【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于欠平衡钻井，具体涉及一种可自破胶冻胶阀及其制备方法和在欠平衡钻井控压中的应用。
技术介绍
1、随着欠平衡钻井技术的深入研究和推广应用，国内外对该技术的要求越来越高，如何实现全过程欠平衡钻井作业逐渐成为研究热点。而全过程欠平衡钻井技术的核心在于压力控制，在压力控制手段上，目前常用的技术有井下套管阀技术和冻胶阀技术，井下套管阀技术成本高，安全系数低；而冻胶阀技术成本低，隔井效果好，可有效代替套管阀，实现全过程欠平衡钻井。
2、冻胶阀技术是指将具有超高粘度的冻胶流体注入到井筒中，冻胶流体在井下一定压力和温度下成胶，形成冻胶段塞，进而封隔井筒的技术。冻胶段塞既具有一定的强度和耐压性，能起到隔离作业；又具有一定的黏附性及恢复性，与套管形成静态密封，与钻完井管柱形成动态密封。利用冻胶的黏性实现其一定的抗压差能力，在井筒中保持静止，即“阀”固定；利用冻胶的固体力学特性隔离密封井筒油气，即“阀”密封；利用冻胶的黏弹性实现管柱的顺利穿透及自身的恢复，即“阀”开、关；利用冻胶的可破胶特性实现其在作业结束后破胶返排至地面，即解“阀”。目前常用的冻胶阀为聚合物和交联剂形成的冻胶，当作业完成后，需外加大量破胶剂进行破胶，破胶剂的加入一方面会增加施工工序。另外，由于破胶剂与冻胶阀的接触不充分，导致破胶不彻底，难以返出。第三，破胶剂多为强氧化剂，会对管柱造成一定腐蚀。例如，中国专利申请cn112480888a公布了一种井下冻胶阀及其制备方法，该方法施工结束后，需向井下中注入过硫酸铵溶液进行破胶，操作繁琐，工艺复杂，不能实现自降解；中
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可自破胶冻胶阀及其制备方法和在欠平衡钻井控压中的应用，本专利技术提供的可自破胶冻胶阀在成胶前为液体状，粘度低，流动性好，易于泵注，成胶性能好，强度稳定，能够代替套管阀，封隔井底压力，且具有更适宜的成胶时间和破胶时间，适应性更广。在作业结束后，冻胶阀可以通过自催化使自制的可降解交联剂逐渐水解，导致交联点断裂，三维网状结构降解低粘线性聚合物，无需进行机械破胶或者外加破胶剂破胶。
2、本专利技术的目的之一是提供一种可自破胶冻胶阀，包括以下质量百分数的制备原料：8％-15％的含烯基单体，1％-2％的可降解交联剂，0.01％-0.015％的引发剂，0.2％-0.5％的分散剂，82.485％-90.79％的水；
3、其中，所述可降解交联剂来源于无水强酸、如式(1)所示的聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和如式(2)所示的甲氧基化苯甲醛进行反应所得的反应产物；
4、
5、式(2)中1指示的位置和/或2指示的位置被甲氧基取代。
6、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述可自破胶冻胶阀包括以下质量百分数的制备原料：10％-13％的含烯基单体，1.5％-2％的可降解交联剂，0.012％-0.014％的引发剂，0.35％-0.45％的分散剂，84.536％-88.138％的水。
7、根据本专利技术，所述甲氧基化苯甲醛选自4-甲氧基苯甲醛和/或3-甲氧基苯甲醛，更优选为4-甲氧基苯甲醛。
8、在本专利技术一种优选的实施方式中，聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯中聚(乙二醇)链段的数均分子量为200-600；优选地，聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯中聚(乙二醇)链段的数均分子量为200、300、400、600中的至少一种，优选为200、300中的至少一种；最优选为200。
9、本专利技术中“聚(乙二醇)～”也即“聚乙二醇～”，例如，聚(乙二醇)链段也即聚乙二醇链段。
10、根据本专利技术，所述无水强酸所起的作用是催化聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和甲氧基化苯甲醛进行反应，即催化剂。所述无水强酸的可选种类较多，在本专利技术一种优选的实施方式中，所述无水强酸选自对甲苯磺酸、三氟甲磺酸中的至少一种。
11、在本专利技术一种更优选的实施方式中，所述可降解交联剂的结构式如式(3)所示：
12、
13、根据本专利技术，所述可降解交联剂的制备方法包括但不限于本专利技术中的制备方法。优选地，所述可降解交联剂的制备方法包括以下步骤：将无水强酸、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯、甲氧基化苯甲醛、无水四氢呋喃混合，进行交联反应，优选交联反应后还包括过滤、减压蒸馏除去溶剂、硅胶柱色谱法纯化，得到所述可降解交联剂。
14、根据本专利技术，无水强酸、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯、甲氧基化苯甲醛的质量比可以在较宽的范围内选择，在本专利技术一种更优选的实施方式中，无水强酸、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯、甲氧基化苯甲醛的质量比为1：(15-25)：(4-10)，优选为1：(15-20)：(5-8)。
