本發(fā)明屬于鉆井液組合物，具體涉及一種水基鉆井液用自降解封堵劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、為保證油氣資源供應(yīng)穩(wěn)定，我國(guó)油氣勘探開發(fā)逐漸向復(fù)雜地層挺進(jìn)，主要油氣田勘探開發(fā)程度越來(lái)越高，油氣資源品質(zhì)劣質(zhì)化趨勢(shì)愈發(fā)明顯。因此，對(duì)復(fù)雜地層的勘探開發(fā)技術(shù)提出更高的要求。

2、加強(qiáng)對(duì)油氣儲(chǔ)層的保護(hù)，減少油氣儲(chǔ)層的傷害，是保證油氣資源高效開采的關(guān)鍵手段。鉆井液儲(chǔ)層保護(hù)材料在高溫地層環(huán)境可分解實(shí)現(xiàn)自解堵，無(wú)需進(jìn)行酸洗解除泥餅等過(guò)程，避免了對(duì)儲(chǔ)層造成二次傷害，是一種簡(jiǎn)便、高效、無(wú)副作用的自解堵儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)。

3、然而目前的儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)后續(xù)在處理地層堵塞時(shí)，還是需要用到化學(xué)法、物理法、微生物法以及復(fù)合解堵法這些常規(guī)的解堵技術(shù)，這些解堵工藝復(fù)雜，如果解堵措施處理不當(dāng)則會(huì)造成新的化學(xué)堵塞、機(jī)械堵塞等，使得地層的滲透性降低。明旭等研發(fā)了一種自降解暫堵劑，在溫度為90℃、鹽酸濃度為15％時(shí)，自降解暫堵劑在55小時(shí)內(nèi)幾乎完全降解。但該自降解暫堵劑的降解條件復(fù)雜，需要加入濃度較高的鹽酸，現(xiàn)場(chǎng)施工難度較大，自降解程度較低，儲(chǔ)層保護(hù)效果有限。中國(guó)專利cn115612465a公開了一種裂縫性儲(chǔ)層自降解堵漏劑，由高強(qiáng)度架橋材料、自降解填充材料、自降解纖維組成。但該堵漏劑中的高強(qiáng)度架橋材料含有石英砂、陶粒不可降解會(huì)對(duì)儲(chǔ)層的滲透率造成不可逆的影響，其自解堵效果較差，實(shí)際儲(chǔ)層保護(hù)效果有限。

4、因此，目前油氣儲(chǔ)層鉆井液保護(hù)材料都需要在一定條件下才能解堵，并不具備較好的自降解特性，實(shí)際儲(chǔ)層保護(hù)效果有限，如何兼顧油氣儲(chǔ)層致密封堵防漏防滲侵和儲(chǔ)層保護(hù)成為一大難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種水基鉆井液用自降解封堵劑，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的鉆進(jìn)過(guò)程中油氣儲(chǔ)層致密封堵防漏防滲侵和儲(chǔ)層保護(hù)之間難以兼顧、無(wú)法同時(shí)滿足的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種水基鉆井液用自降解封堵劑的制備方法。

3、本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種水基鉆井液用自降解封堵劑的應(yīng)用。

4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的水基鉆井液用自降解封堵劑的技術(shù)方案是：

5、一種水基鉆井液用自降解封堵劑，由對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂內(nèi)核和包裹在對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂內(nèi)核外的聚己內(nèi)酯多元醇組成。

6、本發(fā)明提供的水基鉆井液用自降解封堵劑，通過(guò)引入聚己內(nèi)酯多元醇提高封堵材料的粘結(jié)性，進(jìn)而在鉆井液中使封堵材料共同粘結(jié)形成致密的濾餅，實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)過(guò)程中的致密封堵，降低鉆井液液相、固相顆粒的侵入風(fēng)險(xiǎn)，起到保護(hù)儲(chǔ)層目的，且可在高溫水解，不會(huì)影響封堵劑的降解性，并通過(guò)聚己內(nèi)酯多元醇延緩短時(shí)間內(nèi)的降解速率，在鉆進(jìn)過(guò)程中可對(duì)儲(chǔ)層孔隙進(jìn)行有效封堵；通過(guò)引入苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂，能夠適用于不同溫度范圍，使自解堵封堵劑能夠適用更多的油氣儲(chǔ)層條件，且降解性能優(yōu)良，能夠在地層原位條件下發(fā)生自降解，分解生成可溶于地層流體的小分子，保證濾餅高效地自動(dòng)清除，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣儲(chǔ)層的極低傷害，最大限度地恢復(fù)油氣儲(chǔ)層滲透率，另外，形成的磺酸酯基團(tuán)受熱分解后產(chǎn)生的磺酸溶于水呈酸性，不僅可自動(dòng)解堵恢復(fù)油氣儲(chǔ)層滲透率，還可與油氣儲(chǔ)層巖石中的氧化物進(jìn)行酸巖反應(yīng)，提高儲(chǔ)層滲透率，顯著提高儲(chǔ)層保護(hù)效果，兩者同時(shí)引入能夠?qū)崿F(xiàn)鉆進(jìn)過(guò)程中油氣儲(chǔ)層致密封堵防漏防滲侵的同時(shí)，能夠有效進(jìn)行儲(chǔ)層保護(hù)。

