[发明专利]一种天然气水合物钻井液用暂堵剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种天然气水合物钻井液用暂堵剂及其制备方法。所述暂堵剂为壳核结构，包括具有多孔通道的内核陶瓷粒和通过硅烷偶联剂接枝于内核外的聚合物外壳；所述多孔通道内包括生物酶聚合物胶束；所述聚合物外壳的成分包括纤维素衍生物；所述生物酶聚合物胶束为生物酶被包载于两亲嵌段共聚物的疏水内核中，所述两亲嵌段共聚物包括亲水嵌段A与疏水嵌段B。所述暂堵剂具有储层保护及协同防砂效果，且可通过生物酶调控陶瓷粒表面接枝聚合物的降解时间。

技术领域

本发明涉及天然气水合物钻井液领域，具体涉及一种天然气水合物钻井液用暂堵剂及其制备方法。

背景技术

天然气水合物作为潜在的油气接替资源，具有分布范围广、能量密度大等特点。海域天然气水合物钻采，尤其是水平井等复杂结构井钻采面临一系列的重大技术难题，其中钻井液侵入所导致的井壁失稳和储层损害问题，以及产气出砂堵塞问题一直未得到有效解决，亟需研制既具有封堵能力又具有良好储层保护效果，同时能够起到防砂作用的水合物钻井液用暂堵材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气水合物钻井液用暂堵剂及其制备方法。

本发明针对海域天然气水合物地层井壁稳定、储层损害和出砂堵塞问题，制备了一种具有储层保护及协同防砂效果的天然气水合物钻井液用暂堵剂，可通过生物酶调控陶瓷粒表面接枝聚合物的降解时间。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种天然气水合物钻井液用暂堵剂，如图1所示，所述暂堵剂为壳核结构，包括具有多孔通道的内核陶瓷粒和通过硅烷偶联剂接枝于内核外的聚合物外壳；所述多孔通道内包括生物酶聚合物胶束；

所述聚合物外壳的成分包括纤维素衍生物；

所述生物酶聚合物胶束为生物酶被包载于两亲嵌段共聚物的疏水内核中，所述两亲嵌段共聚物包括亲水嵌段A与疏水嵌段B。

根据本发明的暂堵剂，优选地，所述纤维素衍生物选自羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)和羟丙基纤维素(HPC)中的一种或两种以上的组合。

根据本发明的暂堵剂，优选地，所述亲水嵌段A选自聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、透明质酸或聚丙烯酸葡聚糖；所述疏水嵌段B选自聚乙交酯、聚丙交酯、聚己内酯、聚乙丙交酯、聚碳酸酯、聚酰胺酯或聚醚酯。

根据本发明的暂堵剂，优选地，所述亲水嵌段A与疏水嵌段B的质量比为4:6～6:4。

根据本发明的暂堵剂，优选地，所述生物酶与两亲嵌段共聚物的质量比为1:9～1:1。

根据本发明的暂堵剂，优选地，所述生物酶选自纤维素酶、半纤维素酶、酯酶和工业蛋白质酶中的一种或两种以上的组合。

根据本发明的暂堵剂，优选地，所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)中的一种或两种以上的组合。

根据本发明的暂堵剂，优选地，所述生物酶聚合物胶束的平均粒径为50nm～220nm。

根据本发明的暂堵剂，优选地，所述陶瓷粒的平均粒径为40μm～60μm，平均孔隙直径为3μm～5μm。

本发明另一方面提供一种以上天然气水合物钻井液用暂堵剂的制备方法，如图1所示，该制备方法包括以下步骤：

采用薄膜水化法制备所述生物酶聚合物胶束；

将所述生物酶聚合物胶束与陶瓷粒共同浸泡于蒸馏水中，使所述生物酶聚合物胶束进入陶瓷粒的多孔通道中，浸泡完成后晾干，得到所述内核陶瓷粒；