本發(fā)明涉及鉆井液堵漏，具體涉及一種含有有機(jī)硅交聯(lián)劑和納米氧化鋁的凝膠堵漏劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在油氣田開發(fā)過程中，井筒漏失是一個(gè)常見且嚴(yán)重的問題。漏失不僅會(huì)導(dǎo)致鉆井液、完井液的浪費(fèi)，還會(huì)影響井筒的穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致井噴等安全事故。為了有效解決井筒漏失問題，市場上開發(fā)了多種堵漏劑，凝膠堵漏劑因其優(yōu)異的物理化學(xué)性能和較好的堵漏效果，得到了廣泛應(yīng)用。

2、傳統(tǒng)的凝膠堵漏劑主要由部分水解聚丙烯酰胺(hpam)、殼聚糖、交聯(lián)劑等成分組成。這些堵漏劑在一定程度上能夠滿足井筒漏失的堵漏需求，但在面對高溫高壓及復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí)，傳統(tǒng)堵漏劑的性能仍存在一定的局限性。例如，常規(guī)有機(jī)金屬交聯(lián)劑在高溫環(huán)境下易分解，影響堵漏效果，且一些傳統(tǒng)的填充物和增韌劑在提高堵漏劑強(qiáng)度和韌性方面的效果有限。

3、近年來，納米材料由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，逐漸被引入到堵漏劑的研究中。納米材料具有高比表面積和優(yōu)異的機(jī)械性能，能夠顯著提高堵漏劑的整體性能。此外，有機(jī)硅交聯(lián)劑因其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，成為一種潛在的替代傳統(tǒng)有機(jī)金屬交聯(lián)劑的材料。

4、基于此，本發(fā)明提出了一種新型的凝膠堵漏劑，通過引入有機(jī)硅交聯(lián)劑和納米氧化鋁，優(yōu)化了堵漏劑的組成和制備方法，使其在高溫高壓環(huán)境下表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能。同時(shí)，通過調(diào)整各成分的比例，進(jìn)一步提高了堵漏劑的穩(wěn)定性和堵漏效果。本發(fā)明不僅在材料選擇上有所創(chuàng)新，還在制備工藝上進(jìn)行了優(yōu)化，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)思路與現(xiàn)有技術(shù)不同的凝膠堵漏劑，該堵漏劑通過引入有機(jī)硅交聯(lián)劑和納米氧化鋁，具有延遲交聯(lián)的效果，能夠解決高溫深層裂縫性漏失地層的井漏難題，同時(shí)提供了該堵漏劑的制備方法以及在油井堵漏中的應(yīng)用。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是：一種凝膠堵漏劑，按重量百分比計(jì)，包括0.5-4％的部分水解聚丙烯酰胺、1-4％的殼聚糖、0.05-0.5％的三聚磷酸鈉、0.05-3％的有機(jī)硅交聯(lián)劑、0.1-0.3％的分散劑、1-3％的增韌劑、1-2％的納米氧化鋁及余量的水。

3、作為本發(fā)明一種凝膠堵漏劑的進(jìn)一步優(yōu)化：凝膠堵漏劑按重量百分比計(jì)，包括3％的部分水解聚丙烯酰胺、2％的殼聚糖、0.2％的三聚磷酸鈉、2％的有機(jī)硅交聯(lián)劑、0.2％的分散劑、2％的增韌劑、1％的納米氧化鋁及89.6％的水。

4、作為本發(fā)明一種凝膠堵漏劑的進(jìn)一步優(yōu)化：所述部分水解聚丙烯酰胺的分子量為2500-3500萬，部分水解聚丙烯酰胺的水解度為20-30％。

5、作為本發(fā)明一種凝膠堵漏劑的進(jìn)一步優(yōu)化：所述有機(jī)硅交聯(lián)劑為有機(jī)硅烷、甲基三甲氧基硅烷或乙基三乙氧基硅烷中的一種或任意混合物。

6、作為本發(fā)明一種凝膠堵漏劑的進(jìn)一步優(yōu)化：所述有機(jī)硅交聯(lián)劑為甲基三甲氧基硅烷。

7、作為本發(fā)明一種凝膠堵漏劑的進(jìn)一步優(yōu)化：所述分散劑為有機(jī)分散劑和無機(jī)分散劑質(zhì)量比為2-8:1的混合分散劑。

8、作為本發(fā)明一種凝膠堵漏劑的進(jìn)一步優(yōu)化：所述有機(jī)分散劑為聚乙烯醇或羥丙基甲基纖維素，所述無機(jī)分散劑為碳酸鈣或納米二氧化硅。

