[发明专利]生物降解型吸水膨胀堵漏剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物降解型吸水膨胀堵漏剂及其制备方法。所述生物降解型吸水膨胀堵漏剂由如下重量份数的原料制成：丙烯酸30～80份；丙烯酰胺0～40份；2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸0～20份；引发剂0.1～0.35份；中和剂30～65份；还原剂0.1～0.35份；交联剂0.2～0.5份；浒苔粉3～10份；膨润土30～50份；水50～120份；坚果壳0～20份；云母0～10份；蛭石0～10份。本发明制得的膨胀堵漏剂结构稳定，强度高，黏弹性好，在井底高温高压环境下依旧具有良好的膨胀能力和抗压能力，堵漏效果好，在土壤环境中可完全生物降解，对环境具有友好性。

技术领域

本发明属于地质钻探及石油钻井堵漏作业技术领域，具体涉及一种生物降解型吸水膨胀堵漏剂及其制备方法。

背景技术

井漏是钻井工程中工作流体漏失到地层中的一种井下复杂情况，是钻井作业中最普遍、最常遇到的复杂难题之一。由于井漏引发的井下复杂情况对钻井、完井施工危害十分严重，因此井漏一直是国内外石油工程界十分关注的问题。钻井作业中，一旦发生漏失，不只延误钻井时间，损失钻井液，破坏油气层，影响地质录井工作的正常进行，而且还可能造成井壁失稳从而引发井塌、卡钻、井喷等一系列复杂情况与事故，如若处理不当的话，还会导致井眼报废，使得经济产生重大损失。及时的处理井漏、维持正常钻进是十分重要的工作。因此，堵漏剂在处理井漏过程中起到非常重要的作用，研发低成本、高效率的环境友好型堵漏剂就十分必要了。

井漏问题是制约石油与地质勘探开发的主要技术难点。目前，国内外最常使用的堵漏技术主要以桥塞堵漏技术为主，但这类堵漏技术主要存在如下的一些缺陷：一、地层的裂缝开度往往无法准确掌握，在选择材料粒度、浓度时多依靠现场经验，往往容易发生重复漏失，造成人力、物力、财力的巨大损失；二、堵漏材料自身的膨胀性较差或不具备膨胀性，在外力作用下不易在裂缝内形成稳定的堵塞；其三、堵漏材料的可变形性较差，容易在裂缝面上堵塞，不能深入地层内部堵塞。针对上述这些堵漏缺陷，膨胀堵漏剂具有较大发展空间。

目前应用最为广泛的吸水性聚合物是聚丙烯酰胺，但其吸水速度太快，用于堵漏作业时，容易造成泵送困难，并且会影响钻井液性能，其中部分堵漏剂由于颗粒过大无法进入漏层，从而导致堵漏效果的削弱。在对一些大裂缝、高渗透地层，吸水树脂的强度达不到堵漏要求，因此单独使用聚合物凝胶体系进行堵漏作业，效果并不理想，而且聚丙烯酰胺类降解速度慢，时间长、使用过多会对环境造成不良的影响。目前也有尝试采用丙烯酸单体和淀粉聚合反应制备的自降解堵漏剂，此类堵漏剂虽然能够自然降解，但其一方面由于吸水速度太快，用于堵漏作业时容易造成泵送困难，另一方面其强度较低，抗压膨胀性能较差，堵漏效果并不好。

发明内容

针对现有膨胀堵漏材料存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种完全可生物降解、强度高、黏弹性好、在井底高温高压环境下具有良好的膨胀能力和抗压能力的生物降解型吸水膨胀堵漏剂。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

生物降解型吸水膨胀堵漏剂，由如下重量份数的原料制成：丙烯酸30～80份；丙烯酰胺0～40份；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸0～20份；引发剂0.1～0.35份；中和剂30～65份；还原剂0.1～0.35份；交联剂0.2～0.5份；浒苔粉3～10份；膨润土30～50份；水50～120份；坚果壳0～20份；云母0～10份；蛭石0～10份。

作为优选的技术方案，生物降解型吸水膨胀堵漏剂由如下重量份数的原料制成：丙烯酸40～70份；丙烯酰胺10～30份；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸5～15份；引发剂0.1～0.35份；中和剂30～65份；还原剂0.1～0.35份；交联剂0.2～0.5份；浒苔粉3～10份；膨润土30～50份；水50～120份；坚果壳5～15份；云母2～10份；蛭石2～10份。

作为优选的技术方案，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵等过氧化类引发剂。