[发明专利]一种有机盐钻井液用封堵剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气领域，具体地涉及一种有机盐钻井液用封堵剂及其制备方法。

背景技术

钻井过程中，泥页岩孔隙压力传递是导致井壁失稳的重要原因。因此，维持井壁稳 定的关键是阻止孔隙压力传递，而阻止孔隙压力传递则必须加强对地层孔隙的有效封堵。 传统封堵剂，包括以细目钙为代表的无机材料以及沥青、酚醛树脂为代表有机材料均为 惰性封堵剂，由于其颗粒粒径单一，往往只能针对特定孔隙的地层进行有效封堵，适合 于封堵均质地层，且颗粒之间存在微孔隙，较难实现完全封堵。聚合物凝胶是一种新兴 的封堵剂，由于其具有一定的可变形性，因此体现出良好的自适应性，可封堵不同孔径 孔隙，对均质性和非均质性地层均具有良好的封堵效果。其即可单独使用，亦可与常规 封堵剂配合使用，填充在常规封堵剂架桥形成的微孔隙当中，降低封堵剂的渗透率。

有机盐钻井液是水基钻井液的一种，它具有高含盐量、高密度、强抑制性和油气层 保护效果好等优点，适合于深井、水平井、大位移井等复杂井的施工。高密度有机盐钻 井液施工过程中要保持粘度和切力在适度的范围，粘切过高会导致钻速慢、憋泵等一系 列问题。而聚合物凝胶类封堵剂在配浆时往往会造成钻井液粘切上升，给现场施工带来 困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机盐钻井液用封堵剂材料及其制备方法，以提高有机盐 钻井液的封堵防塌能力。

本发明通过如下技术方案实现：

一种有机盐钻井液用封堵剂，是由包括下述质量份的原料共聚而成：

N-异丙基丙烯酰胺10-25，

丙烯酰胺9-17，

N,N-亚甲基双丙烯酰胺1-3。

该有机盐钻井液用封堵剂的制备方法，包括如下步骤：

将所述的N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺加入去离子水中， 搅拌均匀；将其加热至50-60℃，在氮气保护下，缓慢加入引发剂，反应4-6小时，得到 胶液，而后烘干粉碎，得到所述的有机盐钻井液用封堵剂。

上述制备方法中，所述去离子水和引发剂的加入量按质量份计为：

去离子水：64-70，

引发剂：0.05-0.5。

所述的引发剂选自下述任意一种或两种以上的混合物：过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮 二异丁基脒二盐酸盐，优选偶氮二异丁基脒二盐酸盐。

本发明提供的有机盐钻井液用封堵剂的工作原理及有益效果是：

1、所述的有机盐钻井液用封堵剂具有温敏性，对钻井液粘切影响小，可变形，具有 良好的封堵效果。N-异丙基丙烯酰胺由于分子内同时有亲水性的酰胺基和疏水性的异丙 基，使其均聚物具有温度敏感性，在临界溶解温度(40-65℃)以下，溶于水；临界温度 以上，大分子链中的极性基团水化程度减少，疏水链段从溶液中析出，产生分子内和分 子间缔合。在N-异丙基丙烯酰胺的基础上，加入亲水的丙烯酰胺单体可调节临界溶解温 度；加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，形成凝胶。但产品表现出与传统聚合物凝 胶不同的特性：配浆时，环境温度低于临界溶解温度，产品溶于水，对钻井液粘切影响 小，便于配制钻井液；进入井下后，井深越深，温度越高，当温度高于临界溶解温度时， 产品中N-异丙基丙烯酰胺链段发生疏水缔合，同时由于N,N-亚甲基双丙烯酰胺的交联作 用，聚合物体积收缩，呈凝胶状，该凝胶具有弹性，可变形，可进入不同孔隙的地层起 到封堵作用。

2、所述的有机盐钻井液用封堵剂由于分子链上带有大量的酰胺基，可吸附在钻井液 的粘土颗粒表，与粘土形成复合体，封堵效果增强。

3、所述的有机盐钻井液用封堵剂具有良好的抗温和抗盐性。经N,N-亚甲基双丙烯酰 胺适度交联后，产品的抗温性和抗盐性提高，可适用于有机盐钻井液和饱和盐水钻井液 等高含盐量的水基钻井液体系。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述 方法如无特别说明均为常规方法。下述各实施例中，所述份均为质量份数。所述反应物 如无特别说明均能从公开商业途径而得。

实施例1