[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

说明书

本发明公开了一种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。所述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；壳聚糖的溶液采用的溶剂为冰醋酸溶液；聚合物凝胶经干燥后再粉碎即得颗粒状树脂。通过使用本发明耐高温膨胀纤维树脂堵漏材料，可有效地解决裂缝性地层固井水泥浆恶性漏失的难题，大幅降低了裂缝性地层固井水泥浆漏失的处理时间和费用并提高裂缝性地层的固井质量，为解决裂缝性地层固井水泥浆堵漏问题开辟了一条新途径。

技术领域

本发明涉及一种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，属于油气田钻井固井技术领域。

背景技术

随着油气勘探开发向深层、超深层、海洋深水等领域拓展，裂缝性地层恶性漏失是油气井重大工程技术难题之一。全球有接近四分之一的油气井在钻井期间发生恶性漏失的问题，严重影响勘探开发进程。裂缝性地层漏失可分为微型裂缝漏失、扩展型裂缝漏失及诱导型裂缝漏失，在实际钻井过程中所遇到的裂缝性漏失一般为上述三种漏失类型的相互组合。裂缝性地层漏失程度主要取决于井筒压力与地层孔隙压力的压差、裂缝漏失通道的发育程度及连通状况、裂缝的宽度和长度、漏失通道内的空间大小等。

在固井施工过程中，由于水泥浆的密度远超过钻井液密度，固井水泥浆恶性井漏问题会更加严重，裂缝性地层固井中的恶性漏失往往导致水泥浆上返不足，难以对上层井段进行有效封固。同时，由于裂缝性地层的漏失，无论是钻井液循环还是固井顶替排量都受到了限制，顶替效率较低，钻井中的岩屑难以及时清除，以及冲洗液对泥饼清洗效果差，都会严重影响固井质量。

目前，国内外一般通过采取合适的堵漏技术措施，提高地层承压能力，以满足固井施工作业要求。架桥类堵漏材料、高失水类堵漏材料、吸液膨胀类堵漏材料、柔性凝胶类堵漏材料、可固化类堵漏材料以及智能堵漏材料等堵漏材料常用于裂缝性地层恶性井漏堵漏。可膨胀树脂类堵漏材料相比于其他堵漏材料，具有对裂缝通道适应性良好、填充和承压效果好等优点。

目前，国内外裂缝性地层防漏堵漏技术在许多方面有了较好的进展，同时结合现场实践结果表明，吸液膨胀类堵漏材料在处理裂缝性地层钻井液漏失问题的成功率较高，但是在处理裂缝性地层固井水泥浆漏失问题时仍有不足。固井水泥浆的密度大于钻井液密度，因而固井水泥浆在裂缝性地层中有更加严重的漏失风险。亟需研发出可应用于裂缝性地层固井水泥浆防漏堵漏的新型堵漏材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于裂缝性地层固井水泥浆承压防漏堵漏材料，能够保证裂缝性地层固井作业的顺利进行，解决了裂缝性地层固井水泥浆防漏堵漏的问题。

本发明提供的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。

上述的制备方法中，氢氧化钠与丙烯酸反应形成羧酸钠，在树脂三维网状结构中，形成内外渗透压，是树脂吸液膨胀的主要原因。

上述的制备方法中，加入的壳聚糖具有络合金属离子的能力，可以与地层中的重金属离子结合，达到降低地层中重金属含量、改善地层环境质量和保护油气储层的功效，壳聚糖接枝吸水树脂具有更加优异的热稳定性，且表面呈现出松散多孔的结构。与树脂原有的可膨胀性能相结合，有助于提高膨胀树脂的吸液性能、耐温性能、机械强度及拉伸性等性能，对膨胀树脂在裂缝性地层水泥浆的防漏堵漏应用中具有十分重要的意义。