7、為了更有效地調(diào)控自降解速率，優(yōu)選地，所述聚己內(nèi)酯多元醇和對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂質(zhì)量比為1～3.5:6～16.2。

8、為了進(jìn)一步控制外殼的聚己內(nèi)酯多元醇在一定溫度下的降解速率，起到短時(shí)間內(nèi)嚴(yán)密封堵，而后自降解保護(hù)儲(chǔ)層的作用，優(yōu)選地，所述聚己內(nèi)酯多元醇的重均分子量為200～360，軟化點(diǎn)為50～70℃。

9、為了進(jìn)一步改善自降解封堵劑的親水性和降解速率，適用于不同溫度范圍，優(yōu)選地，所述聚己內(nèi)酯多元醇為聚己內(nèi)酯二醇。

10、為了更好地實(shí)現(xiàn)封堵，優(yōu)選地，所述自降解封堵劑為固體顆粒，顆粒粒徑為0.1～1mm。

11、為了簡(jiǎn)單、高效地獲得聚己內(nèi)酯二醇，優(yōu)選地，所述聚己內(nèi)酯二醇由1,4-丁二醇和ε-己內(nèi)酯單體發(fā)生開環(huán)聚合反應(yīng)得到，所述開環(huán)聚合反應(yīng)包括以下步驟：將1,4-丁二醇和ε-己內(nèi)酯單體在惰性氣氛下攪拌，再加入金屬陰離子絡(luò)合催化劑進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)。

12、本發(fā)明的水基鉆井液用自降解封堵劑的制備方法的技術(shù)方案是：

13、一種水基鉆井液用自降解封堵劑的制備方法，包括以下步驟：(1)將對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂、固化劑和固化促進(jìn)劑攪拌均勻，固化后進(jìn)行粉粹，得到粉碎的固化產(chǎn)物；(2)將聚己內(nèi)酯多元醇包裹步驟(1)所述的粉粹的固化產(chǎn)物。

14、本發(fā)明提供的水基鉆井液用自降解封堵劑的制備方法，工藝簡(jiǎn)單高效，成本低，制得的自解堵封堵劑顆粒粒徑大小分布較寬，有利于能夠根據(jù)油氣儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)和大小特點(diǎn)，合理優(yōu)選自解堵封堵劑顆粒大小，實(shí)現(xiàn)與油氣儲(chǔ)層的良好匹配，使之形成致密的濾餅，達(dá)到強(qiáng)封堵效果。

15、為了進(jìn)一步滿足保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液不同溫度范圍內(nèi)的儲(chǔ)層封堵和自降解使用環(huán)境和要求，優(yōu)選地，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)100％計(jì)，由4.2～14.3％的對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂和以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：25～68％的聚己內(nèi)酯多元醇、5.42～18.6％固化劑和4～10.7％固化促進(jìn)劑。

16、為了進(jìn)一步改善苯乙烯磺酸酯類環(huán)氧樹脂中磺酸酯官能團(tuán)的數(shù)量，調(diào)控自降解速率，優(yōu)選地，所述步驟(1)中的固化劑為酸酐類固化劑，所述酸酐類固化劑為4-甲基六氫苯酐或甲基四氫鄰苯二甲酸酐，所述固化促進(jìn)劑為2-乙基-4-甲基咪唑或間苯二胺。

17、為了進(jìn)一步改善固化效果，優(yōu)選地，所述步驟(1)中的固化包括三次固化，第一次固化溫度為90～140℃，固化時(shí)間為1～2h，第二次固化溫度為160～170℃，固化時(shí)間為3～4h，第三次固化溫度為180～190℃，固化時(shí)間為1～2h。

