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一种增强型堵漏凝胶及其制备方法


技术摘要:
本发明公开了一种增强型堵漏凝胶及其制备方法,所述增强型堵漏凝胶,按重量百分比计,包括0.5‑2%的聚丙烯酰胺类聚合物,2‑5%的纳米增强剂,1‑3%的纤维增强剂,0.1‑5%的交联剂,0.1‑0.5%的抗氧化剂;余量为水。所述制备方法包括以下步骤:首先将抗氧化剂溶于  全部
背景技术:
井漏是钻井作业中最严重的问题之一。当使用高密度泥浆来克服地层压力时,钻 井液在自然裂缝或诱发裂缝中流失。频繁的井漏会延长钻井非生产时间,成本平均约为高 温高压井的15%。超高压、裂缝的存在、枯竭储层钻井等异常条件使孔隙压力和压裂梯度之 间的泥浆密度窗口缩小,使地层容易被高密度泥浆破坏。 堵漏作业通常是通过泵送设备将堵漏材料泵送至漏层,待堵漏材料在漏失层形成 有效封堵后,再进行后续钻井工作。近年来,采用不同分子量及水解度的聚丙烯酰胺(PAM) 材料在井眼强化技术中广泛应用。当聚丙烯酰胺配合交联剂使用时,可以在不同的温度下 实现可控交联形成凝胶。目前,国内外有多家研发机构开发出了多种的交联型聚合物基的 堵漏材料和工艺,但对裂缝性、溶洞性漏失仍没有取得突破性的进展。其中一项比较难以突 破的工作在于成胶后冻胶强度较低,在钻进过程中波动压力作用下难以达到有效封堵。
技术实现要素:
针对上述问题,本发明旨在提供一种增强型堵漏凝胶及其制备方法,所述凝胶通 过在交联聚合物网络体系中引入无机纳米颗粒及纤维复合掺料,并凭借纳米颗粒及纤维复 合掺料与凝胶网络形成的氢键作用,使得聚合物凝胶能在高温条件下具备高成胶强度和高 剪切韧性等特点,从而提升堵漏凝胶的封堵、承压能力。 本发明的技术方案如下: 一方面,提供一种增强型堵漏凝胶,按重量百分比计,包括0.5-2%的聚丙烯酰胺 类聚合物,2-5%的纳米增强剂,1-3%的纤维增强剂,0.1-5%的交联剂,0.1-0.5%的抗氧 化剂;余量为水。 作为优选,所述聚丙烯酰胺类聚合物为分子量1000000-5000000Daltons,水解度2 ~25%的丙烯酰胺类聚合物。 作为优选,所述聚丙烯酰胺类聚合物为聚丙烯酰胺、丙烯酰胺与丙烯酸共聚物、丙 烯酰胺与2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸共聚物、丙烯酰胺与丙烯酸叔丁酯中的一种或多种。 作为优选,所述纳米增强剂为无机纳米颗粒,所述无机纳米颗粒的粒径为20- 80nm。 作为优选,所述无机纳米颗粒为二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、二氧化锰颗粒中的 一种或多种。 作为优选,所述纤维增强剂为植物纤维粉。作为优选,所述植物纤维粉目数为40- 80目。 作为优选,所述纤维增强剂为核桃壳粉、椰壳粉、枣核粉中的一种或多种。 作为优选,所述交联剂为酚醛树脂水溶性缩聚物。 3 CN 111574976 A 说 明 书 2/3 页 作为优选,所述抗氧化剂为亚硫酸氢钠或硫脲。 另一方面,还提供一种增强型堵漏凝胶的制备方法,包括以下步骤:首先将抗氧化 剂溶于水中;然后将聚丙烯酰胺类聚合物、纳米增强剂、纤维增强剂和交联剂依次分散于水 中,混合均匀得到增强型堵漏凝胶基液;所述增强型堵漏凝胶基液交联反应2-12h后,得到 所述增强型堵漏凝胶。 在使用本发明时,先将抗氧化剂充分溶解于水中,然后将聚丙烯酰胺类共聚物、纳 米增强剂、纤维增强剂和交联剂依次均匀分散于水中,混合均匀后得到增强型堵漏凝胶材 料基液,然后将所述基液泵入漏失地层中,关井蹩压,待交联反应完成后形成增强型堵漏凝 胶,侯堵,在实现有效封堵后恢复钻进或生产。 与现有技术相比,本发明具有如下优点: 本发明采用的凝胶材料为聚丙烯酰胺类聚合物,其对于裂缝性地层有着优异的渗 透能力,通过交联剂的作用可以实现一定温度下的可控时间交联作用形成冻胶;通过采用 纳米增强剂和纤维增强剂,在不影响交联时间的前提下,利用纳米颗粒及纤维复合掺料与 凝胶网络形成的氢键作用,显著提升冻胶强度和剪切韧性,从而实现对裂缝性、溶洞性等漏 失地层形成有效封堵,提高一次堵漏成功率和承压能力。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可 以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本发明增强型堵漏凝胶基液高温高压稠化测试结果示意图。
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