15、根据本专利技术，所述交联反应的条件可以在较宽的范围内选择，在本专利技术一种更优选的实施方式中，所述交联反应的温度为0-10℃优选为0-5℃；和/或，所述交联反应的时间为5-7h优选为5.5-6h。
16、根据本专利技术，所述聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和无水四氢呋喃的质量比可以在较宽的范围内选择，在本专利技术一种更优选的实施方式中，所述聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和无水四氢呋喃的质量比为(2-3)：1。
17、作为举例，可降解交联剂rj-2的制备方法优选包括以下步骤：
18、将对甲苯磺酸一水合物、聚(乙二醇)(mn为200)甲基丙烯酸酯、4-甲氧基苯甲醛、无水四氢呋喃混合，依次进行交联反应、过滤、减压蒸馏除去溶剂、硅胶柱色谱法纯化，得到可降解交联剂rj-2。
19、在上述技术方案中，所述对甲苯磺酸一水合物、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和4-甲氧基苯甲醛的质量比优选为1:18:7；所述聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和无水四氢呋喃的质量比优选为18:8；所述交联反应的温度优选为0-10℃，更优选为0-5℃；所述交联反应的时间优选为5-7h，更优选为5.5-6h；所述硅胶柱色谱法纯化的洗脱剂优选乙酸乙酯：己烷＝1:9；所述减压蒸馏温度优选为40-55℃，更优选为45-50℃。本专利技术对所述过滤的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的过滤过程即可。
20、交联剂rj-2的制备包括但不限于本专利技术实施例中记载的方法，所述交联剂rj-2的具体制备方法为：将1.0g对甲苯磺酸一水合物溶解在装有无水四氢呋喃的圆底烧瓶中，然后加入适量分子筛，接着加入18.0g聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和7.0g 4-甲氧基苯甲醛混合均匀，将圆底烧瓶放入冰水中反应数小时。通过过滤除去分子筛并利用减压蒸馏除去溶剂。除去溶剂后，通过硅胶柱色谱法纯化透明液体残留物得到交联剂rj-2。
21、本专利技术中交联剂能够将线性的含烯基单体交联形成三维的网状结构，从而增强冻胶阀的强度和黏附性。
22、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述含烯基单体选自丙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可自破胶冻胶阀，包括以下质量百分数的制备原料：
2.根据权利要求1所述的可自破胶冻胶阀，其特征在于包括以下质量百分数的制备原料：
3.根据权利要求1所述的可自破胶冻胶阀，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的可自破胶冻胶阀，其特征在于所述可降解交联剂的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的可自破胶冻胶阀，其特征在于：
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的可自破胶冻胶阀，其特征在于：
7.一种权利要求1-6中任一项所述的可自破胶冻胶阀的制备方法，将包含所述含烯基单体、可降解交联剂、引发剂、分散剂和水在内的制备原料混合，得到可自破胶冻胶阀基液，再经成胶，得到所述的可自破胶冻胶阀；优选地，
8.一种钻井控压的方法，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的钻井控压的方法，其特征在于：
10.权利要求1-6中任一项所述的可自破胶冻胶阀或权利要求7所述的制备方法制备的可自破胶冻胶阀或权利要求8或9所述的钻井控压的方法在欠平衡钻井技术领域中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种可自破胶冻胶阀，包括以下质量百分数的制备原料：
2.根据权利要求1所述的可自破胶冻胶阀，其特征在于包括以下质量百分数的制备原料：
3.根据权利要求1所述的可自破胶冻胶阀，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的可自破胶冻胶阀，其特征在于所述可降解交联剂的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的可自破胶冻胶阀，其特征在于：
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的可自破胶冻胶阀，其特征在于：
7.一种权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李大奇，杨帆，李凡，于小荣，刘金华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。