本发明公开了一种堵漏剂的制备方法，属于高分子材料
技术领域：
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背景技术：
：在地质钻探中常遇到大裂缝、溶洞、砂卵层以及含动水的地层，对于这些地层的钻孔漏失堵漏常采用速凝水泥浆液或砂浆堵漏和桥塞堵漏，但是水泥或砂浆浆液易分离，经常因淤堵进浆通道而拒浆，或者是浆液中浆体部分扩散过远，形成浪费，有时所处理的孔隙充填不饱满。此外在含动水的地层中速凝水泥浆液或砂浆不能在高速动水中堆积下来，析水性很大，稳定性不好从而无法进行堵漏。桥塞堵漏过程中堵漏剂的自身可变性较差，稍大于漏层孔隙裂缝或与漏层孔隙裂缝形状不匹配的颗粒就不易进入，在井壁门口形成“封门”，表现为一堵就止漏、一循环即复漏的现象。钻孔漏失有时为多点漏失且漏失位置难以确定，各漏失层差异较大。因而需要根据地层状况和灌浆目的，研究合理的浆材及灌注工艺。既要满足灌浆浆液饱满、强度较高的要求，又要满足有良好抗水流稀释冲击的特性，而且希望浆液凝固时间可控性强、浆材造价低廉，目前尚无系统的经验可借鉴，为此进行了聚乙烯醇凝胶堵漏剂的研究。聚乙烯醇凝胶的优点在于其在成胶前是可变流体的形式，在压差下可以任意变形进入漏层，不存在对漏失层裂缝或孔隙大小、形状的匹配问题；与无机材料有良好的配伍性，通过加入一定量的无机材料（细木屑等）增强胶体的强度，从而提高堵漏效果；聚乙烯醇凝胶具有低毒性，对环境地质条件影响不大；具有很好的耐水性，抗水稀释性强，长期泡水条件下还有一定的膨胀性，达到更加理想的堵漏效果；胶体与地层中的碎石孔壁胶粘后强度很高，在很大的水压或者气压条件下不会发生破坏。目前传统的堵漏剂还存在堵漏效果无法进一步提高，抗压强度不佳的问题，还需对其进行研究。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统堵漏剂堵漏效果无法进一步提高，抗压强度不佳的问题，提供了一种堵漏剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种堵漏剂的制备方法，具体制备步骤为：（1）将阿拉伯胶粉与水按质量比1：20～1：22混合，并加入阿拉伯胶粉质量1.2～3.0倍的污油泥和阿拉伯胶粉质量0.2～0.5倍的乳化剂，搅拌混合后，得阿拉伯胶乳浊液；（2）将明胶与水按质量比3：20～4：20混合，并加入明胶质量1～2倍的甘油，搅拌混合后，得明胶溶液，将明胶溶液与阿拉伯胶乳浊液按质量比1：1～2：1混合，并加入明胶溶液质量0.1～0.2倍的有机膨润土，搅拌混合后，调节pH至3.0～3.5，得明胶混合物，将明胶混合物与壳聚糖按质量比8：1～10：1混合，得添加剂混合坯料，将添加剂混合坯料降温，并与混合固化剂按质量比10：1～20：1混合，离心分离，自然沉降，抽滤，洗涤，干燥，得添加剂；（3）将硅酸钠溶液与聚乙烯醇溶液按质量比1：3～1：4混合，并加硅酸钠溶液质量0.1～0.2倍的乳化剂，搅拌混合后，得硅酸钠聚乙烯醇混合物，硅酸钠聚乙烯醇混合物与引发剂按质量比10：1～15：1混合，并加入酸钠聚乙烯醇混合物质量0.5～0.8倍的聚乙烯醇混合溶液，调节pH后，搅拌混合，得改性聚乙烯醇混合物；（4）将改性聚乙烯醇混合物与硼砂按质量比100：1～100：2混合，并加入改性聚乙烯醇混合物质量0.05～0.06倍的混合处理剂和改性聚乙烯醇混合物质量0.01～0.03倍的增塑剂，搅拌混合后，得堵漏剂坯料；将堵漏剂坯料干燥至恒重，并粉碎，得预处理堵漏剂坯料，将预处理堵漏剂坯料与吸水树脂按质量比30：1～40：1混合，并加入预处理堵漏剂坯料质量0.3～0.5倍的添加剂，搅拌混合，得堵漏剂。步骤（1）所述乳化剂为乳化剂OP-10，十二烷基苯磺酸钠或司盘-80中任意一种。步骤（2）所述混合固化剂为将戊二醛与葡萄糖酸-δ-内酯按质量比1：1混合，得混合固化剂。步骤（3）所述引发剂为过硫酸钠，过硫酸钾或过硫酸铵中任意一种。步骤（4）所述混合处理剂为将羧甲基纤维素钠与有机膨润土按质量比1：1混合研磨，得混合处理剂。步骤（4）所述增塑剂为二丁酯或环氧大豆油中任意一种。步骤（3）所述聚乙烯醇混合溶液为将质量分数为5～10%的聚乙烯醇溶液与正硅酸乙酯按质量比5：1～6：1混合，得聚乙烯醇混合溶液。