专利名称：可水解高弹性修井液暂堵剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田修井作业，具体地说，是一种可水解高弹性修井液暂堵剂。
背景技术：
目前我国大部分陆上油田已进入中、后期开发阶段，油气井压力逐年降低，经常发生修井液漏失现象。修井作业过程中修井液漏失，不仅增加了修井液用量，造成修井作业无法正常进行，还可能造成油层(地层)的污染，影响修井作业后产量。
目前解决这一问题的方法主要有以下几种(1)在修井液中加入油溶性树脂。此方法的原理是利用油溶性树脂封堵地层达到降低漏失的效果。修井作业后通过地层原油将油溶性树脂溶解，从而恢复地层渗透率。显然这一方法只能用于含水较低的油井，对于含水高或产出液是水包油类型的情况，油溶性树脂的溶解需要很长时间。此外油溶性树脂强度低、和地层孔隙的匹配问题也是应用中的不便之处。
(2)在修井液中加入软沥青、粘稠树脂等。此方法的原理和加油溶性树脂基本相同。只是不存在颗粒直径和地层孔隙的匹配问题。缺点是对于大孔道的地层无法有效暂堵。
(3)在修井液中加入酸溶性暂堵剂如碳酸钙等。其原理类似钻井液中的屏蔽暂堵。其足之处在于不仅存在颗粒直径和地层孔隙的匹配问题，而且修井作业后需要进行酸化解堵。
(4)不压井作业技术。其优点是它可以最大限度地保护和维持地层的修井前产能，使得措施对地层的伤害几乎为零，同时可以免去常规作业所需压井液。该工艺仅适于压力高、渗透率低的地层。无法应用在地层压力很低的地层，而漏失又往往发生在这类地层。此外不压井作业需要昂贵的不压井设备。
(5)泡沫修井液。此项技术特别适用于低压、漏失和具有气锁效应的低渗透地层冲砂、诱喷、洗井、助排、井底净化等作业。对于气锁效应不明显的高渗透地层此技术不适用。此项技术在施工时需要压风机，成本偏高。
(6)含有无机盐颗粒的盐水饱和溶液做修井液。其原理是利用无机盐颗粒暂时封堵地层，冲砂作业时和冲砂作业后，饱和盐水不断被稀释，封堵地层的无机盐颗粒溶解，从而解除堵塞。这一技术非常适合高含水油井作业。其不足是无机盐溶液密度较大，更容易发生漏失。而且要想提高盐水的粘堵也有难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种类似橡胶的、抗拉强度在0.01MPa以上的高弹性材料，即可水解高弹性修井液暂堵剂。
本发明是这样实现的(1)本发明的化学成分为适度交联的淀粉-丙烯酸接枝共聚物，此物质不存在准确的分子式。此类物质类似的制造方法、原料配比、加工工艺可见《超强吸水剂》(邹新禧编著，化学工业出版社，北京)等公开文献。本发明的配比如下本项目发明的关键是将″适度交联的淀粉-丙烯酸接枝共聚物″这种已经存在的物质，使其处在合适的含水范围内，赋予其新的用途。
①去离子水40～80％；其作用是溶解其它原料，提供聚合所用溶剂。
②丙烯酸10～30％；常温常压下为为液态；聚合的主要单体；加量太少难以聚合；加量太多容易暴聚。此组分不可用其它类似原料替代。
③玉米淀粉8～30％；常温常压下为白色固体粉沫；适当加入能降低产品成本并提高产品吸水后凝胶强度，加量太多后增加产品密度。此组分可用其它淀粉(如土豆淀粉)替代。
④过硫酸钠0.05～0.2％；常温常压下为白色固体粉沫；聚合反应的引发剂，加量太少难以聚合；加量太多容易暴聚。可以用过硫酸钾取代。取代后对产品性能影响不明显。
⑤N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.05～0.2％；常温常压下为白色固体粉沫；产品的交联剂；加量太少难形成交联体；加量太多产品变脆强度降低。此组分不可用其它类似原料替代。
以上原料中去离子水用高纯水装置制备(此类设备市场上很容易购得)，其余都可以在市场上购买到。各原料的具体分子式等详细情况可见化工词典等常见工具书。
(2)制备方法加工过程依次为①原料混拌，在常见敞口混拌罐中将所有原料混拌到一起；在加入所有原料后，混拌时间不应少于30分钟以确保混拌均匀。混拌时温度应当底于35℃，以防止混拌时突然聚合。
②聚合，在聚合反应釜中进行，聚合反应釜为市场上常见的不锈钢聚合反应釜。将混拌好的原料混合物泵送到聚合反应釜中后，加温到70～80℃，同时抽真空20分钟，然后通氮气1小时；物料开始聚合后在70～80℃下保温12到18小时。
③粉碎，用空气压缩机从反应釜顶部注入压缩空气，将聚合好的大块产物挤出反应釜，可用市售单螺杆塑料挤出机，将产物加工成不规则的条状和片状，颗粒直径或最大尺寸在0.5～20mm之间。
④筛分包装，按照用户需要将粉碎的颗粒筛分包装，即成成品。
以上加工所用的所有设备都可在市场上购得。
在生产时，不能将产物烘干，应控制产物的含水在40～80％之间，得到高弹性的产物。
本发明的效果在于有效解决了现有修井液暂堵剂不容易有效暂堵地层，需要用原油来溶解解堵的问题，本发明提供了一种类似橡胶的、抗拉强度在0.01MPa以上的高弹性材料，这种材料能够迅速封堵地层孔道，防止修井液漏失。此材料在水中能够很快(2～3天)降解，因此修井作业结束重新投产后，此材料降解产物被水带出，地层渗透率很快会恢复。
这种材料具有以下特点(1)外观为不规则的1到20毫米大小不均匀的弹性颗粒。
(2)能够速封堵高渗透层，溶解降解后地层渗透率能够很快恢复。
(3)对地层孔道大小没有要求。材料本身是软颗粒可以适应不同大小的地层孔道。
