一种冷冻固态胶体暂堵剂及其制备方法与流程

本发明属于冷冻暂堵，具体涉及一种冷冻固态胶体暂堵剂及其制备方法，尤其涉及一种承压能力高的冷冻固态胶体暂堵剂及其制备方法。

背景技术：

1、采气井口装置是气井安全生产的重要通道，也是气井压力控制的主要装置，然而随着气井生产年限的增加，井口装置会因磨损、腐蚀、老化等原因存在很多安全隐患问题。如不及时治理，会影响气井的安全生产，严重破坏周边环境，威胁人畜的生命安全。如果采用普通压井方式更换阀门，作业时间长、费用高，产量恢复困难。因此，带压更换阀门的技术对井口更换主控阀门有着极为重要的作用。

2、冷冻暂堵装备和技术是针对高压气井修井开发的一项新技术，主要用于高压气井修井中暂时封堵环空和油管。冷冻暂堵技术是通过冷冻装置的注入系统将暂堵剂注入环空和油管内，在套管周围采用冷冻介质使暂堵剂由外层套管逐渐向油管内冷冻，直至暂堵剂与套管、油管紧密结合，形成冰冻桥塞，继而密封环空处油管，封隔井内压力，达到安全更换采气井口或部分闸阀的目的。

3、cn106833571a公开了一种高承压冷冻暂堵剂及其制备方法，由高承压冷冻暂堵剂基浆经冷冻而成，所述高承压冷冻暂堵剂基浆包括如下组分及其质量百分比：5％-15％膨润土、2％-4％可降解纤维、81％-93％水，所述膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土、氢基膨润土中的任意一种或一种以上的混合物，所述可降解纤维为聚乳酸纤维、聚乙烯醇纤维或两者的混合物。该发明利用可降解纤维形成的网状结构降低基浆的漏失从而加速冷冻，同时能够提高暂堵剂的承压能力，具有配方简单、漏失率低、冷冻速度快、承压能力高、成本低、操作方便等优点。

4、cn109652041a公开了一种缝内粉末暂堵剂及其制备方法，所述缝内粉末暂堵剂包括离子液体改性聚丙烯腈、非离子表面活性剂、聚丙烯酰胺、明胶、聚乙烯醋酸乙烯酯、膨润土和羧甲基羟丙基双衍生胍胶，其按重量份计，25-35份的离子液体改性聚丙烯腈、100-300份的非离子表面活性剂、50-80份的聚丙烯酰胺、20-50份的明胶、80-150份的聚乙烯醋酸乙烯酯、250-350份的膨润土、100-220份的羧甲基羟丙基双衍生胍胶。其在地层可以形成滤饼，封堵率高，封堵效果好；内含表面活性剂，随温度升高降解后有利于助排，不会对裂缝造成堵塞和伤害。

5、由于对采气井口的封堵对于安全生产至关重要，因此，如何提供一种封堵效果好的油井暂堵剂，成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种冷冻固态胶体暂堵剂及其制备方法，尤其提供一种承压能力高的冷冻固态胶体暂堵剂及其制备方法。本发明提供的冷冻固态胶体暂堵剂存在期延长，稳定性高，并且具有较强的附着力，能够牢牢吸附在油管壁面，暂堵成功后，能承压较大的压力，安全系数高。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种冷冻固态胶体暂堵剂，所述冷冻固态胶体暂堵剂包括主剂和水，所述主剂以重量份数计包括膨润土85-96份、醚化剂0.5-5份和碳酸盐4-12份。

4、其中，膨润土的份数可以是85份、86份、87份、88份、89份、90份、91份、92份、93份、94份、95份或96份等，醚化剂的份数可以是0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等，碳酸盐的份数可以是4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份或12份等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

5、上述特定组成的冷冻固态胶体暂堵剂存在期延长，稳定性高，并且具有较强的附着力，能够牢牢吸附在油管壁面，暂堵成功后，能承压较大的压力，安全系数高。

6、优选地，所述主剂与水的质量比为1:(0.5-0.9)，例如1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8或1:0.9等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

