[发明专利]一种高分子凝胶堵漏剂用活性聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种高分子凝胶堵漏剂用活性聚合物及其制备方法与应用，所述活性聚合物为表面带有羟甲基基团(‑CH₂OH)的可缩聚大分子聚合物；所述活性聚合物是在功能型交联剂、扩链剂、引发剂和乙二胺四乙酸存在下，由疏水单体和丙烯酰胺单体通过反向微乳液聚合制备得到的。所述活性聚合物具有较好的抗温性能，可作为交联剂用于制备凝胶堵漏剂，所制备的凝胶堵漏剂具有较高的耐温性能和较强的成胶强度。

技术领域

本发明涉及一种高分子凝胶堵漏剂用活性聚合物及其制备方法与应用，属于钻井液堵漏领域。

背景技术

井漏是一种钻井施工过程中钻井液大量漏入所钻地层的现象，是裂缝性复杂地层最常见的钻井工程难题。井漏不仅耗费钻井时间，损失大量钻井液，处理不当还可能引起井塌、井喷、卡钻等井下复杂事故，甚至导致井眼报废，造成重大经济损失。因此，有效解决井漏问题对于确保井下安全、提高钻井速度、节约钻井成本至关重要。

高分子凝胶堵漏剂是常用且有效的堵漏剂之一，在处理低温渗透性和小微裂缝性漏失地层时取得了较好的应用效果；但是由于常规凝胶强度较差，对于需要高承压封堵的大裂缝漏失地层处理效果不佳。此外，随着油气勘探开发向深层拓展，高温、高压成为钻井堵漏面临的主要难题之一，对凝胶堵漏剂的抗高温和高承压封堵性能提出了更高要求。

常规聚合物凝胶是由普通单体或聚合物与交联剂反应生成。对于单体交联聚合物凝胶而言，N,N-亚甲基双丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺等是普遍使用的交联剂，但上述交联剂一般不适用于120℃以上的高温地层。其他常用的交联剂包括有机酚醛类和金属离子类，其中金属离子类交联凝胶由于高温易水解一般不宜用于温度较高(＞90℃)地层，有机酚醛类交联剂生成的凝胶的高温稳定性也较差。

因此，为得到耐高温、高强度的凝胶堵漏剂，开发新型交联剂十分必要。例如，中国专利文件CN109825269A中涉及了一种用于配制剪切响应型凝胶堵漏剂的固相有机大分子交联剂，所述固相有机大分子交联剂为具有活性C＝C双键基团的交联剂，能够与乙烯基聚合单体发生交联反应，提高凝胶堵漏剂的交联密度，进而获得具有优异稳定性以及凝胶强度的凝胶体，但是上述固相有机大分子交联剂的耐温性能需进一步提高，所得凝胶堵漏剂的性能也需进一步提高。

因此，有必要研发一种新型聚合物，所述的新型聚合物可作为交联剂，用于与含乙烯基单体发生聚合和缩聚反应生成耐高温、高强度凝胶堵漏剂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高分子凝胶堵漏剂用活性聚合物及其制备方法与应用。本发明的活性聚合物在一定温度条件下可与含乙烯基单体发生聚合和缩聚反应后固化生成高强度凝胶，在漏失通道中形成高强度封隔层，隔断井筒和地层，防止钻井液继续漏失。

本发明的技术方案如下：

一种高分子凝胶堵漏剂用活性聚合物，所述活性聚合物为表面带有羟甲基基团(-CH₂OH)的可缩聚大分子聚合物；所述活性聚合物是在功能型交联剂、扩链剂和引发剂、乙二胺四乙酸存在下，由疏水单体和丙烯酰胺单体通过反向微乳液聚合制备得到的。

根据本发明，优选的，所述的活性聚合物的粘均分子量为500-1300万。

根据本发明，优选的，所述功能型交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺。

根据本发明，优选的，所述扩链剂为乙二胺、三乙醇胺、三羟甲基丙烷、山梨醇中的一种或两种以上的组合。

根据本发明，优选的，所述引发剂为过硫酸钾和/或过硫酸铵。

根据本发明，优选的，所述疏水单体为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯中的一种或两种以上的组合。

根据本发明，上述高分子凝胶堵漏剂用活性聚合物的制备方法，包括步骤如下：