一种凝胶及其用于堵漏的方法和堵漏压井的方法技术

技术编号:9137506 阅读:307 留言:0更新日期:2013-09-12 00:27
本发明专利技术涉及钻井领域,具体涉及一种凝胶及其用于堵漏的方法和堵漏压井的方法。该凝胶为疏水单体和非离子单体共聚而成的水溶性疏水缔合聚合物,或是由疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体共聚而成的水溶性疏水缔合聚合物,其聚合方法可为共聚后水解法或共聚共水解法。使用该凝胶进行堵漏的方法包括:向1kg水中,加入8-18g凝胶,并向漏层中注入;再注入隔离液。该凝胶用于堵漏压井的方法在堵漏方法的基础上增加了:向井中注入压井重泥浆循环压井。本发明专利技术提供一种凝胶,相比现有堵漏材料,具有更高的抗压性能,可用于解决地层裂缝性溶洞型恶性井漏,以及漏层和高压气层在同一井眼的井喷井漏同存。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钻井领域,具体涉及一种凝胶及其用于堵漏的方法和堵漏压井的方法。
技术介绍
井漏是指岩石中存在裂缝或溶洞等漏层,且漏层压力小于钻井液柱压力时,在正压差的作用下钻井液进入漏层发生漏失的现象。井漏发生后,钻井液不断漏失到裂缝或溶洞中,而无法完成循环,出现“只进不出”的现象,严重时井口可完全不返工作液,使得钻井作业无法继续。井喷是指钻井地层中存在流体(油、气或水等),且流体压力大于井内钻井液压力时,地层中流体喷出地面的现象。井漏井喷同存是指钻井地层中既存在流体,又存在漏层,且漏层漏失压力小于流体压力时,流体流入漏层,导致发生地下井喷和地面井喷的现象。解决井漏问题,需要进行堵漏作业,在钻井堵漏作业中,通常是通过运输设备将堵漏材料运送至漏层,待堵漏材料在漏层形成隔断层后,再进行后续钻井工作。目前,国内外开发了很多种堵漏材料。现有堵漏材料主要包括普通水泥浆、胶质水泥浆、柴油膨润土水泥浆等水泥材料,核桃壳、橡胶粒、珍珠岩、生贝壳、沥青等颗粒的桥接堵漏材料,植物纤维、动物纤维等纤维状的桥接堵漏材料,云母片、玻璃纸等片状的桥接堵漏材料。解决井漏井喷同存问题,需要堵漏压井,即先进行堵漏作业(与上述井漏中的堵漏作业相同),再进行压井作业,在压井作业中,通常是将压井液注入井中,并使压井液在井中循环以进行循环压井。相关技术中,压井液通常采用密度较大的重泥浆,才能平衡地层流体压力,即压井液必须能够产生足够高的液柱压力。但针对地层漏失裂缝较宽的井漏,以及漏层和高压气层在同一井眼的井喷井漏同存,相关技术中的堵漏材料并不能成功堵漏或堵漏压井,主要原因是:现有的堵漏材料抗压性能差,当注入压井液时,压井液产生的高液柱压力虽然压住了高压流体,但堵漏材料在压井液的高压作用下被冲稀或冲散,而无法在漏层发挥堵漏作用,进而发生重复性漏失,严重时压井液严重漏失而无法平衡流体压力,进而发生井喷。
技术实现思路
本专利技术提供了一种凝胶及其用于堵漏的方法和堵漏压井的方法,旨在解决上述问题。本专利技术提供了一种凝胶,由疏水单体和非离子单体共聚而成,或由疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体共聚而成,其中烯酸盐单体的引入可使凝胶具有更加优异的流动性能。本专利技术提供的凝胶的制备方法,可为共聚后水解法和共聚共水解法。其中共聚后水解法制备凝胶的步骤为:首先按照投料比加入去离子水,加入疏水单体和非离子单体,或者根据凝胶流动性能要求继续加入烯酸盐单体,搅拌均匀后形成浓度为10-40%的单体溶液,并通入氮气除氧,然后将单体溶液控制到聚合温度,加入引发剂进行聚合反应,经聚合6-12h后,取出胶体进行造粒,然后加入水解剂氢氧化钠或碳酸钠进行水解,再进行干燥,经粉碎和包装,即可得到凝胶样品;所述疏水单体为烷基二甲基烯丙基氯化铵和N-烷基丙烯酰胺的一种或几种;所述非离子单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺的一种或几种;所述烯酸盐单体为甲基丙烯酸钠、乙烯基磺酸钠和丙烯酸钠的一种或几种;所述疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体三个物质之间的配比为:按照物质的量计,疏水单体1-5份,非离子单体70-90份,烯酸盐单体5-20份;所述通入氮气的时间为40-120min;所述聚合温度为5-50℃;所述引发剂为氧化还原引发剂,其中氧化剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠的一种或几种;还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、尿素、三乙醇胺的一种或几种;所述引发剂的加入量为疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体总质量的0.05-2%;所述水解剂氢氧化钠或碳酸钠的加入量为疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体总质量的5-15%;所述水解温度为80-110℃,水解时间为2-4h;所述干燥温度为80-120℃,干燥时间为1-4h。进一步地,所述单体溶液的浓度为20-30%;所述通入氮气的时间为60-100min;所述聚合温度为10-30℃;所述聚合时间为8-10h;所述引发剂的加入量为疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体总质量的0.1-0.5%;所述水解剂氢氧化钠或碳酸钠的加入量为疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体总质量的8-12%;所述水解温度为90-95℃,水解时间为2.5-3h;所述干燥温度为100-110℃,干燥时间为1.5-2h。除共聚后水解法制备凝胶外,本专利技术所述的凝胶还可采用共聚共水解法制备,这样就不需要进行单独的水解操作,既降低生产成本,又能节省生产周期。共聚共水解法制备凝胶的步骤包括:按照投料比加入去离子水,加入疏水单体和非离子单体,或者根据凝胶流动性能要求继续加入烯酸盐单体,搅拌均匀后形成浓度为10-40%的单体溶液,再加入氢氧化钠或碳酸钠,并通入氮气除氧,然后将聚合体系控制到聚合温度,加入引发剂进行聚合反应,经聚合6-12h后,取出胶体进行造粒,经干燥,粉碎和包装,即可得到凝胶样品;所述疏水单体为烷基二甲基烯丙基氯化铵和N-烷基丙烯酰胺的一种或几种;所述非离子单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺的一种或几种;所述烯酸盐单体为甲基丙烯酸钠、乙烯基磺酸钠和丙烯酸钠的一种或几种;所述疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体三个物质之间的配比为:按照物质的量计,疏水单体1-5份,非离子单体70-90份,烯酸盐单体5-20份;所述氢氧化钠或碳酸钠的加入量为疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体总质量的5-15%;所述通入氮气的时间为40-120min;所述聚合温度为5-50℃;所述引发剂为氧化还原引发剂,其中氧化剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠的一种或几种;还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、尿素、三乙醇胺的一种或几种;所述引发剂的加入量为疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体总质量的0.05-2%;所述干燥温度为80-120℃,干燥时间为1-4h。进一步地,所述单体溶液的浓度为20-30%;所述氢氧化钠或碳酸钠的加入量为疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体总质量的8-12%;所述通入氮气的时间为60-100min;所述聚合温度为10-30℃;所述聚合时间为8-10h;所述引发剂的加入量为疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体总质量的0.1-0.5%;所述干燥温度为100-110℃,干燥时间为1.5-2h。除提供上述凝胶本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种凝胶,其特征在于,所述凝胶由疏水单体和非离子单体共聚而成,或由疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体共聚而成。