本发明的有益效果是：（1）本发明在制备堵漏剂时加入添加剂，首先，添加剂中含有污油泥，在加入产品中后，添加剂可在产品中的聚乙烯醇凝胶和吸水树脂在吸水发生膨胀的过程中收挤压破裂，从而使污油泥暴露，填充产品中的孔隙，进而使产品的堵漏效果提高，其次，添加剂外侧为明胶，阿拉伯胶和壳聚糖的交联网络包覆层，在挤压破裂后，包覆层中含有的明胶和阿拉伯胶可再次发生部分溶解，表现出粘性，从而使产品中的各物质间的连接力增强，进而使产品的抗压强度提高；（2）本发明在制备堵漏剂时对加入的聚乙烯醇进行改性，一方面，改性后的聚乙烯醇在凝胶化后，交联程度提高，从而可使产品的抗压性提高，另一方面，凝胶化后改性聚乙烯醇内部网络复杂化，并且固着部分二氧化硅和有机膨润土，二氧化硅的填充可使产品的抗压强度和堵漏性能进一步提高，而有机膨润土的存在可将添加剂中污油泥所含的油分部分迁移至改性聚乙烯醇内部，从而使产品的堵漏性能进一步提高。具体实施方式将阿拉伯胶粉与水按质量比1：20～1：22混合，并向阿拉伯胶粉与水的混合物中加入阿拉伯胶粉质量1.2～3.0倍的污油泥和阿拉伯胶粉质量0.2～0.5倍的乳化剂，于温度为35～55℃，转速为300～600r/min的条件下搅拌混合40～80min后，得阿拉伯胶乳浊液；将明胶与水按质量比3：20～4：20混合于烧杯中，并向烧杯中加入明胶质量1～2倍的甘油，于温度为40～50℃，转速为300～500r/min的条件下搅拌混合40～60min后，得明胶溶液，将明胶溶液与阿拉伯胶乳浊液按质量比1：1～2：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入明胶溶液质量0.1～0.2倍的有机膨润土，于温度为40～50℃，转速为300～400r/min的条件下搅拌混合20～40min后，用质量分数为15～20%的乙酸烧调节瓶内物料的pH至3.0～3.5，得明胶混合物，将明胶混合物与壳聚糖按质量比8：1～10：1混合于锥形瓶中，于温度为30～45℃，转速为200～350r/min的条件下搅拌混合30～40min后，得添加剂混合坯料，将添加剂混合坯料降温至10℃后，并与混合固化剂按质量比10：1～20：1混合，于温度为10℃，转速为200～300r/min的条件下，搅拌混合4～6h后，离心分离，自然沉降，抽滤，得滤饼，将滤饼用无水乙醇洗涤5～8次后，并于温度为40～50℃的条件下干燥20～40min，得添加剂；将质量分数为10～12%的硅酸钠溶液与质量分数为10～12%的聚乙烯醇溶液按质量比1：3～1：4混合三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入质量分数为10～12%的硅酸钠溶液质量0.1～0.2倍的乳化剂，于温度为45～65℃，转速为400～800r/min的条件下搅拌混合30～50min后，得硅酸钠聚乙烯醇混合物，硅酸钠聚乙烯醇混合物与引发剂按质量比10：1～15：1混合于四口烧瓶中，并向四口烧瓶中加入酸钠聚乙烯醇混合物质量0.5～0.8倍的聚乙烯醇混合溶液，用质量分数为10～12%的氢氧化钠溶液调节四口烧瓶内物料的pH至10.0～10.2后，于温度为50～60℃，转速为300～400r/min的条件下搅拌混合50～80min后，得改性聚乙烯醇混合物；将改性聚乙烯醇混合物与硼砂按质量比100：1～100：2混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入改性聚乙烯醇混合物质量0.05～0.06倍的混合处理剂和改性聚乙烯醇混合物质量0.01～0.03倍的增塑剂，于温度为35～40℃，转速为250～380r/min的条件下搅拌混合20～30min后，得堵漏剂坯料；将堵漏剂坯料于温度为50～70℃的条件下干燥至恒重，并粉碎，得预处理堵漏剂坯料，将预处理堵漏剂坯料与吸水树脂按质量比30：1～40：1混合于混料机中，并向混料机中加入预处理堵漏剂坯料质量0.3～0.5倍的添加剂，于温度为50～60℃，转速为300～400r/min的条件下搅拌混合15～30min后，得堵漏剂。所述乳化剂为乳化剂OP-10，十二烷基苯磺酸钠或司盘-80中任意一种。所述混合固化剂为将戊二醛与葡萄糖酸-δ-内酯按质量比1：1混合，得混合固化剂。所述引发剂为过硫酸钠，过硫酸钾或过硫酸铵中任意一种。