[发明专利]用于制备钻井堵漏用灌浆材料的组合物

说明书

本发明提供了一种用于制备钻井堵漏用灌浆材料的组合物和钻井堵漏用灌浆材料的制备方法。所述用于制备钻井堵漏用灌浆材料的组合物包括异氰酸酯化合物、聚醚多元醇、催化剂和酰胺类溶剂。使用本发明的钻井堵漏用灌浆材料组合物，不仅避免了灌浆材料常用的低沸点或易挥发溶剂在人体健康、井下风险方面的缺陷，又能维持较好的抗压强度，有效阻隔地层水并封堵漏失地层。

技术领域

本发明涉及油气井固井领域，具体涉及用于制备钻井堵漏用灌浆材料的组合物及钻井堵漏用灌浆材料的制备方法。

背景技术

井漏一直是困扰国内外石油勘探开发的重大工程技术难题，尤其是恶性漏失，严重阻碍钻井施工。一般对于恶性井漏，较为成熟的方法是使用水泥类化学固结浆进行堵漏。但是，很多漏层往往含水或与地下水层连通，水泥浆与地层水相混稀释，难以凝结固化，甚至直接被活跃地下水冲走，导致堵漏失败。其它常见的桥接堵漏材料、高失水堵漏材料、无机胶凝堵漏剂、软硬塞堵漏材料等也不足以有效应对含水地层恶性井漏。相较之下，在工程建筑和采矿等领域得到广泛应用的聚氨酯灌浆技术针对这一问题提供了潜在可行的解决方案。

聚氨酯灌浆材料通常是由聚氨酯预聚体与添加剂(包括溶剂、催化剂、缓凝剂、表面活性剂、增塑剂等其中的一种或多种)组成的混合浆液。主要成分是端异氰酸酯基(-NCO)预聚体，由过量异氰酸酯与聚醚多元醇反应而制得，遇水后能立即分散乳化，发生扩链交联反应，释放二氧化碳，进而膨胀固结，最终生成一种不溶于水的固结体。

常用聚氨酯灌浆材料主要成分一般为甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚醚多元醇并添加一定助剂。由于TDI易挥发，在预聚体生产以及灌浆材料使用过程中会产生有害气体，危害人体健康与环境，因此越来越多的研究人员开始使用二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)替代TDI。CN102070761B提供了一种聚氨酯灌浆材料及其制备方法和用途，涉及的聚氨酯灌浆材料为MDI型单组份灌浆材料，在粘结强度、抗拉强度、抗渗透性能以及包水量等方面具有较好的性能。但是，其所用溶剂为无水丁酮、二氯甲烷以及无水丙酮，沸点较低，易挥发，地面上对人体危害较大；另一方面石油钻井地层温度往往较高，低沸点溶剂在井下作业安全风险较高，存在一定的局限性。CN201310199726提供了一种油溶性聚氨酯灌浆液的制备方法，其所用溶剂为二甲苯，虽然沸点相对较高(140℃)，但刺激性大。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于制备钻井堵漏用灌浆材料的组合物以及钻井堵漏用灌浆材料的制备方法，使用本发明的灌浆材料及方法，不仅避免了灌浆材料常用的低沸点或易挥发溶剂在人体健康、井下风险方面的缺陷，又能维持较好的抗压强度，有效阻隔地层水并封堵漏失地层。

第一方面，本发明提供了一种用于制备钻井堵漏用灌浆材料的组合物，其包括异氰酸酯化合物、聚醚多元醇、催化剂和酰胺类溶剂。

根据本发明的一些实施方式，所述酰胺类溶剂选自式I所示的化合物中的一种或多种，

式中，R₁选自氢、C1-C6的烷基或C2-C6的烯基，R₂和R₃相同或不同，各自独立氢、C1-C6的烷基或C2-C6的烯基，且R₂和R₃不同时为氢。

根据本发明的一些实施方式，R₁为C1-C4的烷基。在一些实施例中，R₁为C2-C4的烯基。在一些实施例中，R₁为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、乙烯基或丙烯基。

根据本发明的一些实施方式，R₂和R₃相同或不同，各自独立选自氢或C1-C4的烷基，且R₂和R₃不同时为氢。在一些实施例中，R₂和R₃相同或不同，各自独立选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。