[发明专利]耐高温高强度触变型凝胶堵漏剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种耐高温高强度触变型凝胶堵漏剂及其制备方法与应用，所述凝胶堵漏剂包括以下质量百分比的原料组成：丙烯酰胺单体8‑20％，活性聚合物0.05‑0.5％，有机聚合物交联剂0.1‑1.0％，树脂增韧剂3.0‑8.0％，流型调节剂1.0‑5.0％，交联调节剂0.01‑0.5％，余量为水。本发明的凝胶溶液在剪切流动过程中表观黏度较低，容易泵入井筒并进入地层漏失通道；停止泵入后凝胶溶液黏度迅速增大，且具有很强粘附力，易在漏失通道内驻留，形成高强度封隔层，隔断井筒和地层，防止钻井液继续漏失。本发明的凝胶堵漏剂具有耐高温、高强度和触变性的优点，可用以解决高温深层裂缝性漏失地层的井漏难题。

技术领域

本发明涉及一种耐高温高强度触变型凝胶堵漏剂及其制备方法与应用，属于钻井液堵漏技术领域。

背景技术

井漏是一种钻井施工过程中钻井液大量漏入所钻地层的现象，是裂缝性复杂地层最常见的钻井工程难题。井漏不仅耗费钻井时间，损失大量钻井液，处理不当还可能引起井塌、井喷、卡钻等井下复杂事故，甚至导致井眼报废，造成重大经济损失。因此，有效解决井漏问题对于确保井下安全、提高钻井速度、节约钻井成本至关重要。

高分子凝胶堵漏剂是常用且有效的堵漏剂之一，通过向漏失层位注入一定量的凝胶堵漏剂溶液，固化后将裂缝封堵，起到隔离钻井液与地层流体的作用。其中，凝胶堵漏剂的性能好坏是堵漏成功与否的关键。目前采用的凝胶堵漏剂在现场应用已取得比较好的效果，但是随着油气勘探开发向深层拓展，高温、高压成为钻井堵漏面临的主要难题之一，对凝胶堵漏剂的抗高温和高承压封堵性能提出了更高要求。此外，对于裂缝性发育地层，由于重力沉降等因素影响，常规堵漏剂溶液对垂向裂缝空间难以实现有效充填，导致裂缝中上部封堵效果差。

针对上述问题，本申请发明人所在团队分别通过中国专利文件CN109825269A和CN109796949A提供了一种剪切响应型凝胶堵漏剂和一种抗高温凝胶堵漏剂。剪切响应型凝胶堵漏剂主要由聚合物复合单体、固相有机大分子交联剂、引发剂、流变调控剂和增韧剂组成，凝胶溶液具有“剪切稀释、静置增稠”的剪切响应性质。抗高温凝胶堵漏剂主要由乙烯基聚合单体、固相有机大分子交联剂、引发剂、粒子增韧剂和纤维增韧剂组成。上述两种凝胶的主要成胶原理是乙烯基单体与固相有机大分子交联剂上的乙烯基之间的聚合反应，形成以聚合物为主的体型骨架结构，与常规凝胶相比成胶后抗温性能有所提升，但仍难以适用于高温(大于120℃)地层的高强度长期封堵要求。

因此，有必要研发一种兼具耐高温、高强度和高触变性质的凝胶堵漏剂，用以解决高温深层裂缝性漏失地层的井漏难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐高温高强度触变型凝胶堵漏剂及其制备方法与应用。本发明的凝胶溶液在剪切流动过程中表观黏度较低，容易泵入井筒并进入地层漏失通道；停止泵入后凝胶溶液黏度迅速增大，且具有很强粘附力，容易在漏失通道内驻留；在一定温度条件下交联固化，生成凝胶，在漏失通道中形成耐高温高强度封隔层，隔断井筒和地层，防止钻井液继续漏失。

本发明的技术方案如下：

一种耐高温高强度触变型凝胶堵漏剂，包括以下质量百分比的原料组成：丙烯酰胺单体8-20％，活性聚合物0.05-0.5％，有机聚合物交联剂0.1-1.0％，树脂增韧剂3.0-8.0％，流型调节剂1.0-5.0％，交联调节剂0.01-0.5％，余量为水。

根据本发明，优选的，所述的耐高温高强度触变型凝胶堵漏剂，包括以下质量百分比的原料组成：丙烯酰胺单体12-18％，活性聚合物0.1-0.3％，有机聚合物交联剂 0.3-0.8％，树脂增韧剂4.0-7.0％，流型调节剂2.0-4.0％，交联调节剂0.05-0.2％，余量为水。

根据本发明，优选的，所述活性聚合物为表面带有羟甲基基团(-CH₂OH)的可缩聚大分子聚合物，所述活性聚合物的粘均分子量为500-1300万；

进一步优选的，所述活性聚合物按如下方法制备得到：