[发明专利]一种吸水树脂暂堵剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸水树脂暂堵剂及其制备方法，特别涉及一种石油钻井堵漏剂，属于油田化学技术领域。

背景技术

在石油天然气的勘探开发中，大量的钻井液或堵漏浆液侵入油气层及与之邻近的地层，将严重污染产层，增大井漏造成的综合性损失。目前，处理井漏仍以桥接材料和常规油井水泥为主，常规桥塞堵漏材料粒径级配困难，形成封堵层不致密，封堵效果不理想，且大多不能酸化解堵，不适宜产层堵漏。

吸水树脂(Super Absorbent Polymer，SAP)具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能，并且保水性能优良，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也很难把水分离出来。由于吸水膨胀变形能力，在钻井漏失堵漏方面也得到了应用。

李旭东等在《钻井液与完井液》2008年第25期的“凝胶承压堵漏技术在普光地区的应用”公开了一种抗温135℃膨胀倍数(V/V)为12～15倍的凝胶聚合物NFJ-Ⅰ堵漏剂，并在现场得到良好应用，但其酸溶率低，抗温仅为135℃；王正良等在《石油天然气学报》2009年第1期的“新型酸溶性随钻堵漏剂JHSD的研制”阐述了JHSD具有较好的酸溶性，有利于现场酸化解堵，且对钻井液的流变性能影响小，对渗透性孔隙型地层和微裂缝地层均具有很好的堵漏效果，但其堵漏材料是多种复配，对其粒径及加量的复配要求严格。

总之，现有的堵漏材料用于储层暂堵有两大缺点：(1)多数材料酸溶率低，对产层有潜在伤害，不利于产层保护；(2)由于具有变形功能，封堵层不致密，封堵强度不高，钻井中可能因高压差被再次压漏。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有堵漏材料，难以满足储层堵漏对堵漏剂可酸化解堵和变形填充功能的技术问题，提供一种吸水树脂暂堵剂。

本发明的另一个目的是提供该吸水树脂暂堵剂的制备方法。

本发明通过以下技术方案得以实现，该吸水树脂暂堵剂由丙烯酸类单体A、丙烯酰胺类单体B、水溶性交联剂C及粉末状可酸溶无机填充材料D，采用水溶液聚合反应，得到聚合物，剪切造粒，100～110℃干燥，得到吸水树脂暂堵剂，其结构通式为：

其中，R₁为-C(O)NHC(2CH₃)CH₂SO₃Na或-COONa；R₂代表-CONH₂、-CON(CH₃)₂或-CON(CH₃)₂CH₂CH₃中的至少一种；R₃代表(NH)₂(CO)₂CH₂。各单体的各单体摩尔比m：n：o：p：q＝(0.001～0.006)：(0～0.2)：(0～0.1)：(0～0.1)：(0～0.1)。

该吸水树脂暂堵剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将丙烯酸类单体A溶液pH值调至9～11，再依次加入丙烯酰胺类单体B、水溶性交联剂C，其组分的摩尔比A：B：C＝(0～0.2)：(0～0.1)：(0.001～0.006)，再加入粉状可酸溶无机填充材料D，充分搅拌后通氮气保护30～50min；

(2)将溶液的温度升至35～65℃，加入引发剂，继续通氮20-30min，通氮结束之后，静置反应2～4小时聚合反应，将其反应得到的聚合物剪切造粒，100～110℃干燥，得到吸水树脂暂堵剂。

所述的丙烯酸类单体A为2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸或丙烯酸。

所述的丙烯酰胺类单体B为丙烯酰胺、N-N-二甲基丙烯酰胺或N-N-二乙基丙烯酰胺中的至少一种。

所述的酸溶性粉状无机填充材料D为青石粉或超细碳酸钙的一种或两种的混合物。

所述的引发剂是氧化-还原引发剂，其中氧化剂与还原剂的摩尔比为1：1，氧化剂是过硫酸钾或过硫酸铵，还原剂是亚硫酸氢钠或亚硫酸钠。