一种保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系及制备与应用制造技术

本发明专利技术提供了一种保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系及制备与应用。所述凝胶堵漏体系包括以下质量百分比的原料组成：乙烯基聚合单体8

【技术实现步骤摘要】
一种保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系及制备与应用


[0001]本专利技术涉及一种保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系及制备与应用，属于钻井液堵漏


技术介绍

[0002]井漏是目前油气勘探开发过程中井下复杂问题之一，不同类型的地层都会发生钻井液漏失，影响钻进速度，增加钻井成本，且漏失钻井液进入地层后会破坏储层渗透率，降低油气田采收率，是油气开采中必须面对的问题。井漏问题按照漏失通道分为渗透性漏失、裂缝性漏失、溶洞性漏失和破裂性漏失四类，其中裂缝性、溶洞性漏失最为严重。
[0003]随着堵漏技术的不断提升，堵漏材料的范围也越来越广。凝胶堵漏是控制裂缝性恶性漏失的有效手段之一，该技术是通过向漏失层位注入一定量的凝胶堵漏剂，交联固化后完成裂缝封堵。目前，凝胶堵漏剂虽然取得了一定进展，但普通凝胶堵漏剂存在耐温性能不足、封堵强度低、堵漏成功率低的不足，难以满足封堵要求，尤其是恶性漏失地层的封堵要求；并且现有的凝胶堵漏剂成胶后难以降解，在后续的采油等工作中造成对产油通道污染，严重的会造成油层的破坏，带来严重的损失。
[0004]目前，为提高凝胶堵漏剂的耐温性能，国内外研究人员从耐温聚合物、新型交联剂等方面出发都合成了新型的耐温凝胶堵剂。例如：中国专利文献CN111961160A提供了一种表面带有羟甲基基团的（
‑
CH2OH）新型大分子交联剂，该大分子交联剂与乙烯基单体发生聚合生成耐温凝胶。中国专利文献CN109825269A提供了一种用于剪切响应型凝胶堵漏剂，所述堵漏剂中使用具有活性C=C双健基团的固相有机大分子为交联剂，与乙烯基聚合单体发生交联反应，生成剪切响应型凝胶堵漏剂。中国专利文献CN111961452A提供了一种耐高温高强度触变型凝胶堵漏剂，在上述凝胶堵漏剂中加入了有机聚合物交联剂和自制活性聚合物，有机聚合物交联剂可与丙烯酰胺单体聚合生成第一体型骨架，活性聚合物可与有机聚合物交联剂发生二次交联生成更高强度的三维网络结构，提高了凝胶堵漏剂的耐温性能。中国专利文献CN109796949A提供了一种抗高温凝胶堵漏剂，其使用新型的固相有机大分子交联剂和粒子增韧剂活性硅藻土，使得凝胶体的抗高温性能、强度和韧性大幅度提升。但是上述凝胶堵漏剂的耐温性能和封堵强度还需要进一步提高，并且上述堵漏剂在成胶后，高温下破胶机制复杂，且破胶时机难以把握，不利于产能的恢复以及储层的保护。
[0005]因此，开发一种新型的耐高温性能好、封堵强度高、可降解的保护储层的凝胶堵漏体系，具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，尤其是现有的凝胶堵漏剂在高温条件下无法获得较高的封堵强度以及难以降解的不足，本专利技术提供了一种保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系及制备与应用。本专利技术的凝胶堵漏体系具有高成胶强度和优异黏弹性能，能够在超高温180
‑
220℃漏失地层快速交联固化，有效封堵不同孔隙和缝洞；并且成胶后所得凝胶易于在较短
时间内破胶，且破胶措施简单，加入强氧化剂，能够使得凝胶致密的交联结构被破坏，聚合物分子链断裂，短时间内完成破胶，有效保护油气储层。
[0007]本专利技术的技术方案如下：一种保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系，包括以下质量百分比的原料组成：乙烯基聚合单体8
‑
25%，超交联耐温聚合物0.4
‑
1.2%，有机交联剂0.3
‑
1%，第一引发剂0.05
‑
0.4%，高温稳定剂1
‑
7%，纤维增韧剂0.5
‑
5%，余量为水。
[0008]根据本专利技术，优选的，所述保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系包括以下质量百分比的原料组成：乙烯基聚合单体12
‑
20%，超交联耐温聚合物0.6
‑
1%，有机交联剂0.6
‑
0.9%，第一引发剂0.1
‑
0.3%，高温稳定剂2
‑
6%，纤维增韧剂1
‑
4%，余量为水。
[0009]根据本专利技术，优选的，所述乙烯基聚合单体为丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、苯乙烯、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸中的一种或两种以上的组合。
[0010]根据本专利技术，优选的，所述第一引发剂为氧化
‑
还原引发剂；所述氧化
‑
还原引发剂包括氧化剂和还原剂，其中氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾，还原剂为亚硫酸氢钠或亚硫酸钠；氧化剂与还原剂的质量比为（0.5
‑
1）:1，进一步优选为1:1。
[0011]根据本专利技术，优选的，所述纤维增韧剂为聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维中的一种或两种以上的组合；所述聚酰胺纤维的直径为80μm，长度为1.8mm，密度为1.08g/cm3；所述聚酯纤维的直径为80μm，长度为1.6mm，密度为1.25g/cm3；所述聚丙烯纤维的直径为70μm，长度为1.5mm，密度为0.92g/cm3。
[0012]根据本专利技术，优选的，所述超交联耐温聚合物为表面带有酰胺基团（
‑
CONH2）的超交联高分子聚合物，所述超交联耐温聚合物由酸酐类化合物接枝长链烯烃后与胺类交联剂反应得到，所述超交联耐温聚合物具有紧密的超交联结构，所述超交联耐温聚合物的粘均分子量为1000
‑
