[发明专利]一种膨胀颗粒复合堵水剂及其制备方法和堵水施工方法

权利要求书

1.一种膨胀颗粒复合堵水剂，其特征在于包括膨胀颗粒、固化颗粒和固化剂；所述膨胀颗粒与所述固化颗粒的粒径比为1000～10000:1；所述固化剂与固化颗粒的质量比为2～5:50；使用前，所述膨胀颗粒、固化颗粒和固化剂分开独立保存。

2.根据权利要求1所述的一种膨胀颗粒复合堵水剂，其特征在于所述膨胀颗粒的粒径为10～500μm，所述固化颗粒的粒径为10～50nm。

3.根据权利要求1所述的一种膨胀颗粒复合堵水剂，其特征在于所述固化颗粒包括具有核壳结构的改性纳米二氧化硅颗粒，所述改性纳米二氧化硅颗粒的核心为纳米二氧化硅，所述纳米二氧化硅的表面接枝超支化聚合物。

4.根据权利要求3所述的一种膨胀颗粒复合堵水剂，其特征在于所述超支化聚合物的分子链上含有酰胺基和/或羧基。

5.根据权利要求4所述的一种膨胀颗粒复合堵水剂，其特征在于所述超支化聚合物为苯乙烯。

6.根据权利要求3所述的一种膨胀颗粒复合堵水剂，其特征在于所述接枝为所述纳米二氧化硅的表面通过硅烷偶联剂与超支化聚合物连接。

7.根据权利要求1所述的一种膨胀颗粒复合堵水剂，其特征在于所述膨胀颗粒的原料及其质量组成为：丙烯酰胺单体8％～16％，抗温抗盐单体2％～5％，填充剂16％～24％，引发剂，用量为所述单体总质量的0.2％～1％；交联剂，用量为所述单体总质量的0.1％～5％；其余为水；

所述抗温抗盐单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸盐、N-乙烯基吡咯烷酮、N-烷基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺中的至少一种；所述填充剂为纳米蒙脱石、蛭石、橡胶粉、纳米纤维素、活性氧化铝中的至少一种；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丙基脒唑啉盐酸盐中的至少一种；所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、甲醛、酚醛树脂、四烯丙基氯化铵中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种膨胀颗粒复合堵水剂，其特征在于所述固化剂为乙二胺、三甲基六亚甲基二胺、六亚甲基四胺、多聚甲醛、聚壬二酸酐、偏苯三酸酐、对甲苯磺酸、苯磺酰氯、双氰胺、二苯基甲基咪唑中的任一种或多种。

9.权利要求1-8任一所述的一种膨胀颗粒复合堵水剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

制备膨胀颗粒：所述膨胀颗粒通过单体、填充剂在引发剂和交联剂作用下于50℃～70℃聚合交联得到的整体凝胶经造粒、粉碎而成；

制备固化颗粒：将纳米二氧化硅进行烷基化处理；将烷基化后的纳米二氧化硅在水中分散，搅拌下加入乳化剂和引发剂，并加热搅拌至80-90℃，再滴加苯乙烯单体，反应6-10h；反应结束后，冷却至室温，然后洗涤、破乳、干燥，再将干燥后的产物提纯，得到改性纳米二氧化硅颗粒；

制备固化剂；

使用前，膨胀颗粒、固化颗粒和固化剂分开独立保存。

10.权利要求1-8任一所述的一种膨胀颗粒复合堵水剂的堵水施工方法，其特征在于包括以下步骤：

S1)向地层裂缝注入清水；

S2)向地层裂缝注入膨胀颗粒；

S3)将固化颗粒加入清水中搅拌混合均匀，注入地层裂缝；

S4)将固化剂溶于水形成固化剂溶液，并注入地层裂缝。