[发明专利]疏水改性型吸水膨胀树脂及其制备方法

说明书

一种用于油田钻井领域中的吸水膨胀树脂堵漏助剂及其制备方法：先将水放入自制反应罐中，搅拌中缓慢加入丙烯酰胺、丙烯酸、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸；待完全溶解后，缓慢加入NaOH溶液，调pH值至9‑10；加入增强剂，搅拌分散均匀；通氮气，再依次加入交联剂、引发剂，升温至40‑70℃反应2‑5h，取出切块、烘干、粉碎造粒过筛待用；加入疏水改性剂溶液中，缓慢升温，待反应结束后，取出样品烘干，得疏水改性型吸水膨胀树脂。本发明产品具有明显的延迟吸水膨胀特征，在井筒中膨胀缓慢，到达漏失称为后可继续膨胀，从而可有效地改善漏失地层，达到修复的效果。

技术领域

本发明涉及一种用于油田钻井领域中所用的一种堵漏助剂。

背景技术

井漏是钻井、固井、测井、修井过程中存在的复杂问题，它使钻井液从井眼漏入漏失通道，不仅耗费大量的泥浆和堵漏材料，而且可能造成井塌、卡钻、井喷，甚至导致井眼报废等重大事故，造成巨大的经济损失。由于井漏发生率较高，据统计，全世界井漏发生率占钻井总数的20%~25%，而井漏的处理是石油钻井中的难点，特别是复杂井漏问题尤为棘手，恶性井漏损失占井漏总损失的50%以上，且堵漏很难成功，因此亟需加强恶性井漏的防治研究。井漏处理不当，可能会引起恶性井下事故，造成严重的环境污染。在钻井防漏过程中钻井用的堵漏材料是必不可少的一种材料，钻井防漏堵漏的成功率直接取决于堵漏材料性能的优劣。

长期以来，工程技术人员针对不同情况的井漏，在实践中对各种堵漏材料进行了优选，目前国内堵漏剂以及堵漏技术的研究取得了很大的进步，解决了许多实际问题，但仍有一些不足，这些材料的共同缺陷在于：一是堵漏过程中其自身的可变形性较差，稍大于漏层孔隙裂缝或是与漏层孔隙裂缝形状不匹配的颗粒就不易进入，在漏层表面形成堆积，并未深入漏层；二是大部分堵漏材料不具有膨胀性或只有微小的膨胀量，在外部作用力的作用下不易稳定地滞留在漏层当中。由于上述原因，使用这些材料处理井漏时，往往易造成堵漏效果不佳和堵漏后发生重复性漏失。膨胀性堵漏材料虽然在解决上述两个问题方面具有一定的优势，但是常规膨胀堵漏材料其膨胀速度一般难以控制，通常由地面到进入漏失通道的过程需要几个小时，但是优良的吸水膨胀材料在此时间段内会高速吸水，体积大幅膨胀，影响了实际的堵漏效果。

如何控制吸水树脂在泵送过程中不发生膨胀，到达漏失地层之后在发生吸水膨胀是一个难题，为了使吸水树脂堵漏材料更好的发挥膨胀堵塞作用，围绕其延时膨胀，主要有包裹法、非水携带液和接枝疏水性单体等方法。其中疏水改性的优点在于：疏水改性剂通过离子交换方法接枝吸水树脂表面，对水分子进入吸水树脂内部有抑制作用，可以减缓吸水树脂的吸水膨胀。从生产工艺及现场施工角度考虑，通过表面疏水改性来达到吸水树脂延迟吸水膨胀是最简单最有效的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是常规膨胀材料在井筒中快速膨胀而进入漏失层位后膨胀性能降低。通过离子交换法在吸水膨胀树脂表面接枝疏水链，使其在吸水膨胀初期水分不易进入树脂颗粒内部，随着地层温度等其他条件的影响，树脂疏水性能逐渐降低，吸水膨胀能力逐渐增强，从而有效的延迟树脂吸水膨胀性能，使堵漏材料在漏失通道中最大限度的发挥作用，提高堵漏材料的实际应用效果。

本发明所述疏水改性型吸水膨胀树脂，由以下组分制备而成，各组分按质量百分比计： 60%-80%的蒸馏水，5%-10%的丙烯酰胺(AM)，5%-10%的丙烯酸(AA)，2%-5%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)，0.01%-0.5%交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，0.01%-0.3%引发剂，2%-5%的增强剂，5%-10%的疏水改性剂。

一般地，所述疏水改性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基苄基二甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基苄基二甲基氯溴化铵或十六烷基吡啶基氯中的任意一种。

所述引发剂为过硫酸铵、无水亚硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸钠中的任意两种，混合配比为1:9.5-5:1。