[发明专利]堵漏剂组合物和堵漏剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及钻井液防漏堵漏领域，公开了一种堵漏剂组合物和堵漏剂及其制备方法和应用。本发明的堵漏剂组合物含有仿生贻贝粘合剂、纳米粘土、乙烯基类单体、交联剂和水。通过本发明的堵漏剂组合物制备得到的堵漏剂是一种仿生贻贝强黏附聚合物凝胶堵漏剂，其具有极好的水下黏附能力，且抗污染能力、抗承压能力和抗高温能力均较强。

技术领域

本发明涉及钻井液防漏堵漏领域，具体涉及一种堵漏剂组合物和堵漏剂及其制备方法和应用。

背景技术

井漏问题一直是困扰全球现场工程师的难题。井漏的发生一般应具备的条件是井筒中的工作液压力大于地层孔隙、裂缝或溶洞中液体的孔隙压力，且在地层中存在漏失通道和较大的容纳液体的空间。常规堵漏材料一般分为四类：颗粒类、片状类、纤维类以及以上两种材料以上的混合类。常用的堵漏方法分为八大类：(1)调整钻井液性能；(2)静止堵漏法；(3)桥接材料堵漏法；(4)高滤失浆液堵漏法；(5)暂堵法；(6)化学堵漏法；(7)无机凝胶堵漏法；(8)复合堵漏法。化学堵漏是指将经过筛选的化学堵漏剂注入漏层，形成凝胶，以封堵漏失通道。常见的化学堵漏由PNN化学凝胶、脲醛树脂、ND-1堵漏浆、水解聚丙烯腈稠浆、硅酸盐和合成乳胶等。目前，由于化学堵漏要在地层成胶，大多适应于停钻堵漏工艺。

停钻堵漏工是指遇到漏层时停止钻进，上提钻头，注堵漏浆，憋泵封堵地层。该工艺耗费大量的非生产时间，且注入堵剂的堵剂要求不能在井筒成胶，同时要具备较好的可泵性才能施工，大多用来解决恶性漏失或者部分漏失情况。随钻堵漏工艺是指遇到漏层或即将钻遇漏层的时候在钻井液中加入堵漏材料，堵漏材料随钻井液边钻进边封堵漏层。该工艺不影响钻进，但大多用来解决微小型漏失情况。

渗透性漏失是钻井过程中经常遇到的复杂情况，其主要原因在于地层本身含砂高、孔隙度大，渗透率高，钻井液容易渗入地层，其次地层存在天然裂缝或诱导裂缝，钻井液钻遇含裂缝地层时，极易进入裂缝，损失钻井液。目前针对渗透型漏失，大多采用的堵漏材料由果壳、核桃壳、酸溶钙、纤维、有机合成树脂颗粒等。聚合物凝胶因本身具有一定的粘弹性和强度，遇到漏层时可挤入漏层，与漏失通道的级配性大大降低，此外，其本身可参与形成致密的滤饼，起到一定的防漏效果，是目前随钻堵漏剂的研究热点。

目前，聚合物凝胶随钻堵漏剂主要有交联聚丙烯酰胺凝胶、聚丙烯酸凝胶、脲醛树脂、丙烯酸树脂等。现场应用表明这些材料均起到一定的效果，但也存在一些问题，如承压能力不够、一次堵漏成功率低等。主要原因在于堵漏剂粘附能力不够，进入漏层后抗冲稀能力差，不能牢牢粘附在漏层岩石壁面。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的堵漏剂粘附能力不够、承压能力低以及堵漏效果差的问题，提供一种堵漏剂组合物、由该堵漏剂组合物制备得到的堵漏剂及其在钻井防漏堵漏方面的应用，通过本发明的堵漏剂组合物制备得到的堵漏剂是一种仿生贻贝强黏附超分子凝胶堵漏剂，其具有极好的水下黏附能力，且抗污染能力、抗承压能力和抗高温能力均较强。

本发明的发明人发现，现有技术中使用的聚合物凝胶随钻堵漏剂，大多是独立的个体，堵漏剂本身没有相互做用，因而堵漏后承压能力低、堵漏效果差。为了克服这些问题，本发明的发明人进行了深入的研究发现，通过选择仿生贻贝粘合剂、纳米粘土，再通过自有基聚合合成交联聚丙烯酰胺复合凝胶，能够得到一种具有极好的水下黏附能力且抗污染能力、抗承压能力和抗高温能力均较强的聚合物凝胶堵漏剂，从而完成了本发明。

本发明的聚合物凝胶堵漏剂具有上述优良效果的原因推测为：本发明通过在聚合物凝胶堵漏剂中引入富含邻苯二酚官能团的仿生贻贝粘合剂来增强随钻堵漏剂在钻井液中的粘附能力，当堵漏剂进入漏层后可牢固粘贴在漏层壁面，一方面增强抗冲稀能力，另一方面通过本发明的堵漏剂组合物制备得到的堵漏剂的表面含有大量氢键，堵漏剂之间可形成超分子结构，进一步增强封堵能力，提高地层承压能力。

由此，本发明第一方面，提供一种堵漏剂组合物，该组合物含有仿生贻贝粘合剂、纳米粘土、乙烯基类单体、交联剂和水。