7、优选地，所述膨润土包括钠基膨润土、钙基膨润土或氢基膨润土中任意一种或至少两种的组合，例如钠基膨润土和钙基膨润土的组合、钙基膨润土和氢基膨润土的组合或氢基膨润土和钠基膨润土的组合等，但不限于以上所列举的组合，上述组合范围内其他未列举的组合同样适用。

8、优选地，所述膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土和氢基膨润土的组合。

9、上述特定膨润土组合能够进一步提高产品的封堵性能，提高承压能力。

10、优选地，所述醚化剂包括一氯乙酸和/或纤维素。

11、优选地，所述醚化剂为一氯乙酸和纤维素，所述一氯乙酸和纤维素的质量比为1:(0.2-5)，例如1:0.2、1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5或1:5等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

12、优选地，所述纤维素包括羧甲基纤维素、羧甲基羟甲基纤维素、羧甲基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素中任意一种或至少两种的组合，例如羧甲基纤维素和羧甲基羟甲基纤维素的组合、羧甲基羟甲基纤维素和羧甲基甲基纤维素的组合或羧甲基甲基纤维素和羧甲基羟乙基纤维素的组合等，但不限于以上所列举的组合，上述组合范围内其他未列举的组合同样适用。

13、优选地，所述纤维素为羧甲基纤维素、羧甲基羟甲基纤维素和羧甲基甲基纤维素的组合。

14、上述特定纤维素组合能够有效提高产品的抗压强度。

15、另一方面，本发明还提供了如上所述的冷冻固态胶体暂堵剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

16、将膨润土、醚化剂和碳酸盐混合得到主剂，之后与水混合搅拌，得到所述冷冻固态胶体暂堵剂。

17、优选地，所述搅拌的时间为15-20h，例如15h、16h、17h、18h、19h或20h等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

18、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

19、本发明提供了一种特定组成的冷冻固态胶体暂堵剂，其具有存在期延长、稳定性高的特点，并且具有较强的附着力，能够牢牢吸附在油管壁面，暂堵成功后，能承压较大的压力，安全系数高；并通过选择特定纤维素和膨润土组合，能够有效提高产品的封堵性能，提高承压能力，提高抗压强度。

技术特征：

1.一种冷冻固态胶体暂堵剂，其特征在于，所述冷冻固态胶体暂堵剂包括主剂和水，所述主剂以重量份数计包括膨润土85-96份、醚化剂0.5-5份和碳酸盐4-12份。

2.根据权利要求1所述的冷冻固态胶体暂堵剂，其特征在于，所述主剂与水的质量比为1:(0.5-0.9)。

3.根据权利要求1或2所述的冷冻固态胶体暂堵剂，其特征在于，所述膨润土包括钠基膨润土、钙基膨润土或氢基膨润土中任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求3所述的冷冻固态胶体暂堵剂，其特征在于，所述膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土和氢基膨润土的组合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的冷冻固态胶体暂堵剂，其特征在于，所述醚化剂包括一氯乙酸和/或纤维素。

6.根据权利要求5所述的冷冻固态胶体暂堵剂，其特征在于，所述醚化剂为一氯乙酸和纤维素，所述一氯乙酸和纤维素的质量比为1:(0.2-5)。

7.根据权利要求5或6所述的冷冻固态胶体暂堵剂，其特征在于，所述纤维素包括羧甲基纤维素、羧甲基羟甲基纤维素、羧甲基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素中任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求7所述的冷冻固态胶体暂堵剂，其特征在于，所述纤维素为羧甲基纤维素、羧甲基羟甲基纤维素和羧甲基甲基纤维素的组合。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的冷冻固态胶体暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为15-20h。

技术总结本发明提供了一种冷冻固态胶体暂堵剂及其制备方法，所述冷冻固态胶体暂堵剂包括主剂和水，所述主剂以重量份数计包括膨润土85‑96份、醚化剂0.5‑5份和碳酸盐4‑12份。本发明提供的暂堵剂存在期延长，稳定性高，并且具有较强的附着力，能够牢牢吸附在油管壁面，暂堵成功后，能承压较大的压力，安全系数高。技术研发人员：任海阳,唐亮,高玮,姚建蓬,解东品,李晴,罗达,靳树忠,高清春,戴运才,王西贵,魏帝受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30