一种高性能压敏型聚合物水分散体堵漏剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于钻井堵漏领域，具体涉及一种聚合物水分散体堵漏剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、石油和天然气生产系统中油井和气井的漏失是常见且难以处理的复杂问题，不仅威胁安全生产，还会造成重大经济损失，危害严重，因此油井和气井的堵漏和密封技术具有重要意义。但油井、气井的高温高压环境和井漏原因极其复杂，对堵漏造成很大困难。井漏堵漏材料与技术的研究与开发一直是世界油气行业的热点和难点之一。

2、水泥浆、凝胶、硅藻土、核桃壳、树脂等均为常用的堵漏材料，属于桥接堵漏剂。但这些材料均存在缺陷，如水泥浆和核桃壳等刚性材料在堵漏时容易产生封门效应，堆积强度较低，不耐冲刷，导致其在裂缝中不易驻留、封堵层承压能力低、易重复漏失。此外，在井道中漏失可能发生在微小的孔隙中，刚性堵漏材料无法有效地封堵这些细小的漏失通道。凝胶和树脂等软材料容易受温度、压力等环境因素影响固化，堵漏点位不精确，容易造成卡钻，堵塞井眼等事故。此外，软材料在承压和耐热等方面欠佳，在高温高压环境下很难应用。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、本发明的一个方面，本发明提出了一种聚合物水分散体堵漏剂，包括a组分、b组分和分散剂，所述a组分为第一聚合物水分散体，且包含附聚胶乳和第一激活剂，所述附聚胶乳包含附聚剂、第一聚合物胶乳，所述第一聚合物胶乳的玻璃化转变温度≤0℃；所述b组分为第二聚合物水分散体，且包含第二激活剂和第二聚合物胶乳，所述第二聚合物胶乳的玻璃化转变温度≥30℃。本发明的聚合物水分散体堵漏剂为高性能压敏型聚合物水分散体堵漏剂，具有压差激活智能识别的功能和原位封堵的堵漏特点，可对不同尺寸、不同形状、不同压力、不同温度等特征的井漏进行有效的封堵。

3、根据本发明的实施例，所述附聚胶乳中，所述附聚剂和第一聚合物胶乳的质量比为(4-100)∶1。

4、根据本发明的实施例，所述附聚胶乳的粒径为200nm-600nm。

5、根据本发明的实施例，所述附聚胶乳中水的含量为50％-90％。

6、根据本发明的实施例，所述附聚胶乳和第一激活剂的质量比为(100-1000)∶1。

7、根据本发明的实施例，所述a组分的粒径为1μm-1000μm。

8、根据本发明的实施例，所述a组分进一步包括第一非离子型乳化剂；

9、根据本发明的实施例，所述a组分中第一非离子型乳化剂的含量为0.3％-3％。

10、根据本发明的实施例，所述a组分中的水含量为60％-90％。

11、根据本发明的实施例，所述第二聚合物胶乳和第二激活剂的质量比为(20-400)∶1。

12、根据本发明的实施例，所述b组分的粒径为2μm-2000μm。

13、根据本发明的实施例，所述b组分进一步包括第二非离子型乳化剂。

14、根据本发明的实施例，所述b组分中第二非离子型乳化剂的含量为0.3％-3％。

15、根据本发明的实施例，所述b组分中的水含量为60％-90％。

16、根据本发明的实施例，所述a组分与b组分的质量比为(0.2-5)∶1。

17、根据本发明的实施例，所述a组分与b组分之和与分散剂的质量比为(100-500)∶1。

18、根据本发明的实施例，所述a组分的粒径小于所述b组分的粒径。

19、根据本发明的实施例，所述第一聚合物胶乳包括第一丁腈胶乳、丁苯胶乳、聚丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、苯丙乳液中的至少之一，所述第二聚合物胶乳包括丁腈苯胶乳、第一丁腈胶乳、聚丙烯酸酯乳液、苯丙乳液和聚氯乙烯乳液中的至少之一。

20、根据本发明的实施例，所述第一聚合物胶乳和第二聚合物胶乳的合成单体包括：丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、衣康酸、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、偏氯乙烯、乙烯、丙烯、异氟尔酮二异氰酸酯、1,4-甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯聚醚二元醇、聚酯二元醇中的至少之一。