所述混合处理剂为将羧甲基纤维素钠与有机膨润土按质量比1：1混合研磨，得混合处理剂。所述增塑剂为二丁酯或环氧大豆油中任意一种。所述聚乙烯醇混合溶液为将质量分数为5～10%的聚乙烯醇溶液与正硅酸乙酯按质量比5：1～6：1混合，得聚乙烯醇混合溶液。实例1将阿拉伯胶粉与水按质量比1：22混合，并向阿拉伯胶粉与水的混合物中加入阿拉伯胶粉质量3.0倍的污油泥和阿拉伯胶粉质量0.5倍的乳化剂，于温度为55℃，转速为600r/min的条件下搅拌混合80min后，得阿拉伯胶乳浊液；将明胶与水按质量比4：20混合于烧杯中，并向烧杯中加入明胶质量2倍的甘油，于温度为50℃，转速为500r/min的条件下搅拌混合60min后，得明胶溶液，将明胶溶液与阿拉伯胶乳浊液按质量比2：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入明胶溶液质量0.2倍的有机膨润土，于温度为50℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合40min后，用质量分数为20%的乙酸烧调节瓶内物料的pH至3.5，得明胶混合物，将明胶混合物与壳聚糖按质量比10：1混合于锥形瓶中，于温度为45℃，转速为350r/min的条件下搅拌混合40min后，得添加剂混合坯料，将添加剂混合坯料降温至10℃后，并与混合固化剂按质量比20：1混合，于温度为10℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合6h后，离心分离，自然沉降，抽滤，得滤饼，将滤饼用无水乙醇洗涤8次后，并于温度为50℃的条件下干燥40min，得添加剂；将质量分数为12%的硅酸钠溶液与质量分数为12%的聚乙烯醇溶液按质量比1：4混合三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入质量分数为12%的硅酸钠溶液质量0.2倍的乳化剂，于温度为65℃，转速为800r/min的条件下搅拌混合50min后，得硅酸钠聚乙烯醇混合物，硅酸钠聚乙烯醇混合物与引发剂按质量比15：1混合于四口烧瓶中，并向四口烧瓶中加入酸钠聚乙烯醇混合物质量0.8倍的聚乙烯醇混合溶液，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液调节四口烧瓶内物料的pH至10.2后，于温度为60℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合80min后，得改性聚乙烯醇混合物；将改性聚乙烯醇混合物与硼砂按质量比100：2混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入改性聚乙烯醇混合物质量0.06倍的混合处理剂和改性聚乙烯醇混合物质量0.03倍的增塑剂，于温度为40℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合30min后，得堵漏剂坯料；将堵漏剂坯料于温度为70℃的条件下干燥至恒重，并粉碎，得预处理堵漏剂坯料，将预处理堵漏剂坯料与吸水树脂按质量比40：1混合于混料机中，并向混料机中加入预处理堵漏剂坯料质量0.5倍的添加剂，于温度为60℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合30min后，得堵漏剂。所述乳化剂为乳化剂OP-10。所述混合固化剂为将戊二醛与葡萄糖酸-δ-内酯按质量比1：1混合，得混合固化剂。所述引发剂为过硫酸钠。所述混合处理剂为将羧甲基纤维素钠与有机膨润土按质量比1：1混合研磨，得混合处理剂。所述增塑剂为二丁酯。所述聚乙烯醇混合溶液为将质量分数为10%的聚乙烯醇溶液与正硅酸乙酯按质量比6：1混合，得聚乙烯醇混合溶液。