[发明专利]一种固井封堵材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种固井封堵材料，其包括温敏型聚合物和包覆在所述温敏型聚合物表面的聚乙烯醇膜，优选地，所述固井封堵材料还包括包覆在所述聚乙烯醇膜表面的石蜡膜。本发明提供的固井封堵材料用于在油井的防漏和/或堵漏堵剂中能够有效延迟温敏型聚合物达到温敏点后的膨胀时间，实现可控释放时间10‑100min可调。

技术领域

本发明属于防漏和/或堵漏领域，具体涉及一种固井封堵材料及其制备方法和应用。

背景技术

井漏是钻井、固井过程中常见的井下复杂情况之一。井漏不仅会耗费钻井时间，漏失钻井液、水泥浆，而且还可能引起卡钻、井喷、井塌、固井质量差等问题，甚至导致井眼报废事故，造成重大经济损失。

解决油气井的漏失问题一直是各大油气田关注的课题。常规固井水泥浆不具备堵漏功能，但在加入惰性纤维材料后，由于纤维的堆积和架桥作用，容易在漏失通道中形成网状结构，而水泥浆的常规性能不会发生太大变化，因此可对钻井、固井过程中的漏失进行一定程度的封堵。并且，纤维的加入还能提高水泥石的韧性，确保后期射孔作业更好地进行。

温敏型聚合物与传统堵漏纤维材料不同，其采用温敏形状记忆聚合物有机中空高弹泡沫海绵复合，其添加到固井水泥浆或钻井泥浆中，被适宜的井下温度升高环境激发，膨胀数倍体积，利用体积位阻效应，起到封堵岩石裂隙的目的。然而，温敏型聚合物到达温敏点及以上温度1-2分钟即会膨胀。

发明内容

本发明的目的在于对温敏型聚合物在固井水泥浆或钻井泥浆中的释放进行延时控制，本发明采用在聚乙烯醇(PVA)第一次包衣的基础上，又采用常温为固态、高温为液态的石蜡进行第二次包衣，可以进一步提高温敏型聚合物的延时释放时间。

在第一方面，本发明提供了一种固井封堵材料，其包括温敏型聚合物和包覆在所述温敏型聚合物表面的聚乙烯醇膜。

根据本发明的一些实施方式，所述固井封堵材料还包括包覆在所述聚乙烯醇膜表面的石蜡膜。

根据本发明的一些实施方式，所述聚乙烯膜包含聚乙烯醇，所述石蜡膜包含石蜡。

根据本发明的一些实施方式，所述石蜡在15-35℃时为固态，在50-70℃优选57-63℃时为液态。

根据本发明的一些实施方式，所述聚乙烯醇的聚合度为1500-3000。

根据本发明的优选实施方式，所述聚乙烯醇的聚合度为1500-2000。

根据本发明的一些实施方式，所述聚乙烯醇的醇解度为70-99.8％。

根据本发明的优选实施方式，所述聚乙烯醇的醇解度为80-99.8％。

根据本发明的一些实施方式，所述聚乙烯醇包括选自聚乙烯醇PVA-1778、聚乙烯醇PVA-1788、聚乙烯醇PVA-1799和聚乙烯醇PVA-2499中的至少一种。

根据本发明的一些实施方式，所述聚乙烯醇包括第一聚乙烯醇和第二聚乙烯醇，其中第一聚乙烯醇的醇解度为80-90％，第二聚乙烯醇的醇解度为95-99.8％。

根据本发明的优选实施方式，所述第一聚乙烯醇为PVA-1788，所述第二聚乙烯醇为PVA-1799。

聚乙烯醇(PVA)的分子链中因含有大量的强亲水性羟基，故其具有良好的吸水性。PVA-1788在常温水中，先慢慢溶胀，逐渐克服大分子链之间的相互作用，缓慢移动大分子链的中心，直至逐步溶解，即具有水溶性。而PVA1799在常温水中并不能完全溶解，只能胀大到一定的程度，即具有溶胀性。

根据本发明的一些实施方式，所述聚乙烯醇中，所述第一聚乙烯醇占所述第一聚乙烯醇和第二聚乙烯醇质量之和的10-40％。