[发明专利]一种钻井液用微纳米防塌封堵剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钻井液用微纳米防塌封堵剂及其制备方法，该封堵剂由以下重量份配比的原料制成：环氧树脂5‑20份，衣康酸5‑15份，丙烯酸10‑38份，2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸15‑35份，pH值调节剂2‑10份，乳化剂1‑6份，引发剂0.2‑1.0份，溶剂5‑15份，水50‑150份。本发明和现有技术相比，有纳米级及微米级可变形粒子，降低滤失量，调节流变性，抗温性能好，无荧光，配伍性良好；同时该封堵剂分子链上带有多种吸附基团，能吸附在黏土颗粒表面对钻井液中的颗粒填充形成的滤饼进行修补；通过粒径尺寸和可变形特性使其可以进入泥页岩地层孔隙和层理，阻止滤液进入地层，起到稳定井壁的作用；该封堵剂分散能力强，稳定性高，适用于各种微裂缝发育的硬脆性泥岩。

技术领域

本发明涉及钻井液处理剂技术领域，具体是一种钻井液用微纳米防塌封堵剂及其制备方法。

背景技术

井壁稳定性问题是世界许多油田都普遍存在的一大难题，一直困扰着石油工业的发展。目前，水基钻井液的护壁防塌作用有多种途径和方法，总体上可归纳为三个方向，即：密度支撑、封堵防塌、抑制水化。当前常用的防塌剂如沥青类、腐殖酸类等产品，因荧光级别、环保性能等原因其应用受到一定的限制；而封堵剂乳化石蜡虽比较常用，但抗温性能差、软化点低，适用的温度范围有限，对深井泥页岩地层的井壁稳定作用效果较差。

在钻井过程中需要对井壁地层的岩石孔隙进行封堵。不同地层岩石的孔隙尺寸也不同，易发生井壁失稳的泥页岩地层的孔隙尺寸多为微纳米级别，常规的粒子无法进行有效封堵，不能有效阻止钻井液及其滤液对近井壁地层的侵蚀，进而引起泥页岩水化膨胀，造成井壁坍塌等复杂事故。钻井过程中，对井壁的微小裂缝进行有效封堵是避免井壁失稳的有效手段之一，而沥青类和乳化石蜡封堵剂材料颗粒尺寸都较大，对于裂缝缝隙尺寸较大的地层封堵效果较好，但是对泥岩泥微裂缝和层理这类纳微米孔隙(缝)不能形成很好的尺寸匹配，其井壁稳定能力受到较大限制。

综上所述，一种钻井液用微纳米防塌封堵剂将更有效的对泥页岩地层的微裂缝及层理进行封堵，有助于解决泥页岩地层的井壁失稳这一技术难题，有利于钻井液技术的发展。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种钻井液用微纳米防塌封堵剂及其制备方法。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

一种钻井液用微纳米防塌封堵剂，该封堵剂由以下重量份配比的原料制成：

环氧树脂5-20份，衣康酸5-15份，丙烯酸10-38份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸15-35份，pH值调节剂2-10份，乳化剂1-6份，引发剂0.2-1.0份，溶剂5-15份，水50-150份。

所述的pH值调节剂是氢氧化钾、氢氧化钠、氨水中的一种。

所述的乳化剂是山梨醇酐油酸酯、辛基苯酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、十二烷基硫酸钠中的一种或两种的混合物。

所述的引发剂是过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸铵与亚硫酸氢钠氧化还原体系、叔丁基过氧化氢与亚硫酸氢钠氧化还原体系、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种。

所述的溶剂是丙酮、乙醇、甲苯、二甲苯、1，4-丁二醇、正丁醇、苯甲醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、2-叔丁氧基乙醇中的一种或两种的混合物。

一种钻井液用微纳米防塌封堵剂的制备方法，该制备方法的步骤如下：

步骤1)将适量衣康酸、丙烯酸、以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶解在水中，然后用pH值调节剂将溶液调至pH＝3-10得到混合溶液一；

步骤2)称取适量环氧树脂与适量溶剂在60-120℃下溶解1h，获得料液；

步骤3)于30-100℃下，向步骤2)获得的料液中通氮气30min后，滴加步骤1)获得的混合溶液一，同时加入引发剂和乳化剂，得到混合溶液二；