一种超支化纳微米封堵材料及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107686721A(43)申请公布日2018.02.13(21)申请号201610628329.1C08G83/00(2006.01)(22)申请日2016.08.03(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100028北京市朝阳区中国北京朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院(72)发明人李大奇刘四海苏俊霖张凤英陈曾伟褚奇赵素丽刘金华王西江胡子乔(74)专利代理机构北京知舟专利事务所(普通合伙)11550代理人周媛(51)Int.Cl.C09K8/24(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种超支化纳微米封堵材料及制备方法(57)摘要本发明公开一种超支化纳微米封堵材料及制备方法。封堵材料由包括以下组分的原料聚合而得：二乙烯化合物、胺基化合物、哌嗪或哌啶类化合物；二乙烯化合物、胺基化合物、哌嗪或哌啶类化合物的摩尔比为(1～3):(1～2):(1～2)。制备方法包括：所述组分按所述用量搅拌混合在氮气保护下经聚合反应制得所述纳微米封堵材料。本发明的堵漏材料能够在钻井液中良好分散，且保持粒度稳定的纳微米封堵材料，用于减少微裂隙地层的孔隙度及渗透率，提高微裂隙地层的结构完整性，扩展实钻安全密度窗口，强化井筒稳定性。CN107686721ACN107686721A权利要求书1/1页1.一种超支化纳微米封堵材料，其特征在于是由包括以下组分的原料聚合而得：二乙烯化合物、胺基化合物、哌嗪或哌啶类化合物；二乙烯化合物、胺基化合物、哌嗪或哌啶类化合物的摩尔比为(1～3):(1～2):(1～2)。2.如权利要求1所述的超支化纳微米封堵材料，其特征在于：所述二乙烯化合物为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基砜中的一种。3.如权利要求2所述的超支化纳微米堵材料，其特征在于：所述胺基化合物为1-(2-胺乙基)哌嗪、N-甲基乙二胺、N-乙基乙二胺、N-甲基-1,3-丙二胺中的一种。4.如权利要求3所述的超支化纳微米封堵材料，其特征在于：所述哌啶类化合物为4,4-三次甲基-二哌啶。5.一种如权利要求1～4之一所述的超支化纳微米封堵材料的制备方法，其特征在于所述方法包括：所述组分按所述用量搅拌混合在氮气保护下经聚合反应制得所述超支化纳微米封堵材料。6.如权利要求1所述的超支化纳微米封堵材料的制备方法，其特征在于：反应温度为40-50℃；反应时间为12-48h。7.如权利要求1所述的超支化纳微米封堵材料的制备方法，其特征在于：用甲醇沉淀反应混合物，经过滤、甲醇洗涤、真空干燥，得白色固体粉末。2CN107686721A说明书1/4页一种超支化纳微米封堵材料及制备方法技术领域[0001]本发明涉及石油钻井领域，进一步地说，是涉及一种超支化纳米封堵材料及制备方法。背景技术[0002]井壁失稳是困扰钻井界多年亟待解决而又未解决好的重大工程难题。井壁失稳会导致漏、喷、塌、卡、斜等一系列井下复杂情况和工程事故的发生，延长钻井周期、增大钻井成本，严重影响油井的快速、优质钻进和石油开发的经济效益。当前，随着石油勘探开发向深部、复杂和非常规地层挺进，井壁失稳越来越成为制约这些地区油气开发的首要问题。据统计，深部地层井壁失稳引起的复杂时效占钻井复杂的35％左右，其中90％左右的井壁失稳发生在泥页岩地层，而这其中最常见且影响最严重的是含裂隙硬脆泥页岩地层，有三分之二上的泥页岩井壁失稳问题发生在该类地层。[0003]研究表明，水基钻井液中的水进入近井壁多孔介质岩石而伴随发生的水化作用和压力传递是井壁失稳的最主要原因。水的进入一方面使得近井壁地层岩石孔隙压力增高，围岩有效应力减小，引起井眼周围岩石应力分布发生严重变化与恶化，另一方面，泥页岩岩石吸水后强度降低，从而导致符合稳定准则的岩石发生失稳垮塌。因此，有效地阻止或减缓水进入地层并隔断井筒压力向地层传递是稳定井壁的前提。[0004]为了阻水进入地层，国内外钻井界研究工作者先后广泛采用了化学抑制和物理封堵，见到良好效果，但该问题一直没有得到根本解决。化学抑制是通过改变水的性质造成岩石矿物对水不敏感来达到钝化岩石水敏性的目的，着眼点在抑制膨胀，不能阻止水的进入，不能隔断压力传递，因此，不能防止非水敏性地层(如硬脆性泥页岩)失稳的发生；物理封堵则是通过多级分布的固体粒子在多孔介质孔隙、孔喉、微裂缝处的桥塞、填充沉积来形成阻挡层，达到隔绝水流通路、阻止压力传递的目的。[0005]对于泥页岩的物理封堵，因为泥页岩孔径大小分布在0.001～0.01μm，而水分子的尺寸约为0.4nm，泥浆中的粘土颗粒多数在悬浮体范围(0.1～2μm)，所以，必须向钻井液中外加纳米级材料才能满足最后一级致密封堵的需要。[0006