[发明专利]一种热致展开器件及制备方法

说明书

本发明公开了一种热致展开器件及制备方法。热致展开器件为形状记忆颗粒；形状记忆颗粒包括韧性片材及及其包覆的温敏型形状记忆聚合物；温敏型形状记忆聚合物的含量为形状记忆颗粒的20‑99.99wt％；形状记忆颗粒的粒径小于或等于8mm。制备包括：将温敏型形状记忆聚合物粉碎加热融化，将温敏型形状记忆聚合物热融液均匀涂覆韧性片材，进行卷材，制成卷状物，冷却至室温切割造粒。本发明的热致展开器件添加到固井水泥浆中，被适宜的井下温度升高环境激发，膨胀数倍表面积，利用流体中体积位阻效应，起到封堵岩石裂隙的目的。

技术领域

本发明涉及固井技术领域，进一步地说，是涉及一种热致展开器件及制备方法。

背景技术

井漏是钻井、固井过程中常见的井下复杂情况之一。井漏不仅会耗费钻井时间,漏失钻井液、水泥浆，而且还可能引起卡钻、井喷、井塌、固井质量差等问题，甚至导致井眼报废事故，造成重大经济损失。

解决油气井的漏失问题一直是各大油气田关注的课题。常规固井水泥浆不具备堵漏功能，但在加入惰性纤维材料后，由于纤维的堆积和架桥作用，容易在漏失通道中形成网状结构，而水泥浆的常规性能不会发生太大变化，因此可对钻井、固井过程中的漏失进行一定程度的封堵。并且，纤维的加入还能提高水泥石的韧性，确保后期射孔作业更好地进行。

纤维作为一种惰性材料，常用来配制纤维水泥浆用于固井作业。纤维水泥浆就是在水泥浆基础配方中混入一定比例和长度的纤维材料，混合后的水泥浆性能与原浆相比没有太大的变化，并且纤维容易在漏失通道中通过堆积、架桥形成网状结构。因此，纤维水泥浆也可用于井漏封堵作业。目前，主要是通过改变纤维的加量(5‰，占水泥的量)和长度(1-6mm)，形成纤维堵漏水泥浆体系。这种体系，一般是靠操作人员在水泥车上加入纤维。这里需要说明的是，因为纤维具有聚团缠绕性，所以不能干混在水泥中。同时，人工在水泥车上撒入纤维速度较慢，且纤维加入过多会影响水泥浆的流变性质，所以一般加入量5‰(占水泥的量)。另外纤维的长度不能过长，这限制了纤维堵漏浆的堵漏效果。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种热致展开器件及制备方法。本发明的热致展开器件添加到固井水泥浆中，被适宜的井下温度升高环境激发，膨胀数倍表面积，利用流体中体积位阻效应，起到封堵岩石裂隙的目的。

本发明的目的之一是提供一种热致展开器件。

所述热致展开器件为形状记忆颗粒；

所述形状记忆颗粒包括韧性片材及及其包覆的温敏型形状记忆聚合物；

所述温敏型形状记忆聚合物的含量为形状记忆颗粒的20-99.99wt％；优选为30-70wt％；更优选为40-60wt％；

所述形状记忆颗粒的粒径小于或等于8mm，优选为大于或等于0.5mm，且小于或等于5.0mm；更优选为大于或等于0.5mm，且小于或等于3.0mm。

所述韧性片材为有机物片材或金属片材；优选为聚丙烯、聚乙烯、EVA、铁、铜、不锈钢、铝、合金、碳纤维片材中的至少一种；

所述温敏型形状记忆聚合物的形变温度范围为55-95℃，优选为60-80℃；

所述温敏型形状记忆聚合物优选为苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛凝胶和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。

本发明的目的之二是提供一种热致展开器件的制备方法。

包括：

将温敏型形状记忆聚合物粉碎加热融化，将温敏型形状记忆聚合物热融液均匀涂覆韧性片材，冷却至室温，进行卷材，制成卷状物，切割造粒。

其中，优选，