【技术特征摘要】
1.一种凝胶,其特征在于,所述凝胶由疏水单体和非离子单体共
聚而成,或由疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体共聚而成。
2.根据权利1要求所述的凝胶,其特征在于,所述凝胶的制备步
骤为:首先按照投料比加入去离子水,加入疏水单体和非离子
单体,或者根据凝胶流动性能要求继续加入烯酸盐单体,搅拌
均匀后形成浓度为10-40%的单体溶液,并通入氮气除氧,然
后将单体溶液控制到聚合温度,加入引发剂进行聚合反应,经
聚合6-12h后,取出胶体进行造粒,然后加入水解剂氢氧化钠
或碳酸钠进行水解,再进行干燥,经粉碎和包装,即可得到凝
胶样品;
所述疏水单体为烷基二甲基烯丙基氯化铵和N-烷基丙烯
酰胺的一种或几种;所述非离子单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰
胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺的一种或几种;所
述烯酸盐单体为甲基丙烯酸钠、乙烯基磺酸钠和丙烯酸钠的一
种或几种;
所述疏水单体、非离子单体和烯酸盐单体三个物质之间的
配比为:按照物质的量计,疏水单体1-5份,非离子单体70-90
份,烯酸盐单体5-20份;
所述通入氮气的时间为40-120min;
所述聚合温度为5-50℃;
所述引发剂为氧化还原引发剂,其中氧化剂为过硫酸钾、
过硫酸铵、过硫酸钠的一种或几种;还原剂为亚硫酸钠、亚硫
酸氢钠、尿素、三乙醇胺的一种或几种;
所述引发剂的加入量为疏水单体、非离子单体和烯酸盐单
体总质量的0.05-2%;
所述水解剂氢氧化钠或碳酸钠的加入量为疏水单体、非离
子单体和烯酸盐单体总质量的5-15%;
所述水解温度为80-110℃,水解时间为2-4h;
所述干燥温度为80-120℃,干燥时间为1-4h。
3.根据权利2要求所述的凝胶,其特征在于,所述单体溶液的浓
度为20-30%;
所述通入氮气的时间为60-100min;
所述聚合温度为10-30℃;所述聚合时间为8-10h;
所述引发剂的加入量为疏水单体、非离子单体和烯酸盐单
体总质量的0.1-0.5%;
所述水解剂氢氧化钠或碳酸钠的加入量为疏水单体、非离
子单体和烯酸盐单体总质量的8-12%;
所述水解温度为90-95℃,水解时间为2.5-3h;
所述干燥温度为100-110℃,干燥时间为1.5-2h。
4.根据权利1要求所述的凝胶,其特征在于,所述凝胶的制备步
骤为:按照投料比加入去离子水,加入疏水单体和非离子单体,
或者根据凝胶流动性能要求继续加入烯酸盐单体,搅拌均匀后
形成浓度为10-40%的单体溶液,再加入氢氧化钠或碳酸钠,
并通入氮气除氧,然后将聚合体系控制到聚合温度,加入引发
剂进行聚合反应,经聚合6-12h后,取出胶体进行造粒...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗平亚郭拥军王平全张新民冯茹森
申请(专利权)人:西南石油大学
类型:发明
国别省市:

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