[发明专利]一种井壁稳定剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于油田化学领域，具体地，涉及一种对井壁岩石具有封堵加固作用的井壁稳定剂，主要应用于钻井液中在钻井过程中能够快速在井壁岩石上形成“仿生封堵壳”，从而对井壁岩石具有封堵加固的作用，形成牢固致密的人工井壁。

背景技术

井壁稳定问题是指井眼由于泥页岩与泥浆相互作用、钻井作业和地质因素等而出现了不稳定的问题，这是在钻井工程中一个十分复杂的世界性难题。

井壁失稳主要由两方面的因素引起的：其一是泥浆密度太低，泥浆液柱压力不能支撑不稳定的底层；其二是泥浆液柱压力高于地层孔隙的应力，使泥浆进入泥页岩孔隙，产生压力穿透效应，使井眼附近的泥页岩含水量和孔隙压力增加，从而降低了泥页岩的强度。其中第二种因素被公认为是井壁失稳的主要原因。因此，防止泥浆渗入到泥页岩中去，是解决井壁失稳的主要办法。

目前，在钻井工程中为了减少由于井壁不稳定而导致的事故的发生，一般会在钻井液中加入一些化学添加剂，有沥青类添加剂、无机盐类添加剂和聚丙烯酰胺盐类添加剂等。但是这些添加剂分别存在着各自的不足之处，通常采用的沥青类添加剂产品毒性大，对环境产生较大影响；无机盐类产品在使用过程中作用效果单一，加量大，容易对其他类钻井液处理剂产生不良影响；聚丙烯酰胺盐类添加剂属单一成分，抑制泥页岩水化分散有一定作用，但对微裂缝发育的地层的防塌作用不足。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种新型的井壁稳定剂，该井壁稳定剂具有超强的防水黏附性能，应用到钻井液中在钻井过程中能够快速在井壁岩石上形成“仿生封堵壳”，从而对井壁岩石具有封堵加固的作用，形成牢固致密的人工井壁。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

一种井壁稳定剂，其特征在于，重量百分比组份如下：

异佛尔酮二异氰酸酯  15-30%

聚丙二醇            25-60%

二羟甲基丙酸        5-20%

盐酸多巴胺          10-30%。

优选地，重量百分比组份如下：异佛尔酮二异氰酸酯21%；聚丙二醇48%；二羟甲基丙酸13%；盐酸多巴胺18%。

优选地，异佛尔酮二异氰酸酯18%；聚丙二醇60%；二羟甲基丙酸8%；盐酸多巴胺14%。

优选地，异佛尔酮二异氰酸酯25%；聚丙二醇38%；二羟甲基丙酸15%；盐酸多巴胺22%。

优选地，异佛尔酮二异氰酸酯23%；聚丙二醇52%；二羟甲基丙酸11%；盐酸多巴胺14%。

上述井壁稳定剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：首先通过异佛尔酮二异氰酸酯和聚丙二醇反应合成出含异氰酸基的聚氨酯；接着加入二羟甲基丙酸进行扩链，制备出含羧基的聚氨酯；最后加入盐酸多巴胺，利用碳二亚胺化学法合成出侧链接枝多巴胺的聚氨酯粘结剂。

优选地，所述的聚丙二醇的分子量为800-3000，分析纯，使用前要经过110℃真空干燥3h。

优选地，所述的二羟甲基丙酸，使用前真空干燥。

优选地，所述的盐酸多巴胺，使用前要经过真空干燥。

优选地，井壁稳定剂用于钻井液中，用量为钻井液的1-5%(质量百分比)。

相对于现有技术，本发明具有如下优势：

(1)、井壁稳定剂对泥页岩有强烈的亲和性，而且井壁稳定剂具有与泥页岩形成化学键的能力，利用泥页岩表面的特殊性质及某些催化条件，稳定剂能快速形成憎水性保护膜，具备封堵胶结井壁附近的微裂缝、降低泥页岩渗透率和在井壁上能与泥页岩结合形成可硬化井壁的复合物的能力。

(2)、井壁稳定剂分子体积小、易扩散，可以渗透到泥页岩中去，有利于泥页岩间的粘结，增加了粘结能力。

(3)、井壁稳定剂使用方便、操作性能优良、可加热固化也可室温固化，满足钻井作业在户外进行的环境要求。

(4)、井壁稳定剂在固化时没有副反应产生，因此不易使粘结层产生缺陷。

附图说明

图1为本发明的井壁稳定剂的生产工艺流程示意图；

图2为含羧基的聚氨酯合成路线图；

图3为侧链接枝Dopamine的聚氨酯合成路线图。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明进行详细描述。

井壁稳定剂，其重量百分比组份如下：

异佛尔酮二异氰酸酯  15-30%

聚丙二醇            25-60%

二羟甲基丙酸        5-20%