(4)适用于高含水的油水井作业。在水中容易降解。在温度60℃下，24小时内可以在水中失去全部强度，溶解降解后残渣少，体系粘度低。
水解高弹性修井液暂堵剂现场应用时配合胍胶溶液和HPAM溶液一起使用。组成(以每方修井液计)水1.0m3、2～6Kg胍胶先在配液站混配均匀，加入可水解高弹性修井液暂堵剂10～20Kg/m3。用水泥车以最高排量从油管或油套环空注入漏失层。
在大港油田的现场试验到2004年7月总计进行了14口井，其中1口井试验因其它原因中途终止，其余13口井暂堵效果十分明显，其中有些井曾经尝试了很多暂堵方法和药剂都效果不好，不能进行冲砂作业，而应用可水解高弹性修井液暂堵剂后，暂堵效果十分明显，能够顺利进行冲砂作业；具体实施方式
实施例1原料(均为市售工业品)去离子水40％，丙烯酸30％，玉米淀粉29.9％，过硫酸钠0.05％，N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.05％。将以上物料混合均匀在聚合反应釜中聚合14～18小时后得到类似橡胶的高弹性凝胶，将聚合产物挤出聚合反应釜，用单螺杆塑料挤出机加工成不规则的条状和片状，既得到可水解高弹性修井液暂堵剂，应用时将可水解高弹性修井液暂堵剂混合到0.2％的胍胶水溶液中，然后用水泥车一起注入到井内，每米漏失层用量为20-100Kg。
实施例2原料(均为市售工业品)去离子水50％，丙烯酸30％，土豆淀粉19.9％，过硫酸钾0.05％，N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.05％。将以上物料混合均匀在聚合反应釜中聚合10-18小时后得到类似橡胶的高弹性凝胶，将聚合产物挤出聚合反应釜，用单螺杆塑料挤出机加工成不规则的条状和片状，既得到可水解高弹性修井液暂堵剂，应用时将可水解高弹性修井液暂堵剂混合到0.2％的胍胶水溶液中，然后用水泥车一起注入到井内，可水解高弹性修井液暂堵剂每米漏失层层用量为20～50Kg。
实施例3原料(均为市售工业品)去离子水60％，丙烯酸20％，玉米淀粉19.8％，过硫酸钠0.1％，N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.1％。将以上物料混合均匀在聚合反应釜中聚合14～18小时后得到类似橡胶的高弹性凝胶，将聚合产物挤出聚合反应釜，用单螺杆塑料挤出机加工成不规则的条状和片状，既得到可水解高弹性修井液暂堵剂，应用时将可水解高弹性修井液暂堵剂混合到0.2％的胍胶水溶液中，然后用水泥车一起注入到井内，每米漏失层用量为20-80Kg。
实施例4原料(均为市售工业品)去离子水70％，丙烯酸20％，土豆淀粉9.7％，过硫酸钾0.15％，N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.15％。将以上物料混合均匀在聚合反应釜中聚合14～18小时后得到类似橡胶的高弹性凝胶，将聚合产物挤出聚合反应釜，用单螺杆塑料挤出机加工成不规则的条状和片状，既得到可水解高弹性修井液暂堵剂，应用时将可水解高弹性修井液暂堵剂混合到0.2％的胍胶水溶液中，然后用水泥车一起注入到井内，每米漏失层用量为20-100Kg。
实施例5原料(均为市售工业品)去离子水80％，丙烯酸10％，玉米淀粉9.6％，过硫酸钠0.2％，N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.2％。将以上物料混合均匀在聚合反应釜中聚合14～18小时后得到类似橡胶的高弹性凝胶，将聚合产物挤出聚合反应釜，用单螺杆塑料挤出机加工成不规则的条状和片状，既得到可水解高弹性修井液暂堵剂，应用时将可水解高弹性修井液暂堵剂混合到0.2％的胍胶水溶液中，然后用水泥车一起注入到井内，每米漏失层用量为20-100Kg。
权利要求
1.可水解高弹性修井液暂堵剂，其特征在于其重量百分比为去离子水40～80％，丙烯酸10～30％，淀粉8～30％，引发剂为过硫酸钠0.05～0.2％，交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.05～0.2％，产物的含水在40～80％之间。
2.根据权利要求1所述的可水解高弹性修井液暂堵剂，其特征在于引发剂是过硫酸钾。
3.根据权利要求1所述的可水解高弹性修井液暂堵剂，其特征在于淀粉或者是玉米淀粉，或者是土豆淀粉。
全文摘要
一种涉及油田修井作业的可水解高弹性修井液暂堵剂，去离子水40～80％，丙烯酸10～30％，淀粉8～30％，引发剂为过硫酸钠0.1～1.5％，交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺0.1～1.0％，不能将产物烘干，产物的含水保持在40～80％之间，能够速封堵高渗透层，溶解降解后地层渗透率能够很快恢复；对地层孔道大小没有要求。材料本身是软颗粒可以适应不同大小的地层孔道；适用于高含水的油水井作业。在水中容易降解。在温度60℃下，24小时内可以在水中失去全部强度，溶解降解后残渣少，体系粘度低。
文档编号C09K8/42GK1869147SQ200510072118
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月25日 优先权日2005年5月25日
发明者葛红江, 刘希君, 雷齐玲 申请人:中国石油天然气股份有限公司