一种井眼强化护壁剂的制作方法

本发明属于油田用助剂，具体涉及一种井眼强化护壁剂。

背景技术：

1、井壁失稳是钻井最严重、最常见的井下事故之一，严重影响钻井安全、钻井效率，增加钻井成本。井壁失稳的其中一个原因是，在钻头破碎地层岩石的过程中，会在井壁产生微小裂隙，这是井漏、井塌的潜在风险。

2、目前国内外研究人员的共识就是要尽可能减少钻井液的滤失量，以便确保井壁的稳定性。然而在我国目前主产页岩气的川渝地区，其页岩底层的天然微裂缝发育十分广泛，更容易导致钻井液滤液的侵入，使微裂缝不断扩大，采用井眼强化剂，使其进入微裂缝后形成胶结封堵，阻止滤液进一步侵入底层，从而达到井眼强化的目的。比如中国专利cn115010866a公开了一种井壁强化用粘性聚合物溶液、井壁强化剂及制备方法，其采用包括聚合醇、非离子单体、阳离子单体等进行酯化反应得到井壁强化剂，该井壁强化剂能够在一定程度上提高井壁的胶结效果，进而增加井壁稳定性。然而，其虽然能够在一定程度增加井壁的强度，但是增加量相对较低。

技术实现思路

1、为解决上述至少一种问题，本发明提出了一种井眼强化护壁剂。

2、本发明的技术方案如下：一种井眼强化护壁剂，包括组分a和组分b，所述组分a的制备方法包括以下步骤：

3、s1、取氨基poss并溶解，加入第一单体并在碱性条件下反应，反应结束后，除去溶剂即得改性氨基poss；所述第一单体为(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵中的一种；

4、s2、以质量份计，取1份改性氨基poss、1.5~4份油溶性酚醛树脂并溶于20~40份溶剂油，同时加入助溶剂、第一乳化剂形成油相；

5、s3、取第二乳化剂、50~200份水并和油相混合，直至乳液清澈即得；

6、所述组分b为乌洛托品，所述组分b与所述油溶性酚醛树脂的质量比为8~15:100。

7、本发明的一种实施方式在于，所述改性氨基poss的制备方法包括以下步骤：取氨基poss并使其在溶剂中溶解，在持续搅拌、碱性的条件下，将第一单体滴加至氨基poss溶液中，在30~60℃条件下反应5~24h，反应结束后，除去溶剂即得。同时，对于氨基poss来讲，可以选用常见的单氨基poss，也可以选用八氨基poss，poss上的氨基数量越多，则第一单体的加量越高；当氨基poss为单氨基poss时，其碱性较低，通常需要添加相应的碱使得反应维持在碱性条件下，比如添加一定量的三乙胺、乙醇钠等，且碱的添加量使得反应液维持在碱性条件即可。

8、进一步的，所述溶剂为甲醇、四氢呋喃中的一种。其中，四氢呋喃是氨基poss的常用溶剂；对于八氨基poss来讲，其亲水性较强，难溶于常规的有机溶剂中，发明人经过试验后发现，可采用甲醇作为溶剂。

9、本发明的一种实施方式在于，所述氨基poss与所述第一单体的摩尔比为1:1~8。

10、本发明的一种实施方式在于，所述溶剂油为白油、石蜡油、环烷基油、煤油、柠檬烯中的至少一种。

11、进一步的，所述溶剂油为质量比为1:2~4的环烷基油和柠檬烯的混合物。

12、本发明的一种实施方式在于，所述第一乳化剂为十二烷基二甲基氧化胺，所述第二乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述第一乳化剂和所述第二乳化剂的质量比为1:0.5~0.8，且所述第一乳化剂和所述第二乳化剂的总加量为所述溶剂油质量的20%~30%。

13、本发明的一种实施方式在于，所述助溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇中的一种，所述助溶剂与所述溶剂油的质量比为0.5~1:1。