18、為了提高包裹性能和穩(wěn)定性，優(yōu)選地，所述步驟(2)中包裹時(shí)的包裹溫度為50～70℃。

19、本發(fā)明的水基鉆井液用自降解封堵劑的應(yīng)用的技術(shù)方案是：

20、一種水基鉆井液用自降解封堵劑的應(yīng)用，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3～12.5％的所述水基鉆井液用自降解封堵劑加入水基鉆井液，應(yīng)用于溫度為60℃以上的儲(chǔ)層。

21、本發(fā)明提供的水基鉆井液用自降解封堵劑的應(yīng)用，通過(guò)直接加入所述的水基鉆井液用自降解封堵劑形成的水基鉆井液，可適用60～150℃溫度范圍的油氣儲(chǔ)層，且具有優(yōu)良的濾失和流變性能、致密封堵性能及自降解，對(duì)儲(chǔ)層的初始封堵率可達(dá)98％以上，隨著封堵劑的自降解，15天后儲(chǔ)層滲透率恢復(fù)值可達(dá)97％，實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)層的有效保護(hù)。

技術(shù)特征：

1.一種水基鉆井液用自降解封堵劑，其特征在于，由對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂內(nèi)核和包裹在對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂內(nèi)核外的聚己內(nèi)酯多元醇組成。

2.如權(quán)利要求1所述的水基鉆井液用自降解封堵劑，其特征在于，所述聚己內(nèi)酯多元醇和對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂質(zhì)量比為1～3.5:6～16.2。

3.如權(quán)利要求1所述的水基鉆井液用自降解封堵劑，其特征在于，所述聚己內(nèi)酯多元醇的重均分子量為200～360，軟化點(diǎn)為50～70℃。

4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的水基鉆井液用自降解封堵劑，其特征在于，所述聚己內(nèi)酯多元醇為聚己內(nèi)酯二醇。

5.如權(quán)利要求1所述的水基鉆井液用自降解封堵劑，其特征在于，所述自降解封堵劑為固體顆粒，顆粒粒徑為0.1～1mm。

6.一種如權(quán)利要求1所述的水基鉆井液用自降解封堵劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂、固化劑和固化促進(jìn)劑攪拌均勻，固化后進(jìn)行粉粹，得到粉碎的固化產(chǎn)物；(2)將聚己內(nèi)酯多元醇包裹步驟(1)所述的粉粹的固化產(chǎn)物。

7.如權(quán)利要求6所述的水基鉆井液用自降解封堵劑的制備方法，其特征在于，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)100％計(jì)，由4.2～14.3％的對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂和以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：25～68％的聚己內(nèi)酯多元醇、5.42～18.6％固化劑和4～10.7％固化促進(jìn)劑。

8.如權(quán)利要求6所述的水基鉆井液用自降解封堵劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的固化劑為酸酐類固化劑，所述酸酐類固化劑為4-甲基六氫苯酐或甲基四氫鄰苯二甲酸酐，所述固化促進(jìn)劑為2-乙基-4-甲基咪唑或間苯二胺。

9.如權(quán)利要求6所述的水基鉆井液用自降解封堵劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中包裹時(shí)的包裹溫度為50～70℃。

10.一種如權(quán)利要求1所述的水基鉆井液用自降解封堵劑的應(yīng)用，其特征在于，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3～12.5％的所述水基鉆井液用自降解封堵劑加入水基鉆井液，應(yīng)用于溫度為60℃以上的儲(chǔ)層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及鉆井液組合物技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種水基鉆井液用自降解封堵劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的水基鉆井液用自降解封堵劑由對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂內(nèi)核和包裹在對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂內(nèi)核外的聚己內(nèi)酯多元醇組成。通過(guò)引入聚己內(nèi)酯多元醇和對(duì)苯乙烯磺酸改性的環(huán)氧樹脂，實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)過(guò)程中油氣儲(chǔ)層致密封堵防漏防滲侵的同時(shí)，能夠有效進(jìn)行儲(chǔ)層保護(hù)。本發(fā)明提供的水基鉆井液用自降解封堵劑形成的水基鉆井液，適用60～150℃溫度范圍的油氣儲(chǔ)層，具有優(yōu)良的濾失和流變性能、致密封堵性能及自降解，對(duì)儲(chǔ)層的初始封堵率可達(dá)98％以上，儲(chǔ)層滲透率恢復(fù)值可達(dá)97％，實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)層的有效保護(hù)。

技術(shù)研發(fā)人員：宋文宇,張軍義,李季,李德紅,李明忠,董強(qiáng)偉,鄭文武,齊洋洋,王超,龔洪松
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19