[发明专利]耐高温膨胀纤维树脂堵漏材料及其制备方法与在固井水泥浆防漏堵漏中的应用

权利要求书

1.一种耐高温膨胀纤维树脂堵漏材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、向丙烯酸溶液中加入氢氧化钠，然后依次加入壳聚糖的溶液、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和纤维；再依次加入引发剂和交联剂，经聚合反应得到聚合物凝胶；

所述壳聚糖的溶液采用的溶剂为冰醋酸溶液；

S2、所述聚合物凝胶经干燥后再粉碎得到颗粒状树脂即为所述耐高温膨胀纤维树脂堵漏材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述冰醋酸溶液的质量浓度为1～3％；

所述纤维为玄武岩纤维或玻璃纤维，单丝直径为11～15μm，长度为2～6mm。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，以所述聚合反应体系中的水为100重量份计，各原料的用量如下：

纤维0.5～3重量份，壳聚糖1～5重量份，冰醋酸0.6～3重量份，丙烯酸10～15重量份，丙烯酰胺1.5～2.0重量份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸6～10重量份，NaOH为4～8重量份，引发剂0.6～0.8重量份，交联剂0.05～0.08重量份。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述引发剂为氧化-还原体系，其中，氧化剂为过硫酸铵，还原剂为亚硫酸氢钠或亚硫酸钠；

所述氧化剂与所述还原剂的质量比为1：1；

所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述聚合反应的温度为60～70℃，在搅拌速率为500～1000转/分钟的条件下反应3～5小时；

步骤S2中，依次采用乙醇和水浸泡所述聚合物凝胶，然后在80～90℃的条件下烘干至恒重得到固体产物。

6.权利要求1-5中任一项所述制备方法得到的耐高温膨胀纤维树脂堵漏材料；

所述耐高温膨胀纤维树脂堵漏材料的最大膨胀倍数为10～21倍，膨胀时间为49～55min，抗盐性能为69～80％，保水率为80～93％，达到最大膨胀倍数时的强度为351～448g/cm²。

7.一种固井水泥浆，其质量组成如下：

油井水泥100份，粗硅砂15～20份，细硅砂10～15份，权利要求6所述耐高温膨胀纤维树脂堵漏材料0.5～3份，纳米二氧化硅2～5份，碳酸钙1～10份，降失水剂0～5份，减阻剂0～5份，缓凝剂0.5～2份，消泡剂0.2～0.8份，水30～100份；

所述耐高温膨胀纤维树脂堵漏材料的粒径为0.01～0.2mm。

8.根据权利要求7所述的固井水泥浆，其特征在于：所述油井水泥为API油井G级水泥；

所述粗硅砂的粒径为50～150μm；

所述细硅砂的粒径为5～15μm；

所述纳米二氧化硅为纳米二氧化硅水溶胶，其中二氧化硅的质量含量为20％～50％；

所述碳酸钙的粒径为0.1～0.3mm；

所述降失水剂为丁二烯-苯乙烯胶乳降失水剂；

所述减阻剂为磺化甲醛-丙酮缩聚物或聚萘磺酸盐减阻剂；

所述消泡剂为硅醚共聚类消泡剂、有机硅氧烷消泡剂或聚醚类消泡剂；

所述缓凝剂为木质磺酸盐类缓凝剂、羟基羧酸类缓凝剂何AMPS类聚合物缓凝剂中的至少一种。

9.权利要求6所述耐高温膨胀纤维树脂堵漏材料、权利要求7或8所述固井水泥浆在裂缝性地层固井水泥浆防漏堵漏中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述耐高温膨胀纤维树脂堵漏材料或所述固井水泥浆适用于120～180℃温度条件下对0～3mm的裂缝性地层进行堵漏；

所述耐高温膨胀纤维树脂堵漏材料或所述固井水泥浆对0～3mm裂缝的承压能力在3.5MPa以上，承压时间均能达到10分钟以上，最大漏失量能控制在86mL以内。