21、根据本发明的实施例，所述第一激活剂和所述第二激活剂分别独立地包括无机盐电解质、离子型聚合物、有机溶剂或第一离子型表面活性剂。

22、根据本发明的实施例，所述分散剂包括第二离子型表面活性剂、聚合物分散剂或无机纳米颗粒。

23、本发明的又一个方面，提出制备第一方面的聚合物水分散体堵漏剂的方法，包括以下步骤：

24、(1)分别制备a组分和b组分

25、所述a组分的制备方法包括：将附聚剂和第一聚合物胶乳进行第一混合，形成附聚胶乳，将所述附聚胶乳和第一激活剂进行第二混合，得到a组分；

26、所述b组分的制备方法包括：将第二激活剂和第二聚合物胶乳进行第三混合，得到b组分；

27、(2)将所述a组分、所述b组分和分散剂进行第四混合，得到聚合物水分散体堵漏剂。

28、本发明的方法，操作简单，生产成本低廉，可获得稳定性好并同时具有压差激活智能识别功能和原位封堵的堵漏剂。

29、根据本发明的实施例，所述第一混合采用下列步骤进行：将所述附聚剂加入到第一聚合物胶乳中，在20℃-80℃下陈化0.5h-3h，得到第一水分散体系，将所述水分散体系在20℃-80℃下陈化1h-3h，再加入水并搅拌。

30、根据本发明的实施例，所述第二混合在有第一非离子型乳化剂的条件下进行，并采用下列步骤进行：将所述第一激活剂加入所述附聚胶乳中，在20℃-60℃下陈化1h-6h，再加入水和第一非离子型乳化剂并搅拌。

31、根据本发明的实施例，所述第三混合在有第二非离子型乳化剂的条件下进行，并采用下列步骤进行：将所述第二激活剂加入到第二聚合物胶乳中，于35℃-90℃下陈化1h-6h得到第二水分散体系，将所述第二水分散体系在20℃-80℃下陈化1h-3h后，加入水和第二非离子型乳化剂搅拌均匀。

32、根据本发明的实施例，所述第四混合的时间为1h-3h，第四混合的温度为20℃-60℃。

33、本发明的第三方面，提供由第一方面的聚合物水分散体堵漏剂或第二方面的方法制备的聚合物水分散体堵漏剂在井漏封堵中的应用。该聚合物水分散体堵漏剂可耐受100℃-200℃的温度和5mpa-10mpa的压力，能够满足大部分井漏封堵的要求。

技术特征：

1.一种聚合物水分散体堵漏剂，其特征在于，包括a组分、b组分和分散剂，

2.根据权利要求1所述的聚合物水分散体堵漏剂，其特征在于，所述附聚胶乳中，所述附聚剂和第一聚合物胶乳的质量比为(4-100)∶1；

3.根据权利要求1所述的聚合物水分散体堵漏剂，其特征在于，所述附聚胶乳和第一激活剂的质量比为(100-1000)∶1；

4.根据权利要求1所述的聚合物水分散体堵漏剂，其特征在于，所述第二聚合物胶乳和第二激活剂的质量比为(20-400)∶1；

5.根据权利要求1所述的聚合物水分散体堵漏剂，其特征在于，所述a组分与b组分的质量比为(0.2-5)∶1；

6.根据权利要求1-5任一项所述的聚合物水分散体堵漏剂，其特征在于：

7.一种制备权利要求1-6任一项所述的聚合物水分散体堵漏剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第四混合的时间为1h-3h，第四混合的温度为20℃-60℃。

10.权利要求1-6任一项所述的聚合物水分散体堵漏剂或权利要求7-9任一项所述的方法制备的聚合物水分散体堵漏剂在井漏封堵中的应用。

技术总结本发明属于钻井堵漏领域，提供一种聚合物水分散体堵漏剂及其制备方法、应用。该聚合物水分散体堵漏剂包括A组分、B组分和分散剂，所述A组分为第一聚合物水分散体，且包含附聚胶乳和第一激活剂，所述附聚胶乳包含附聚剂、第一聚合物胶乳，所述第一聚合物胶乳的玻璃化转变温度≤0℃；所述B组分为第二聚合物水分散体，且包含第二激活剂和第二聚合物胶乳，所述第二聚合物胶乳的玻璃化转变温度≥30℃。本发明的聚合物水分散体堵漏剂为高性能压敏型聚合物水分散体堵漏剂，具有压差激活智能识别的功能和原位封堵的堵漏特点，可对不同尺寸、不同形状、不同压力、不同温度等特征的井漏进行有效的封堵。技术研发人员：高荣升,苗霞,阚成友受保护的技术使用者：中石化石油工程技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11