实例2将阿拉伯胶粉与水按质量比1：22混合，并向阿拉伯胶粉与水的混合物中加入阿拉伯胶粉质量3.0倍的污油泥和阿拉伯胶粉质量0.5倍的乳化剂，于温度为55℃，转速为600r/min的条件下搅拌混合80min后，得阿拉伯胶乳浊液；将质量分数为12%的硅酸钠溶液与质量分数为12%的聚乙烯醇溶液按质量比1：4混合三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入质量分数为12%的硅酸钠溶液质量0.2倍的乳化剂，于温度为65℃，转速为800r/min的条件下搅拌混合50min后，得硅酸钠聚乙烯醇混合物，硅酸钠聚乙烯醇混合物与引发剂按质量比15：1混合于四口烧瓶中，并向四口烧瓶中加入酸钠聚乙烯醇混合物质量0.8倍的聚乙烯醇混合溶液，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液调节四口烧瓶内物料的pH至10.2后，于温度为60℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合80min后，得改性聚乙烯醇混合物；将改性聚乙烯醇混合物与硼砂按质量比100：2混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入改性聚乙烯醇混合物质量0.06倍的混合处理剂和改性聚乙烯醇混合物质量0.03倍的增塑剂，于温度为40℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合30min后，得堵漏剂坯料；将堵漏剂坯料于温度为70℃的条件下干燥至恒重，并粉碎，得预处理堵漏剂坯料，将预处理堵漏剂坯料与吸水树脂按质量比40：1混合于混料机中，于温度为60℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合30min后，得堵漏剂。所述乳化剂为乳化剂OP-10。所述混合固化剂为将戊二醛与葡萄糖酸-δ-内酯按质量比1：1混合，得混合固化剂。所述引发剂为过硫酸钠。所述混合处理剂为将羧甲基纤维素钠与有机膨润土按质量比1：1混合研磨，得混合处理剂。所述增塑剂为二丁酯。所述聚乙烯醇混合溶液为将质量分数为10%的聚乙烯醇溶液与正硅酸乙酯按质量比6：1混合，得聚乙烯醇混合溶液。实例3将阿拉伯胶粉与水按质量比1：22混合，并向阿拉伯胶粉与水的混合物中加入阿拉伯胶粉质量3.0倍的污油泥和阿拉伯胶粉质量0.5倍的乳化剂，于温度为55℃，转速为600r/min的条件下搅拌混合80min后，得阿拉伯胶乳浊液；将明胶与水按质量比4：20混合于烧杯中，并向烧杯中加入明胶质量2倍的甘油，于温度为50℃，转速为500r/min的条件下搅拌混合60min后，得明胶溶液，将明胶溶液与阿拉伯胶乳浊液按质量比2：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入明胶溶液质量0.2倍的有机膨润土，于温度为50℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合40min后，用质量分数为20%的乙酸烧调节瓶内物料的pH至3.5，得明胶混合物，将明胶混合物与壳聚糖按质量比10：1混合于锥形瓶中，于温度为45℃，转速为350r/min的条件下搅拌混合40min后，得添加剂混合坯料，将添加剂混合坯料降温至10℃后，并与混合固化剂按质量比20：1混合，于温度为10℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合6h后，离心分离，自然沉降，抽滤，得滤饼，将滤饼用无水乙醇洗涤8次后，并于温度为50℃的条件下干燥40min，得添加剂；将质量分数为12%的聚乙烯醇溶液与硼砂按质量比100：2混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入聚乙烯醇溶液质量0.06倍的混合处理剂和聚乙烯醇溶液质量0.03倍的增塑剂，于温度为40℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合30min后，得堵漏剂坯料；将堵漏剂坯料于温度为70℃的条件下干燥至恒重，并粉碎，得预处理堵漏剂坯料，将预处理堵漏剂坯料与吸水树脂按质量比40：1混合于混料机中，并向混料机中加入预处理堵漏剂坯料质量0.5倍的添加剂，于温度为60℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合30min后，得堵漏剂。所述乳化剂为乳化剂OP-10。所述混合固化剂为将戊二醛与葡萄糖酸-δ-内酯按质量比1：1混合，得混合固化剂。所述引发剂为过硫酸钠。