[发明专利]弱交联共聚物及其制备方法和作为堵漏剂的应用以及水基钻井液及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及石油工业的钻井领域，具体地，涉及一种弱交联共聚物及其制备方法和作为堵漏剂的应用以及水基钻井液及其应用。

背景技术

钻井过程中井漏普遍存在，且井漏问题是制约安全、顺利、高效钻井的重要因素。钻井过程时常会因为发生裂缝性、孔洞性、诱导性等复杂漏失而造成巨大经济损失。据国外统计，当前钻井井下所遇复杂问题造成的经济损失中，井漏问题导致的就占58.5％以上。常规的堵漏方法主要采用停钻堵漏、堵完再钻的方式，虽然这种方式能处理一些仅有数条大裂缝的地层，但面对裂缝很多、位置不确定、一旦钻遇就发生漏失的地层是无效的。而且每次停钻堵漏都要花费较多时间和人力物力，造成钻井成本持续攀升，甚至造成无法钻达目的层，使全井报废的事故。

随钻防漏堵漏技术就是在钻井液中引入一定浓度的由尺寸合适、强度较高的颗粒状物质按合理级配形成的封堵剂，当裂缝扩大到致漏程度时，封堵颗粒随着钻井液漏失进入裂缝中，大的封堵颗粒在裂缝中某个位置卡死架桥，较小的封堵颗粒填充裂缝中剩余空间，最终堵死裂缝，实现即堵。

目前发展的随钻堵漏剂主要有沥青、纤维状材料、膨胀性材料及其它刚性材料等。这些材料的使用虽然可以解决部分漏失问题，但还是存在一系列问题，主要表现为：当这些随钻堵漏材料与地层裂缝或孔隙尺寸不匹配时，堵漏效果则很差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的随钻堵漏材料难以与地层裂缝或孔隙尺寸良好匹配而堵漏效果差的缺陷，提供了一种能够在随钻过程中自发地根据地层裂缝或孔隙尺寸改变自身形态有效实现封堵的弱交联共聚物及其制备方法和作为堵漏剂的应用以及水基钻井液及其应用。

为了实现上述目的，本发明提供一种弱交联共聚物，该弱交联共聚物含有式(1)所示的结构单元、式(2)所示的结构单元和式(3)所示的结构单元，且所述弱交联共聚物中交联子结构的含量为0.1-1重量％，其中：

式(1)式(2)

式(3)

其中，R¹、R^1'、R²、R^2'、R⁶和R^6'各自独立地选自H和C1-C6的烷基；R³选自C0-C6的亚烷基；R⁴选自-COOM、-SO₃M或-CO-NH-R⁵-SO₃M，R⁵选自C0-C6的亚烷基，M选自H或碱金属元素；R⁷选自H或C1-C20的烷基。

本发明还提供了一种弱交联共聚物的制备方法，该方法包括：在含水溶剂中，在氧化-还原引发体系、交联剂和乳化剂存在下，将式(1')所示的化合物、式(2')所示的化合物和式(3')所示的化合物进行乳液聚合，其中，所述交联剂的用量使得所得的弱交联共聚物中交联子结构的含量为0.1-1重量％，

式(1')式(2')

式(3')

其中，R¹、R^1'、R²、R^2'、R⁶和R^6'各自独立地选自H和C1-C6的烷基；R³选自C0-C6的亚烷基；R⁴选自-COOM、-SO₃M或-CO-NH-R⁵-SO₃M，R⁵选自C0-C6的亚烷基，M选自H或碱金属元素；R⁷选自H或C1-C20的烷基。

本发明还提供了由上述方法制得的弱交联共聚物。

本发明还提供上述弱交联共聚物或由上述方法制得的弱交联共聚物在钻井液中作为堵漏剂的应用。

本发明还提供了一种含有上述弱交联共聚物作为堵漏剂的水基钻井液。

本发明还提供了上述水基钻井液在油气钻井中的应用。

本发明提供的弱交联共聚物能够在水基钻井液作为堵漏剂用，并形成微粒状，从而在钻井过程中通过吸水溶胀来调节自身微粒形态，来适于不同地层裂缝或孔隙尺寸的封堵，能够有效地降低钻井液滤失量。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。