[发明专利]抗高温凝胶堵漏剂以及制备方法与应用

说明书

本发明涉及钻井液堵漏领域，公开了一种抗高温凝胶堵漏剂，包括乙烯基聚合单体、固相有机大分子交联剂、第一引发剂、粒子增韧剂和纤维增韧剂。本发明还公开了上述凝胶堵漏剂的制备方法，包括：(I)将乙烯基聚合单体、固相有机大分子交联剂和粒子增韧剂加入到清水中高速搅拌，得到所述混合液a；(II)将纤维增韧剂加入所述混合液a中，第一次低速搅拌分散均匀，得到混合液b；(III)将第一引发剂加入所述混合液b中，第二次低速搅拌至其完全溶解，得到混合液c；将混合液c密封静置，进行固化成胶，得到高强度高韧性凝胶堵漏剂。所述凝胶堵漏剂在高温条件下同时具备高成胶强度和高剪切韧性，具有更高的承压能力以及优异的封堵效果。

技术领域

本发明涉及钻井液堵漏领域，具体涉及一种抗高温凝胶堵漏剂以及制备方法与应用。

背景技术

井漏是目前钻井过程中最常见的井下复杂问题之一，直接降低钻井速度、增加钻井成本，是制约油气、天然气水合物、地热等储层勘探开发速度的主要技术瓶颈之一。井漏在不同类型地层均可能发生，其中以碳酸盐岩储层(裂缝、溶洞发育)漏失程度最严重，也最难解决。

目前复杂漏失地层堵漏还存在不少问题，如缺乏专用高效材料与方法、防漏效果及堵漏一次成功率低、漏点或漏型判断或识别不准确、缺乏可以有效模拟现场情况的评价手段、漏失机理及堵漏机理研究与现场存在差距等。凝胶堵漏技术是控制裂缝性恶性井漏的常用且有效技术之一，该技术通过向漏失层位注入一定量的高分子凝胶堵漏剂，固化后将裂缝封堵，起到隔离钻井液与地层流体、防止钻井液继续漏失的作用。

由于钻井过程中压力高，井眼与地层之间压差较大，这就要求凝胶堵漏剂对漏失通道具有较高的封堵强度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的凝胶堵漏剂在高压条件下，无法获得令人满意的封堵强度，无法防止钻井液漏失的问题，提供一种抗高温凝胶堵漏剂及制备方法与应用，该堵漏剂在高温条件下具备高成胶强度和高剪切韧性，具有更高的承压能力以及优异的封堵效果。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种抗高温凝胶堵漏剂，包括乙烯基聚合单体、固相有机大分子交联剂、第一引发剂、粒子增韧剂和纤维增韧剂。

优选地，以所述堵漏剂的总重量为基准，所述乙烯基聚合单体的含量为8-15wt％，所述固相有机大分子交联剂的含量为1-2wt％，所述第一引发剂的含量为0.1-0.3wt％，所述粒子增韧剂的含量为0.5-2wt％，所述纤维增韧剂的含量为0.5-2wt％。

优选地，以所述堵漏剂的总重量为基准，所述乙烯基聚合单体的含量为10-12wt％，所述固相有机大分子交联剂的含量为1.5-1.8wt％，所述第一引发剂的含量为0.15-0.25wt％，所述粒子增韧剂的含量为1-1.5wt％，所述纤维增韧剂的含量为1-1.5wt％。

优选地，所述乙烯基聚合单体为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯中的两种或两种以上。

优选地，所述固相有机大分子交联剂为具有活性C＝C双键基团的交联剂。

优选地，所述第一引发剂为氧化-还原引发剂；更优选地，所述氧化-还原引发剂包括氧化剂和还原剂，其中，氧化剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵，还原剂为亚硫酸氢钠和/或亚硫酸钠；氧化剂与还原剂的质量比为(0.5-1):1；优选氧化剂与还原剂的质量比为(0.8-1):1。

所述粒子增韧剂包含亲水性纳米SiO₂和活性硅藻土，亲水性纳米SiO₂和活性硅藻土的质量比为1:(1.5-3)，亲水性纳米SiO₂的粒径为10-30nm，活性硅藻土的粒径为200-500目；优选地，亲水性纳米SiO₂和活性硅藻土的质量比为1:(2.0-2.5)，亲水性纳米SiO₂的粒径为10-20nm，活性硅藻土的粒径为300-400目。