物、烷基苯磺酸钠和多孔玻璃微珠按照重量比3：2至5：1复合而成，按照下述步骤得到：第一步，称取所需量的烷基苯磺酸钠和丙烯酸十八酯-苯乙烯-马来酸酐共聚物，混合后研磨至粒径为100nm至200nm后，得到第一混合物；第二步，将所需量的多孔玻璃微珠加入第一混合物中，控制搅拌转速100rpm至200rpm下搅拌10min至15min后，得到复合调节剂；第三步，在所需量的有机硅树脂中加入复合调节剂，控制搅拌转速200rpm至400rpm搅拌20min至40min后，得到第二混合物；第四步，第二混合物静置凝固30min至50min后，打碎成直径为0.5mm至1.5mm的颗粒状物，将颗粒状物与所需量的金属氧化物混合，得到混合粉体；第五步，将所需量的磷酸盐、环氧树脂、树脂固化剂、降失水剂和水混合，控制搅拌转速200rpm至400rpm搅拌20min至40min后，得到混合液体；第六步，在150rpm至300rpm的搅拌速度下将混合粉体倒入混合液体中，搅拌30min至50min后，得到缓凝热固树脂胶凝组合物。2.根据权利要求1所述的缓凝热固树脂胶凝组合物，其特征在于金属氧化物为重烧氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化二钙和偏高岭土中的一种以上。3.根据权利要求1或2所述的缓凝热固树脂胶凝组合物，其特征在于磷酸盐为磷酸一氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵和聚磷酸盐中的一种以上。4.根据权利要求1或2或3所述的缓凝热固树脂胶凝组合物，其特征在于热固树脂包括环氧树脂和有机硅树脂，环氧树脂与有机硅树脂的重量比为10至15：1。5.根据权利要求1或2或3或4所述的缓凝热固树脂胶凝组合物，其特征在于树脂固化剂为酸酐、脂肪族胺类、脂环族胺类、酚类化合物和多元醇中的一种以上。6.根据权利要求1至5任意一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔东宇，王维周，段文广，刘顽，郑义平，屈璠，吴金星，王伟罡，
申请(专利权)人：中国石油集团西部钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：