14、在较大的乳化剂加量以及助溶剂存在的情况下，本发明井眼强化护壁剂中的组分a能够自发形成微乳液，其粒径较小，通常为纳米级，能够进入较多的尺寸的孔隙，从而对井壁进行更好、更强的加固，进而使得井壁的强度更高。

15、本发明的一种实施方式在于，所述组分a和所述组分b分开储存。

16、本发明的一种实施方式在于，所述油相中还包括0.5~3份短链酯类化合物，所述短链酯类化合物为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、醋酸乙酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯中的一种。

17、本发明的有益效果在于：

18、本发明的井眼强化护壁剂，其利用改性氨基poss和油溶性酚醛树脂为主要原料，其中，poss属于一种纳米材料，其通常溶于甲苯等有机溶剂而不溶于水，因此，在水基钻井液中，其会形成固相以对微裂缝进行封堵，降低滤失；改性后的氨基poss上接枝有铵基、酰胺基团，其能够对井壁形成吸附，进一步的增加其降滤失性能；酚醛树脂在固化剂组分b的作用下，会增加形成井壁的胶结性能，从而增强井壁强度；通过微乳液的方式将改性氨基poss和油溶性酚醛树脂制备成强化加固剂，不仅能够避免油溶性酚醛树脂在形成井壁前提前固化，同时，其还能够使得改性氨基poss进入泥饼井壁内部并形成封堵，进一步增强井壁的强度。

技术特征：

1.一种井眼强化护壁剂，其特征在于，包括组分a和组分b，所述组分a的制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的井眼强化护壁剂，其特征在于，所述改性氨基poss的制备方法包括以下步骤：取氨基poss并使其在溶剂中溶解，在持续搅拌、碱性的条件下，将第一单体滴加至氨基poss溶液中，在30~60℃条件下反应5~24h，反应结束后，除去溶剂即得。

3.根据权利要求2所述的井眼强化护壁剂，其特征在于，所述溶剂为甲醇、四氢呋喃中的一种。

4.根据权利要求1或2所述的井眼强化护壁剂，其特征在于，所述氨基poss与所述第一单体的摩尔比为1:1~8。

5.根据权利要求1所述的井眼强化护壁剂，其特征在于，所述溶剂油为白油、石蜡油、环烷基油、煤油、柠檬烯中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的井眼强化护壁剂，其特征在于，所述溶剂油为质量比为1:2~4的环烷基油和柠檬烯的混合物。

7.根据权利要求1所述的井眼强化护壁剂，其特征在于，所述第一乳化剂为十二烷基二甲基氧化胺，所述第二乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述第一乳化剂和所述第二乳化剂的质量比为1:0.5~0.8，且所述第一乳化剂和所述第二乳化剂的总加量为所述溶剂油质量的20%~30%。

8.根据权利要求1所述的井眼强化护壁剂，其特征在于，所述助溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇中的一种，所述助溶剂与所述溶剂油的质量比为0.5~1:1。

9.根据权利要求1所述的井眼强化护壁剂，其特征在于，所述组分a和所述组分b分开储存。

10.根据权利要求1所述的井眼强化护壁剂，其特征在于，所述油相中还包括0.5~3份短链酯类化合物，所述短链酯类化合物为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、醋酸乙酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯中的一种。

技术总结本发明提供了一种井眼强化护壁剂，涉及油田用助剂技术领域。包括组分a和组分b，所述组分a的制备方法包括以下步骤：取氨基POSS并溶解，加入第一单体并在碱性条件下反应，反应结束后，除去溶剂即得改性氨基POSS；所述第一单体为(3‑丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵中的一种；取改性氨基POSS、油溶性酚醛树脂并溶于溶剂油，同时加入助溶剂形成油相；取乳化剂水并和油相混合，直至乳液清澈即得；所述组分b为乌洛托品。本发明的井眼强化护壁剂，能够增强井壁的强度，进而使得井壁的稳定性提高。技术研发人员：申威,黄旭东,管少杰受保护的技术使用者：成都汉元君业油田技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13