【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钻井液，具体涉及一种复合形状记忆环氧聚合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着石油钻探工程不断向深井复杂地层发展，井漏问题日益突出。复杂地层的漏失通道具有多尺度特性，使用常规桥接材料进行堵漏，由于所用材料的自适应性较差，优选材料粒度也很难做到与漏失通道尺寸匹配，因此造成堵漏成功率低。
2、温度触发型的形状记忆材料具有可恢复形变量大、强度高及响应速度快等优点，赋予堵漏技术“智能”性特点，利用该类材料在一定温度(室温以上)下产生膨胀形变而堵漏。该类材料能在一定温度下压缩固定形变，在室温保存形变而存放，当再升温至激活温度后发生膨胀、形状恢复，在裂缝中成功架桥封堵，对裂缝尺寸具有较好的自适应性，与其他材料协同易获得很好的架桥封堵效果。
3、中国专利cn113122204a公开了一种记忆聚合物型温控刚性膨胀堵漏剂，将低聚物单体、交联剂和催化剂混合注入模具，交联反应，冷却脱模，再造粒得到温控型刚性膨胀堵漏剂。其激活温度为70℃～100℃，达到激活温度后，能封堵不同开度裂缝，承压能力≥8mpa，漏失量小。但是该堵漏剂激活温度低于100℃，且没有公开膨胀参数。
4、中国专利cn113652212b公开了一种形状记忆型防漏堵漏体系，该记忆型堵漏剂组合物含有环氧树脂、胺类固化剂、活性稀释剂和发泡剂；基于形状记忆材料的智能堵漏体系使堵漏流体可以识别漏层温度，通过形状记忆堵漏剂的形状回复实现形状变化，研发一种热致形状记忆型智能化防漏堵漏材料，形成智能化防漏堵漏技术。该形状记忆聚合物响应温度范围为80
5、中国专利cn114702722b公开了一种高温形状记忆泡沫复合材料，该复合材料将纳米粒子的水分散液与环氧单体混合得到皮克林乳液；将固化剂加入皮克林乳液中再倒入模具中，升温固化得到形状记忆环氧泡沫复合材料。该形状记忆环氧泡沫复合材料的橡胶态储能模量为10mpa；形状记忆转变温度为100℃时，膨胀率350％；形状记忆转变温度为170℃时，膨胀率50％，封堵裂缝承压20mpa。但是该复合材料虽然激活温度高于100℃，但材料之间缺乏黏结性能，堵漏体系依靠粒径级配封堵，因此实施的高浓度堵漏体系的漏失量较大。
6、现有的形状记忆堵漏产品，一部分激活温度在100℃以内，应用于高温深井堵漏作业时，可能未进入漏层空间就提前膨胀，失去自适应漏失尺寸的效果；一部分以片状或颗粒形式作为水基钻井液堵漏材料时，其亲水性较差，影响其在水基钻井液中的分散；还有一部分将不同粒径的材料通过级配在压力下架桥充填封堵，一些柔性材料能起到“拉筋缠绕”作用，但各种材料之间不能相互作用紧密粘附在一起，造成不能高效封堵裂缝、并减少因井下压力变化而造成反复漏失。
7、因此，亟需一种针对裂缝性漏失地层温度高，漏失空间复杂多尺度，堵漏粒径难以匹配的激活温度高、韧性好、赋形工艺简单的形状记忆堵漏材料。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出了一种复合形状记忆环氧聚合物及其制备方法和应用。
2、第一方面，本专利技术提出了一种复合形状记忆环氧聚合物的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
3、s1：将水性环氧树脂乳液与固化剂体系a混合均匀，加热固化得到第一固化体；
4、s2：将水性环氧树脂乳液与固化剂体系b混合均匀，加热固化得到第二固化体；
5、s3：将第一固化体和第二固化体混合得到复合形状记忆环氧聚合物。
6、作为本专利技术的具体实施方式，所述水性环氧树脂包括环氧树脂e51、gem254、环氧树脂gem370、聚丙二醇二缩水甘油醚ppgge中的至少一种。
7、作为本专利技术的具体实施方式，所述固化剂体系a包括一元胺固化剂、多元胺类固化剂、多酚类化合物中的至少一种；优选地选自二甘醇胺(dga)、四乙烯基五胺-teta、d230、d400、单宁酸、邻苯二酚及多巴胺中的至少一种；更优选地，固化剂体系a为二甘醇胺-dga和四乙烯基五胺-teta的混合物，其中二甘醇胺-dga和四乙烯基五胺-teta的质量比为(3～8):1。
8、作为本专利技术的具体实施方式，所述固化剂体系a的质量为水性环氧树脂质量的30～50％。
9、作为本专利技术的具体实施方式，所述固化剂体系a中还包括二元聚醚类环氧，所述二元聚醚类环氧优选为聚丙二醇二缩水甘油醚(ppgge)，所述二元聚醚类环氧的加入量为水性环氧树脂质量的5～10％。
10、作为本专利技术的具体实施方式，步骤s1中，所述加热固化条件包括：固化温度为60-120℃，固化时间为2-6h；优选地，加热固化为阶梯升温固化，包括60～80℃固化4h，100～120℃固化2h，其中，采用差示热量扫描仪测得玻璃化转变温度为60～80℃。
11、作为本专利技术的具体实施方式，本专利技术采用的阶梯固化升温模式，这种升温模式比单一在某一种温度下固化一段时间的模式，得到的材料的韧性更好。
12、作为本专利技术的具体实施方式，所述固化剂体系b包括芳香胺类固化剂、多元胺类固化剂中的至少一种，优选地选自二乙基甲苯二胺-detda、二胺基二苯砜-dds、二氨基二苯基甲烷-ddm、四乙烯基五胺-teta、聚醚胺d230中的至少一种；更优选地，固化剂体系b为二胺基二苯砜-dds和四乙烯基五胺-teta的混合物；其中二胺基二苯砜-dds和四乙烯基五胺-teta的质量比为(1～5):1。
13、作为本专利技术的具体实施方式，所述固化剂体系b的质量为水性环氧树脂质量的60～80％。
