[发明专利]可降解快速堵漏剂

说明书

技术领域

本发明属于材料领域。具体涉及可降解快速堵漏剂。 

背景技术

在目前市场所有的快速堵漏剂是由硬块高强水泥熟料、化学外加剂、粘结剂及多种辅助材料组成的粉状物质，还有一些是聚氨酯类的物质，这类堵漏剂的缺点是有一定的憎水性，长期使用会破坏反应体系，造成二次漏水且反应速度慢、后期处理麻烦。而一些无机凝胶材料堵漏技术，如重复挤水泥封堵法, 这是一项常规的主要修复方法，使用很早，堵漏剂价格便宜，强度大，可适用于各种温度下，至今仍在广泛使用，但这也是一项困难较大的修复技术。该技术存在下列问题：堵剂不能有效的驻留在封堵层，堵剂到达目的层后和未凝固前就已经漏失掉；堵剂颗粒一般较大，造成工作压力大，对相关地层系统和采油系统等造成新的危害。堵剂形成固化体脆性大，易收缩，不能与周围介质形成牢固的胶结，跟泥浆的相容性不好。 

本发明的可降解快速堵漏剂属于溶胀型堵漏剂，在吸水膨胀过程中，可根据裂缝、孔道的形状变形而填充；与固体颗粒复配堵漏，强度大，承压能力高，堵漏效果较好。溶胀型堵漏剂使用范围广，既可用于天然裂缝、诱导裂缝，又适用于高渗透的砂岩、非胶结地层。而且现场操作简单，不需要任何辅助设备，成本低，既可用于静止堵漏，又可用于随钻堵漏，不会延长钻井周期。另外本产品不仅适应用于油田堵水和注水井封堵，还可在桥柱堵漏、工业下水道、危险品泄露等领域得到应用，可大规模推广。 

发明内容

本发明的可降解快速堵漏剂由三部分构成，其中基液A是由羧甲基纤维素钠与丙烯酰胺接枝共聚得到，交联剂B由无机交联剂CrCl₃、FeCl₂及硼砂组成，基液C为破胶剂（起降解作用），由H₂O₂和NaOH溶液组成。由基液A和交联剂B反应形成的固体水凝胶加强了堵漏浆的溶涨性、滞留性，提高了堵漏成功率，减小了堵漏的反复性。当堵漏不再需要，可以将破胶剂基液C渗入堵漏凝胶中，在一段时间内，可以将堵漏主体--固体水凝胶分解破坏，从而达到去除的目的。 

三种成分的制备方法和详细成分如下 

（1）基液A的制备：按1:4比例分别称取羧甲基纤维素钠盐与丙烯酰胺，按照水溶液质量百分数0.03%投入引发剂过硫酸铵。首先将羧甲基纤维素钠盐溶解于蒸馏水中，之后再加入丙烯酰胺，搅拌使之溶解，放入40℃水浴中加热约半小时，使二者均匀混合。加入引发剂过硫酸铵搅拌均匀，控制pH约等于7，反应8-9小时。用玻璃棒蘸取拉丝长度约10cm时交联反应即可以停止，冷却后作为基液A。同时，也可以将基液A加热真空烘干成粉末，便于储存和运输，使用时可以现场用蒸馏水配置，现配现用。

（2）无机交联剂B的制备：B组分由CrCl₃、FeCl₂及硼砂组成。 

（3）破胶剂C液的制备：将30% H₂O₂溶液稀释至5%，然后加入固体NaOH，调节溶液pH至13-14，使用时现用现配。 

（4）该可降解快速堵漏剂使用方法如下：根据施工漏点的大小, 称取适量本产品基液A的粉末, 将粉末溶于蒸馏水中, 加热至适于堵住该漏点的粘度, 作为基液A, 再加入无机交联剂B, 搅拌混匀, 将其放入堵液处, 在5-10分钟内就会达到堵漏的效果。 

（5）堵漏剂降解：将（3）中配好的破胶剂C加入或渗入堵漏剂固体凝胶中，因发生如下反应： 

2CrCl₃+3H₂O₂+10NaOH==2Na₂CrO₄+8H₂O+6NaCl

从而使无机交联剂失去形成配位键的能力，固体凝胶体系被破坏，失去力学强度，凝胶变成淡黄色溶液，堵漏剂被成功去除。

其中步骤（1）中所述的原料配比：羧甲基纤维素钠与丙烯酰胺的配比为1:4，引发剂采用过硫酸铵，用量为水溶液质量百分数0.03%。 

步骤（1）中所述的制备方法为：反应温度为40℃，pH为7左右，反应时间为8-9小时。 

步骤（1）中所述的制备方法为：步骤（1）中所述的基液A干粉的制备方法为：将基液A加热真空烘干成粉末，烘干温度为60℃，真空度为0.08 Mpa。