2500万；所述超交联耐温聚合物按照如下方法制备得到：（1）将酸酐类化合物、长链烯烃和第二引发剂加入有机溶剂中，搅拌至完全溶解，得到溶液A；（2）将胺类交联剂加入二甲苯中，搅拌至完全溶解，得到溶液B；（3）将溶液B滴加至溶液A中，之后搅拌进行反应，反应结束后，除去溶剂，将所得固相物质干燥后造粒，即得超交联耐温聚合物。
[0013]优选的，步骤（1）中所述酸酐类化合物为马来酸酐、醋酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种或两种以上的组合；所述酸酐类化合物的质量与有机溶剂的体积比为0.15
‑
0.4g:1mL，进一步优选为0.25
‑
0.3g:1mL。
[0014]优选的，步骤（1）中所述长链烯烃为1
‑
十八烯、1
‑
辛烯、1
‑
十二烯、1
‑
庚烯中的一种或两种以上的组合；所述长链烯烃的质量与有机溶剂的体积比为0.6
‑
0.75g:1mL，进一步优选为0.65
‑
0.7g:1mL。
[0015]优选的，步骤（1）中所述第二引发剂为有机过氧类引发剂，所述有机过氧类引发剂为过氧化氢异丙苯、过氧化氢叔丁基、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰中的一种或两种以上的组合；所述第二引发剂的质量与有机溶剂的体积比为0.005
‑
0.05g:1mL，进一步优选为0.015
‑
0.03g:1mL。
[0016]优选的，步骤（1）中所述有机溶剂为乙醇、乙醚、二甲苯或氯仿。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系，其特征在于，包括以下质量百分比的原料组成：乙烯基聚合单体8
‑
25%，超交联耐温聚合物0.4
‑
1.2%，有机交联剂0.3
‑
1%，第一引发剂0.05
‑
0.4%，高温稳定剂1
‑
7%，纤维增韧剂0.5
‑
5%，余量为水；所述乙烯基聚合单体为丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、苯乙烯、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸中的一种或两种以上的组合；所述超交联耐温聚合物为表面带有酰胺基团的超交联高分子聚合物，所述超交联耐温聚合物由酸酐类化合物接枝长链烯烃后与胺类交联剂反应得到；所述有机交联剂为有机酚醛交联体系，包括酚类交联剂和醛类交联剂，所述酚类交联剂为苯酚、邻苯二酚、间苯二酚中的一种或两种以上的组合；所述醛类交联剂为六亚甲基四胺、甲醛或三聚甲醛；所述第一引发剂为氧化
‑
还原引发剂；所述高温稳定剂为纳米SiO2和硫脲的混合物；所述纤维增韧剂为聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维中的一种或两种以上的组合。2.根据权利要求1所述的保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系，其特征在于，所述保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系包括以下质量百分比的原料组成：乙烯基聚合单体12
‑
20%，超交联耐温聚合物0.6
‑
1%，有机交联剂0.6
‑
0.9%，第一引发剂0.1
‑
0.3%，高温稳定剂2
‑
6%，纤维增韧剂1
‑
4%，余量为水。3.根据权利要求1所述的保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系，其特征在于，所述酚类交联剂和醛类交联剂的质量比为1:（0.5
‑
2）；所述氧化
‑
还原引发剂包括氧化剂和还原剂，其中氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾，还原剂为亚硫酸氢钠或亚硫酸钠，氧化剂与还原剂的质量比为（0.5
‑
1）:1；所述高温稳定剂中纳米SiO2和硫脲的质量比为1:（1
‑
3），纳米SiO2的粒径为10
‑
30nm，硫脲的粒径为300
‑
600目。4.根据权利要求1所述的保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系，其特征在于，所述超交联耐温聚合物的粘均分子量为1000
‑
2500万；所述超交联耐温聚合物按照如下方法制备得到：（1）将酸酐类化合物、长链烯烃和第二引发剂加入有机溶剂中，搅拌至完全溶解，得到溶液A；（2）将胺类交联剂加入二甲苯中，搅拌至完全溶解，得到溶液B；（3）将溶液B滴加至溶液A中，之后搅拌进行反应，反应结束后，除去溶剂，将所得固相物质干燥后造粒，即为超交联耐温聚合物。5.根据权利要求4所述的保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系，其特征在于，步骤（1）中所述酸酐类化合物为马来酸酐、醋酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种或两种以上的组合；所述酸酐类化合物的质量与有机溶剂的体积比为0.15
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0.4g:1mL；所述长链烯烃为1
‑
十八烯、1
‑
辛烯、1
‑
十二烯、1
‑
庚烯中的一种或两种以上的组合；所述长链烯烃的质量与有机溶剂的体积比为0.6
‑
0.75g:1mL；所述第二引发剂为有机过氧类引发剂，所述有机过氧类引发剂为过氧化氢异丙苯、过氧化氢叔丁基、过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰中的一种或两种以上的组合；所述第二引发剂的质量与有机溶剂的体积比为0.005
‑
0.05g:1mL；所述有机溶剂为乙醇、乙醚、二甲苯或氯仿；所述搅拌的速率为700
‑
1200转/分钟；所述搅拌的温度为85

【专利技术属性】
技术研发人员：白英睿，王枫，孙金声，吕开河，韩金良，许成元，雷少飞，杨景斌，王金堂，黄贤斌，刘敬平，金家锋，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：