所述混合处理剂为将羧甲基纤维素钠与有机膨润土按质量比1：1混合研磨，得混合处理剂。所述增塑剂为二丁酯。所述聚乙烯醇混合溶液为将质量分数为10%的聚乙烯醇溶液与正硅酸乙酯按质量比6：1混合，得聚乙烯醇混合溶液。实例4将阿拉伯胶粉与水按质量比1：22混合，并向阿拉伯胶粉与水的混合物中加入阿拉伯胶粉质量3.0倍的污油泥和阿拉伯胶粉质量0.5倍的乳化剂，于温度为55℃，转速为600r/min的条件下搅拌混合80min后，得阿拉伯胶乳浊液；将明胶与水按质量比4：20混合于烧杯中，并向烧杯中加入明胶质量2倍的甘油，于温度为50℃，转速为500r/min的条件下搅拌混合60min后，得明胶溶液，将明胶溶液与阿拉伯胶乳浊液按质量比2：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入明胶溶液质量0.2倍的有机膨润土，于温度为50℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合40min后，用质量分数为20%的乙酸烧调节瓶内物料的pH至3.5，得明胶混合物，将明胶混合物与壳聚糖按质量比10：1混合于锥形瓶中，于温度为45℃，转速为350r/min的条件下搅拌混合40min后，得添加剂混合坯料，将添加剂混合坯料降温至10℃后，并与混合固化剂按质量比20：1混合，于温度为10℃，转速为300r/min的条件下，搅拌混合6h后，离心分离，自然沉降，抽滤，得滤饼，将滤饼用无水乙醇洗涤8次后，并于温度为50℃的条件下干燥40min，得添加剂；将质量分数为12%的硅酸钠溶液与质量分数为12%的聚乙烯醇溶液按质量比1：4混合三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入质量分数为12%的硅酸钠溶液质量0.2倍的乳化剂，于温度为65℃，转速为800r/min的条件下搅拌混合50min后，得硅酸钠聚乙烯醇混合物，硅酸钠聚乙烯醇混合物与引发剂按质量比15：1混合于四口烧瓶中，并向四口烧瓶中加入酸钠聚乙烯醇混合物质量0.8倍的聚乙烯醇混合溶液，用质量分数为12%的氢氧化钠溶液调节四口烧瓶内物料的pH至10.2后，于温度为60℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合80min后，得改性聚乙烯醇混合物；将改性聚乙烯醇混合物与硼砂按质量比100：2混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入改性聚乙烯醇混合物质量0.03倍的增塑剂，于温度为40℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合30min后，得堵漏剂坯料；将堵漏剂坯料于温度为70℃的条件下干燥至恒重，并粉碎，得预处理堵漏剂坯料，将预处理堵漏剂坯料与吸水树脂按质量比40：1混合于混料机中，并向混料机中加入预处理堵漏剂坯料质量0.5倍的添加剂，于温度为60℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合30min后，得堵漏剂。所述乳化剂为乳化剂OP-10。所述混合固化剂为将戊二醛与葡萄糖酸-δ-内酯按质量比1：1混合，得混合固化剂。所述引发剂为过硫酸钠。所述增塑剂为二丁酯。所述聚乙烯醇混合溶液为将质量分数为10%的聚乙烯醇溶液与正硅酸乙酯按质量比6：1混合，得聚乙烯醇混合溶液。对比例：深圳市某建材有限公司生产的堵漏剂。将实例1至4所得堵漏剂和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：采用DL-2堵漏仪进行渗透性堵漏实验，在堵漏仪的砂桶中装入300g砂子，模拟松散易漏的地层，砂桶放入堵漏仪中，将初凝后的凝胶堵漏剂压入砂床中，待其成胶后加入500mL钻井液进行加压测试其堵漏效果。具体检测结果如表1所示：表1：性能检测表检测内容实例1实例2实例3实例4对比例承压/MPa7.56.05.55.54.5总漏失/mL4.36.711.29.816.4由表1检测结果可知，本发明所得堵漏剂具有优异的堵漏效果和抗压强度。当前第1页1 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