[发明专利]一种包覆橡胶颗粒、其制造方法及其应用

说明书

本发明涉及一种包覆橡胶颗粒、其制造方法及其作为堵漏材料在钻井液中的应用。本发明的包覆橡胶颗粒具有橡胶内核和包覆层，其中所述内核的氟元素含量(原子％)为0‑15％，所述包覆层的氟元素含量(原子％)为30‑80％，并且所述包覆橡胶颗粒的24h吸油率为4％以下。本发明的包覆橡胶颗粒的耐油性良好，特别适合作为堵漏材料用于钻井液，特别是油基钻井液。

技术领域

本发明涉及钻井技术领域。具体地说，本发明涉及一种包覆橡胶颗粒、其制造方法及其作为堵漏材料在钻井液中的应用。

背景技术

近年来，随着油气勘探开发的进行，深井、复杂地层井逐渐增多，而且钻井施工过程中各种复杂事故频发，尤其是井漏问题更加突出。发生漏失井的数量、漏失量、漏失时间均居高不小，而且堵漏效果也不是很理想，不仅造成了巨大的经济损失，也大大延缓了勘探开发的进程。

目前，常用的堵漏材料按不同机理和功能主要有桥接类堵漏材料、高失水堵漏材料、保护产层的暂堵材料、化学堵漏材料、无机胶凝堵漏材料和软(硬)塞类堵漏材料等几大类。这些堵漏材料的应用在一定程度上大大减小了因井漏造成的损失。

发明内容

本发明的发明人发现，在当前页岩油气的开发过程中通常使用油基钻井液，由于页岩地层特殊的地质构造和岩性发育特征，井漏时常发生，但目前油基钻井液堵漏缺少专门的油基钻井液堵漏材料，仍使用常规水基钻井液堵漏材料，而一些水基钻井液用弹性堵漏材料具有油溶性，在油基钻井液中会发生溶解，不具备承压堵漏性能，无法适用油基钻井液堵漏。本发明的发明人还发现，水基钻井液堵漏材料多为亲水性材料，与油基钻井液配伍性差，容易受到钻井液侵污而影响堵漏效果或者反向影响钻井液性能，导致井下复杂事故。本发明的发明人进一步发现，具有弹塑性的堵漏颗粒通常具有油溶性，即使耐油橡胶，在油基钻井液中长时间浸泡也会发生部分溶解，引起橡胶强度、弹性等性能下降，从而造成无法形成有效的堵漏或钻井过程中引发复漏。由此可见，现有技术缺少强度高、耐油且具有弹塑性能的堵漏产品。本发明基于这些发现而完成。

具体而言，本发明涉及以下方面的内容。

1.一种包覆橡胶颗粒，具有橡胶内核和包覆层，其中所述内核的氟元素含量(原子％)为0-15％(优选0-8％)，所述包覆层的氟元素含量(原子％)为30-80％(优选40-65％)，并且所述包覆橡胶颗粒的24h吸油率为4％以下(优选3％以下，更优选1.5-2.5％)。

2.前述或后述任一方面所述的包覆橡胶颗粒，其中所述包覆层的高价金属含量(原子％)与所述内核的高价金属含量(原子％)之比为1-10(优选1.2-3)，和/或，所述高价金属选自铝、钙、钛、镁、钡和硅中的至少一种(优选选自钙和硅中的至少一种，特别是钙)，和/或，所述包覆层的高价金属含量(原子％)为0.15-0.50％(优选0.20-0.30％)，和/或，所述内核的高价金属含量(原子％)为0.05-0.2％(优选0.10-0.15％)，和/或，所述包覆层的金属碳比A(原子比)为0.003-0.01(优选0.004-0.008)，和/或，所述内核的金属碳比B(原子比)为0.0008-0.003(优选0.001-0.002)，和/或，所述金属碳比A与所述金属碳比B的比例为2-13(优选3-6)，和/或，所述包覆层的氟碳比(原子比)为1-3(优选1.2-1.8)，和/或，所述内核的氟碳比(原子比)为0-0.25(优选0-0.12)。

3.前述或后述任一方面所述的包覆橡胶颗粒，其中所述橡胶选自天然橡胶、合成橡胶及其复合材料中的至少一种，和/或，所述包覆层包含无机颗粒(优选无机纳米颗粒，特别是选自碳酸钙纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒和硅铝纳米颗粒中的至少一种)，和/或，所述包覆层包含含氟聚合物(优选氟代聚烯烃，特别是选自四氟乙烯均聚物、四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯均聚物、偏氟乙烯共聚物、六氟丙烯均聚物和六氟丙烯共聚物中的至少一种)。