[发明专利]碳基增粘剂及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种碳基增粘剂以及制备方法、应用。所述碳基增粘剂包括经改性剂修饰的氧化石墨烯；所述改性剂包括酰胺类化合物、酯类化合物、芳香类化合物中的至少一种。该碳基增粘剂对疏水缔合聚合物达到增粘效果，可实现高温高盐油田环境下的对油井的有效封堵。

技术领域

本申请涉及一种碳基增粘剂及其制备方法和应用，属于石油开采技术领域。

背景技术

在石油钻井过程中，井漏是一种负面的井下现象。井漏会导致钻井液在井内压力差的作用下渗入地层之中，造成钻井液的损失，同时对地层造成破坏，影响油气井的产量。

传统的堵漏剂以无机盐和水泥为代表。粒径较小的无机盐颗粒可以进入到较窄的井壁裂缝中，提前封堵住孔道，避免在后续钻井过程中由于压差的变化导致裂缝扩张，井漏更加严重。水泥由于自身较为明显的“水硬性”，在钻井过程中会逐渐固化，封堵住漏液孔道，抑制钻井液的漏失。而在近年来，部分油田也开始使用一些有机的堵漏剂，这些有机堵漏剂根据自身溶解性的不同，可分为水基和油基堵漏剂。有机堵漏剂主要通过有机物自身的交联作用，在进入漏液孔道之后体积迅速膨胀，并形成强度较大的凝胶，阻止井漏的进一步发生。

然而，虽然无机盐颗粒可以对小孔道发挥较为明显的封堵作用，但对大孔道以及恶行井漏，无机盐的作用则十分微弱，甚至可能出现“假封堵”，影响对封堵状况的判断。虽然水泥固化之后的强度很高，但在灌注的过程中，水泥极易被稀释，导致浓度降低从而无法得到理想的封堵效果。有机堵漏剂，尤其是聚合物凝胶堵漏剂是较为前沿的新兴技术，但有机堵漏剂的合成步骤相对繁琐，且大多数有机堵漏剂不耐高温高盐的油田环境，极易在封堵过程中失效。因此，开发一种合成简便，抗温抗盐能力强的有机堵漏剂具有很高的研究价值。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种碳基增粘剂，碳基增粘剂对疏水缔合聚合物达到增粘效果，可实现高温高盐油田环境下的对油井的有效封堵。

一种碳基增粘剂，所述碳基增粘剂包括经改性剂修饰的氧化石墨烯；

所述改性剂包括酰胺类化合物、芳香酯类化合物中的至少一种。

可选地，所述酰胺类化合物包括丙烯酰胺、丁烯酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。

可选地，所述芳香酯类化合物包括苯氧乙基丙烯酸酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸乙酯中的至少一种。

可选地，改性剂由酰胺类化合物和酯类化合物组成。酰胺类化合物和酯类化合物的质量比为0.1～0.3:0.04～0.06。

可选地，所述改性剂为丙烯酰胺和苯氧乙基丙烯酸酯；

所述丙烯酰胺和苯氧乙基丙烯酸酯之间的质量比为0.1～0.3:0.04～0.06。

本申请中，经丙烯酰胺和苯氧乙基丙烯酸酯改性的碳基增粘剂，由该碳基增粘剂制备得到的堵漏剂，在高温高盐的条件下其活性也不发生明显降低，具有高的封堵能力和稳定性。

根据本申请的另一方面，还提供了上述任一项所述碳基增粘剂的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：

a)获得含有氧化石墨烯的分散液Ⅰ；

b)向所述分散液Ⅰ中加入改性剂和引发剂，得到含有氧化石墨烯、改性剂和引发剂的混合物；

c)加热所述混合物，反应，得到含有碳基增粘剂的产物分散液。

可选地，步骤a)，在分散液Ⅰ中，氧化石墨烯的粒径分布为50～300nm。

可选地，步骤b)中，所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的任一种。

可选地，步骤b)中，所述改性剂和引发剂的质量比为100～150:1。