[发明专利]一种凝胶堵漏剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于井筒堵漏技术领域，具体涉及一种凝胶堵漏剂及其制备方法。

背景技术

井漏是钻井工程中，工作流体漏失到地层中的一种井下复杂情况，是钻井作业中最普遍，最常遇到的复杂难题之一。钻井作业中，一旦发生漏失，不止延误钻井时间，损失钻井液，破坏油气层，影响地质录井工作的正常进行，而且还可能造成井壁失稳从而引发井塌、卡钻、井喷等一系列复杂情况与事故，处理不当的话还会导致井眼报废。

在钻井工程防漏堵漏过程中，堵漏材料是不可缺少的物质材料。目前，国内外的堵漏材料有很多种，根据其不同的作用机理，主要分为暂堵材料、桥接堵漏材料、高失水堵漏材料、软(硬)塞堵漏材料、无机凝胶堵漏材料等。然而，现有的堵漏材料存在以下缺陷：1、堵漏过程中堵漏剂自身的可变性较大，稍微大于漏层孔隙或裂缝，与裂缝形状不匹配的材料颗粒不宜进入，就会在漏层切面口形成堆积，无法完全进入到漏层内或裂隙内；2、堵漏的材料不具有理想中的膨胀性和产生的膨胀量较小，容易造成堵漏效果不明显和发生重复性漏失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种凝胶堵漏剂。该凝胶堵漏剂具有较高的吸水和保水功能，遇水膨胀具有一定的粘度和膨胀性，并形成具有一定强度的弹性凝胶，具有良好的抗温性、抗盐性和稳定性，对钻井液性能无任何影响。凝胶堵漏剂使用时先与水混合形成堵漏浆液，在受压的情况下，堵漏浆液易进入裂缝或岩石孔隙的漏层内，滞留并产生堵塞，堵漏浆液中的棉丝迅速抱团，聚丙烯酸钠迅速膨胀，二者快速形成架桥，使堵漏浆液在缝隙及岩石孔隙内慢慢停止流动，随后丙烯酰胺在引发剂过硫酸铵的作用下，发生连锁聚合反应，并在交联剂甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的作用下凝结成坚硬的固体物，与漏层岩石胶结合在一起，增强了堵漏效果，提高了漏失地层的强度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种凝胶堵漏剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：聚丙烯酸钠4％～8％，棉丝15％～25％，过硫酸铵0.05％～0.1％，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵1％～5％，木粉15％～25％，余量为丙烯酰胺。

上述的一种凝胶堵漏剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：聚丙烯酸钠5％～7％，棉丝18％～22％，过硫酸铵0.07％～0.1％，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2％～4％，木粉18％～22％，余量为丙烯酰胺。

上述的一种凝胶堵漏剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：聚丙烯酸钠6％，棉丝20％，过硫酸铵0.08％，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵3％，木粉20％，余量为丙烯酰胺。

上述的一种凝胶堵漏剂，其特征在于，所述棉丝的长度不大于3mm。

上述的一种凝胶堵漏剂，其特征在于，所述木粉的粒度为20目～100目。

另外，本发明还公开了一种制备上述凝胶堵漏剂的方法，其特征在于，该方法包括：将木粉和棉丝加入混料机中搅拌5min～15min，然后向所述混料机中加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，搅拌均匀后再加入聚丙烯酸钠、丙烯酰胺和过硫酸铵，在20℃～30℃下搅拌15min～20min，得到凝胶堵漏剂。

使用本发明凝胶堵漏剂时，先将凝胶堵漏剂与水按照(1～1.5):1的质量比混合均匀得到堵漏浆液，然后将堵漏浆液注入漏层。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的凝胶堵漏剂具有较高的吸水和保水功能，遇水膨胀具有一定的粘度和膨胀性，并形成具有一定强度的弹性凝胶，具有良好的抗温性、抗盐性和稳定性，对钻井液性能无任何影响。

2、本发明的凝胶堵漏剂使用时先与水混合形成堵漏浆液，在受压的情况下，堵漏浆液易进入裂缝或岩石孔隙的漏层内，滞留并产生堵塞，堵漏浆液中的棉丝迅速抱团，聚丙烯酸钠迅速膨胀，二者快速形成架桥，使堵漏浆液在缝隙及岩石孔隙内慢慢停止流动，随后丙烯酰胺在引发剂过硫酸铵的作用下，发生连锁聚合反应，并在交联剂甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的作用下凝结成坚硬的固体物，与漏层岩石胶结合在一起，增强了堵漏效果，提高了漏失地层的强度。

3、与传统的堵漏材料相比，本发明的凝胶堵漏剂的化学剂量用量少，施工简单方便，具有很好的堵漏能力。

4、本发明的凝胶堵漏剂具有可控膨胀性能力，满足了堵漏剂的使用要求，同时实现了强度大，抗温抗盐性好的功效。