一种钻井液用胶乳封堵剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种钻井液用胶乳封堵剂及其制备方法，特别是利用苯乙烯泡沫制备钻井液胶乳封堵剂的方法，属油田化学品【技术领域】，属于高分子聚合物。该钻井液用胶乳封堵剂制备方法如下：(1)将聚苯乙烯泡沫粉碎，在搅拌状态下，将其溶解在有机单体中，加入非离子型乳化剂混合均匀为有机相；(2)依次称取去离子水、离子型乳化剂和亲水单体于反应容器中在搅拌下溶解为水相；(3)将步骤(1)所得的有机相缓慢滴加进步骤(2)所得的水相进行预乳化，预乳化均匀后，升温，通N2，加入引发剂溶液，反应后，即本发明产品。其加量为2.0％时，在4％淡水基浆中可将滤失量从45mL降至15mL以下，承压能力达20MPa，抗温达180℃。
【专利说明】一种钻井液用胶乳封堵剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种钻井液用胶乳封堵剂及其制备方法，特别是利用苯乙烯泡沫制备 钻井液胶乳封堵剂的方法，属油田化学品【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着非常规油气藏勘探开发步伐进一步加快，钻遇硬脆性泥页岩地层的 概率大幅度增加，硬脆性泥页岩中发育的一部分微裂缝是导致井壁失稳的重要原因，在压 差、毛细管力和化学势差的作用下，钻井液滤液沿微裂缝进入地层，导致黏土矿物水化膨 胀，使得近井壁地带孔隙压力增加，同时由于液相的进入，导致微裂缝扩展延伸，降低泥页 岩的结合强度和层理面之间的结合力，使泥页岩层理面或微裂隙裂开，一旦钻井液滤失量 偏高时，就很容易发生井壁掉块、坍塌等井内复杂情况。由此看来，液相的进入是导致硬脆 性泥页岩地层发生井壁失稳的主要诱因。因此，在钻井液加入封堵剂对微裂缝进行物理化 学封堵，截断钻井液中液相进入地层的通道，阻止压力的传递，是防止含微裂缝的硬脆性泥 页岩地层发生井壁坍塌的有效手段。
[0003] 国内外常用的封堵剂主要有改性浙青、聚合醇、硅酸盐、铝盐等。其中浙青类封堵 剂荧光较强，不宜用于探井的钻进过程中；聚合醇类封堵剂存在着浊点的不确定性，且其抗 温性也有待提高；硅酸盐类封堵剂存在对pH敏感的缺点，添加该剂的钻井液必须保持高 pH(>11)，一旦pH值降低钻井液的粘度、切力急剧上升，失去封堵性能。
[0004] CN 100419308. 7 C和US 20040110664 Al公开了使用胶乳添加剂的水基钻井液， 其中的胶乳是为商用的羧化苯乙烯/ 丁二烯或磺化苯乙烯/ 丁二烯胶乳，该类胶乳在钻井 过程中易在压差作用下，在近井地带迅速粘结成膜封堵，阻止钻井液进一步进入，从而起到 井壁稳定作用，被认为是有望取代浙青类封堵剂的新型封堵剂，但此类封堵剂在制备过程 中常用单体苯乙烯具有一定的毒性且存在共聚效率和转化率低的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于克服现有浙青类封堵剂的荧光效应及软化点的不确定性，聚合醇 类封堵剂抗温性差、浊点难以控制，硅酸盐、铝盐类封堵剂对PH值要求高以及胶乳类封堵 剂所用原料苯乙烯具有毒性且存在共聚效率和转化率低的缺点，而提出一种适用于硬脆性 泥页岩地层微裂缝封堵的胶乳封堵剂。
[0006] 本发明另一目的在于提供此钻井液用胶乳封堵剂的制备方法。
[0007] -种钻井液用胶乳封堵剂，属于高分子聚合物，含有式1所示的结构单元：
[0008]
【权利要求】
1. 一种钻井液用胶乳封堵剂，属高分子聚合物，其特征在于：含有式1所示的结构单 元：
S*，x = 0.111?0.333，y = 0.556?0.667，z = 0?0.333;R1*-0C0CH3*-C00CH 3 或-COO(CH2)3CH3 ;R2、R3分别为H或-CH3, R4为-CONH2或-COOH或-con(ch3)2。
2. -种钻井液用胶乳封堵剂的制备方法，其特征在于：以质量份数100计，具体步骤如 下： (1)将3. 27?9. 85质量份数聚苯乙烯泡沫在搅拌下溶解在16. 42?32. 36份有机单 体A中，并加入0?1. 70份非离子型乳化剂Ea混合均匀为有机相； (2)依次称取46. 85?67. 33份去离子水、0? 69?1. 38份离子型乳化剂Eb和0?9. 82 份亲水单体M于反应容器中在搅拌下溶解为水相； (3)将步骤⑴所得的有机相缓慢滴加进步骤⑵所得的水相进行预乳化1?2h，预 乳化均匀后升温至60?85°C，通N2 10?30min后，加入含0. 059?0. 148份引发剂的水 溶液，反应5?8h后停止，得到白色胶乳产物，即为钻井液用胶乳封堵剂。
3. 如权利要求2所述的钻井液用胶乳封堵剂的制备方法，其特征在于：所述的有机单 体A为：A1醋酸乙烯酯、A2丙烯酸甲酯、A3甲基丙烯酸甲酯、A4丙烯酸丁酯或A5甲基丙烯 酸丁酯中的一种。
4. 如权利要求2所述的钻井液用胶乳封堵剂的制备方法，其特征在于：所述的非离子 型乳化剂Ea为：Eal辛基酚聚氧乙烯醚、Ea2聚氧乙烯失水山梨醇醚硬脂酸酯或Ea3聚乙二 醇单月桂酸酯中的一种。
5.如权利要求2所述的钻井液用胶乳封堵剂的制备方法，其特征在于：所述的离子型 乳化剂Eb为：Ebl十二烷基硫酸钠、Eb2十二烷基苯磺酸钠或Eb3十六烷基三甲基溴化铵中 的一种。
6. 如权利要求2所述的钻井液用胶乳封堵剂的制备方法，其特征在于：所述的亲水单 体M为：Ml丙烯酰胺，M2N，N-二甲基丙烯酰胺，M3丙烯酸或M4甲基丙烯酸中的一种。
7. 如权利要求2所述的钻井液用胶乳封堵剂的制备方法，其特征在于：所述的引发剂 In为：Inl偶氮二异丁腈，In2偶氮二异丁脒盐酸盐，In3过硫酸钾，In4过硫酸铵或In5过 硫酸铵/亚硫酸氢钠中的一种。
【文档编号】C09K8/035GK104403058SQ201410602580
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】李晓岚, 苏雪霞, 张丽君, 郝纪双, 国安平, 宋亚静 申请人:中国石油化工集团公司, 中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院