9、作為本發(fā)明一種凝膠堵漏劑的進(jìn)一步優(yōu)化：所述增韌劑為納米二氧化硅與聚丙烯纖維質(zhì)量比為1-2:1的混合物。

10、作為本發(fā)明一種凝膠堵漏劑的進(jìn)一步優(yōu)化：所述納米氧化鋁的粒徑為10-50納米。

11、本發(fā)明還提供了一種凝膠堵漏劑的制備方法，包括以下步驟：

12、1.將增韌劑和納米氧化鋁分散于水中，得到增韌分散液；

13、2.將部分水解聚丙烯酰胺、三聚磷酸鈉、殼聚糖和分散劑分散到增韌分散液中，得到聚合物分散液；

14、3.將有機(jī)硅交聯(lián)劑加入到所述聚合物分散液中，混合均勻，制得凝膠堵漏劑。

15、本發(fā)明的凝膠堵漏劑適用于油井等高溫高壓環(huán)境下的堵漏需求，能夠有效解決井筒漏失問題，提高油氣田開發(fā)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

16、本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明的堵漏劑中添加有納米氧化鋁和有機(jī)硅交聯(lián)劑，這些材料的引入提高了堵漏劑的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。同時(shí)，納米氧化鋁的高比表面積和獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)一步增強(qiáng)了堵漏劑的整體性能。所述有機(jī)硅交聯(lián)劑具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠在高溫環(huán)境下保持凝膠的性能。通過優(yōu)化各成分的比例和制備工藝，本發(fā)明的凝膠堵漏劑在高溫深層裂縫性漏失地層中表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能，實(shí)現(xiàn)了更好的堵漏效果。

技術(shù)特征：

1.一種含有有機(jī)硅交聯(lián)劑和納米氧化鋁的凝膠堵漏劑及其制備方法，其特征在于：按重量百分比計(jì)，包括0.5-4％的部分水解聚丙烯酰胺、1-4％的殼聚糖、0.05-0.5％的三聚磷酸鈉、0.05-3％的有機(jī)硅交聯(lián)劑、0.1-0.3％的分散劑、1-3％的增韌劑、1-2％的納米氧化鋁及余量的水。

2.如權(quán)利要求1所述凝膠堵漏劑，其特征在于：按重量百分比計(jì)，包括3％的部分水解聚丙烯酰胺、2％的殼聚糖、0.2％的三聚磷酸鈉、2％的有機(jī)硅交聯(lián)劑、0.2％的分散劑、2％的增韌劑、1％的納米氧化鋁及89.6％的水。

3.如權(quán)利要求1或2所述凝膠堵漏劑，其特征在于：所述部分水解聚丙烯酰胺的分子量為2500-3500萬，部分水解聚丙烯酰胺的水解度為20-30％。

4.如權(quán)利要求1或2所述凝膠堵漏劑，其特征在于：所述有機(jī)硅交聯(lián)劑為有機(jī)硅烷、甲基三甲氧基硅烷或乙基三乙氧基硅烷中的一種或任意混合物。

5.如權(quán)利要求4所述凝膠堵漏劑，其特征在于：所述有機(jī)硅交聯(lián)劑為甲基三甲氧基硅烷。

6.如權(quán)利要求1或2所述凝膠堵漏劑，其特征在于：所述分散劑為有機(jī)分散劑和無機(jī)分散劑質(zhì)量比為2-8:1的混合分散劑。

7.如權(quán)利要求6所述凝膠堵漏劑，其特征在于：所述有機(jī)分散劑為聚乙烯醇或羥丙基甲基纖維素，所述無機(jī)分散劑為碳酸鈣或納米二氧化硅。

8.如權(quán)利要求1所述凝膠堵漏劑，其特征在于：所述增韌劑為納米二氧化硅與聚丙烯纖維質(zhì)量比為1-2:1的混合物。

9.如權(quán)利要求1所述凝膠堵漏劑，其特征在于：所述納米氧化鋁的粒徑為10-50納米；

10.權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述凝膠堵漏劑或權(quán)利要求10所述制備方法制備的凝膠堵漏劑在油井堵漏中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種含有有機(jī)硅交聯(lián)劑和納米氧化鋁的凝膠堵漏劑及其制備方法，屬于鉆井液堵漏技術(shù)領(lǐng)域，用于解決油氣田開發(fā)中的井筒漏失問題。該堵漏劑由部分水解聚丙烯酰胺、殼聚糖、三聚磷酸鈉、有機(jī)硅交聯(lián)劑、分散劑、增韌劑、納米氧化鋁和水組成，具有高機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和良好的膨脹性能。其制備方法包括將增韌劑和納米氧化鋁分散于水中，再加入其他成分混合均勻。該堵漏劑能有效封堵高溫深層裂縫，延遲交聯(lián)確保深層裂縫位置成膠，且制備簡單、環(huán)境污染小。具體實(shí)施例驗(yàn)證了其有效性和實(shí)用性，具有重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值和市場前景。

技術(shù)研發(fā)人員：吳凌風(fēng),白楊,胡璟嵩,劉鷺,李塞停,孫兵華,魯永輝,衛(wèi)東峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：延長油田股份有限公司吳起采油廠
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30