14、作为本专利技术的具体实施方式，步骤s2中，所述加热固化条件包括：加热温度为60-140℃，固化时间为2-12h；优选地，加热固化为阶梯升温固化，包括60～80℃固化3-5h，100～120℃固化1-3h，120～140℃固化2-4h，其中采用差示热量扫描仪测得玻璃化转变温度为100～130℃。
15、作为本专利技术的具体实施方式，步骤s3中，所述第一固化体和第二固化体的质量比为(1-2)：1；
16、第一固化体和第二固化体混合方式包括热压压片；
17、其中，所述第一固化体和第二固化体按照1:1比例热压的条件包括：温度为120-160℃，压力为8-10mpa；
18、所述第一固化体和第二固化体按照2:1的比例热压的条件包括：温度为120-160℃，压力为8-12mpa。
19、作为本专利技术的优选实施方式，第一固化体和第二固化体按照2:1的比例热压，热压模式为第一固化体叠加第二固化体再叠加第一固化体，其中第二固化体位于中间层，热压过程中是将固化体逐渐压扁的状态；热压得到的薄片状的材料作为堵漏剂。薄片状的堵漏剂比球形的滞留性强，因此压制成薄片状，优选地，薄片厚度为0.5-1mm。
20、第二方面，本专利技术提供了一种第一方面所述的制备本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合形状记忆环氧聚合物的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水性环氧树脂包括环氧树脂E51、GEM254、环氧树脂GEM370、聚丙二醇二缩水甘油醚PPGGE中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂体系A包括一元胺固化剂、多元胺类固化剂、多酚类化合物中的至少一种；优选地选自二甘醇胺(DGA)、四乙烯基五胺-TETA、D230、D400、单宁酸、邻苯二酚及多巴胺中的至少一种；更优选地，固化剂体系A为二甘醇胺-DGA和四乙烯基五胺-TETA的混合物，其中二甘醇胺-DGA和四乙烯基五胺-TETA的质量比为(3～8):1；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂体系A中还包括二元聚醚类环氧，所述二元聚醚类环氧优选为聚丙二醇二缩水甘油醚，所述二元聚醚类环氧的加入量为水性环氧树脂质量的5～10％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述加热固化条件包括：固化温度为60-120℃，固
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂体系B包括芳香胺类固化剂、多元胺类固化剂中的至少一种，优选地选自二乙基甲苯二胺-DETDA、二胺基二苯砜-DDS、二氨基二苯基甲烷-DDM、四乙烯基五胺-TETA、聚醚胺D230中的至少一种；更优选地，固化剂体系B为二胺基二苯砜-DDS和四乙烯基五胺-TETA的混合物；其中二胺基二苯砜-DDS和四乙烯基五胺-TETA的质量比为(1～5):1；所述固化剂体系B的质量为水性环氧树脂质量的60～80％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述加热固化条件包括：加热温度为60-140℃，固化时间为2-12h；优选地，加热固化为阶梯升温固化，包括60～80℃固化3-5h，100～120℃固化1-3h，120～140℃固化2-4h。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述第一固化体和第二固化体的质量比为(1-2)：1；
9.一种权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的复合形状记忆环氧聚合物，其膨胀率为40-70％。
10.权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的复合形状记忆环氧聚合物或权利要求9所述复合形状记忆环氧聚合物在堵漏剂领域中的应用；
...【技术特征摘要】
1.一种复合形状记忆环氧聚合物的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水性环氧树脂包括环氧树脂e51、gem254、环氧树脂gem370、聚丙二醇二缩水甘油醚ppgge中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂体系a包括一元胺固化剂、多元胺类固化剂、多酚类化合物中的至少一种；优选地选自二甘醇胺(dga)、四乙烯基五胺-teta、d230、d400、单宁酸、邻苯二酚及多巴胺中的至少一种；更优选地，固化剂体系a为二甘醇胺-dga和四乙烯基五胺-teta的混合物，其中二甘醇胺-dga和四乙烯基五胺-teta的质量比为(3～8):1；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂体系a中还包括二元聚醚类环氧，所述二元聚醚类环氧优选为聚丙二醇二缩水甘油醚，所述二元聚醚类环氧的加入量为水性环氧树脂质量的5～10％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述加热固化条件包括：固化温度为60-120℃，固化时间为2-6h；优选地，加热固化为阶梯升温固化，包括60～80℃固化4h，100～120℃固化2h，其中，玻璃化转变温度为60～80℃。
【专利技术属性】
技术研发人员：杨倩云，李彦操，李科，刘振东，李海斌，季一冰，
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。