本發(fā)明涉及一種油氣井井筒封堵技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種油氣井井筒封堵的凝膠橋塞及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù):
在油井開發(fā)過程中,從鉆開油氣層到完井、固井、酸化、壓裂等環(huán)節(jié),由于地層具有非均質(zhì)性,處理液會(huì)對油氣層造成較大傷害或污染,因此在我國油氣層保護(hù)受到了普遍重視,目前普遍采用以下方式保護(hù)油田:a)提高入井液體與地層液體的配伍性;b)使用低固相或無固相入井液體;c)采用暫堵技術(shù)等,減少工作液體的泄露,保護(hù)油氣層。
其中,采用暫堵技術(shù)保護(hù)油氣層時(shí),具體采用暫堵劑形成的凝膠具有較強(qiáng)的封堵能力,使其他液體不能進(jìn)入地層,達(dá)到暫堵的目的,當(dāng)作業(yè)完成時(shí),凝膠破膠化,自動(dòng)解堵,使油井恢復(fù)生產(chǎn),因此,由于暫堵劑封堵和解堵性能,近年來受到人們的廣泛關(guān)注,同時(shí)適合的在暫堵劑對油田的采收率有著重要的意義。
目前,國內(nèi)外暫堵技術(shù)中常用的暫堵劑有:高溫屏蔽暫堵劑和多功能屏蔽暫堵劑,其中,高溫屏蔽暫堵劑主要是利用橋塞劑的尺寸和形狀控制濾失,具體的,高溫屏蔽暫堵劑由粒徑尺寸為地層孔喉直徑1/7~1/3的懸浮狀固體顆粒組成,暫堵劑材料能夠形成穩(wěn)定的雙顆粒架橋和三顆粒架橋,而粒徑更小的可變形粒子在壓差的作用下可堵塞架橋后的微小孔隙,形成滲透率接近零的屏蔽暫堵帶,有效的阻止井筒內(nèi)液體繼續(xù)侵入油層,達(dá)到在表面形成濾餅或侵入地層形成內(nèi)濾餅而發(fā)生橋塞作用;而多功能屏蔽暫堵劑由多種有機(jī)高分子材料和惰性材料經(jīng)過物理化學(xué)方法加工而成的,它由溶脹性材料、架橋材料、填充材料和抑制性材料等組成,井上施工遇漏失層時(shí),在正壓差作用下其中的溶脹性材料在近井壁地層孔隙或微裂縫處架橋和涂敷,而填充材料充填于其孔隙或微裂縫中,加上溶脹材料 的溶脹作用,使其在井眼的近井壁處形成一層致密的屏蔽層,阻止了井內(nèi)液體向地層中漏失,從而達(dá)到了防漏堵漏之目的,并提高了井壁的承壓能力。
上述兩種暫堵劑主要針對地層孔隙或微裂縫的堵漏,如果需要在27/8"~31/2"油管內(nèi)或41/2"~51/2"套管內(nèi)做封堵只有下封隔器或者打水泥塞,不僅費(fèi)工費(fèi)時(shí),而且對井下管柱具有潛在的安全隱患,為此,石油開采中在壓裂改造作業(yè)和修井作業(yè)中將2-8%體積份的可固化的顆粒,20-30%體積份的石英砂與60-80%體積份的攜帶液在地面混合后注入井筒,混合液被輸送至射孔段處,攜帶液被地層加熱降粘后濾失進(jìn)入地層,可固化的顆粒在溫度和壓力的作用下與石英砂一起膠結(jié)固化為高強(qiáng)度固體,實(shí)現(xiàn)對射段處井筒的封堵,從而避免了由于管柱起下所帶來的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn),對于油層分層或?qū)佣胃脑熳鳂I(yè)具有積極作用。
然而,上述方法中添加的固體材料在井筒內(nèi)不易徹底清除干凈,對管柱起下作業(yè)時(shí)具有潛在的安全隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種油氣井井筒封堵的凝膠橋塞,實(shí)現(xiàn)了在井筒封堵后易于清除、無污染的目的,從而解決了現(xiàn)有井筒封堵過程中由于封堵材料不易徹底清洗趕緊而造成管柱起下作業(yè)時(shí)存在潛在的安全隱患問題。
本發(fā)明還提供一種油氣井井筒封堵的凝膠橋塞的制備方法,操作簡單易于控制,且制備而成的凝膠橋塞為三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的大分子凝膠,在油氣井井筒內(nèi)起到橋塞封堵的作用。
本發(fā)明還提供一種凝膠橋塞作為封堵劑在油氣井井筒封堵過程中的應(yīng)用,由于制備而成的凝膠橋塞為大分子凝膠,所以在油氣井井筒內(nèi)起到橋塞封堵作用,且該凝膠橋塞不含固相材料,保證了井下工具的安全使用,且封堵完成后,通過水泵沖洗便可以整段去除管道內(nèi)的凝膠橋塞,實(shí)現(xiàn)了凝膠橋塞在井筒封堵中易于清除的目的,同時(shí),該凝膠橋塞為有機(jī)物,對非目的層沒有傷害,而且與油管或套管內(nèi)管壁剛才沒有化學(xué)反應(yīng),防止了油管或套管被腐蝕的問題。
本發(fā)明提供的油氣井井筒封堵的凝膠橋塞,所述凝膠橋塞的重量份數(shù)組 成為:溶劑1~2份,分子鏈主劑1份,交聯(lián)劑4~6份,催化劑0.001~0.003份,抗高溫劑2~8份。
本發(fā)明提供的用于油氣井井筒封堵的凝膠橋塞中,包括溶劑、分子鏈主劑、交聯(lián)劑、催化劑和抗高溫劑,其中,分子鏈主劑和交聯(lián)劑在催化劑作用下進(jìn)行縮合反應(yīng)形成大分子聚多烯多胺,大分子聚多烯多胺的次甲基胺碳正離子與抗高溫劑的芳環(huán)上發(fā)生親核加成反應(yīng),形成c—c鍵,獲得立體網(wǎng)狀的聚氨酯樹脂,即凝膠橋塞。
如上所述的油氣井井筒封堵的凝膠橋塞,可選的,所述分子鏈主劑為多烯多胺。
本發(fā)明的實(shí)施方案中,分子鏈主劑為多烯多胺,其中多烯多胺用于提供胺基團(tuán),胺基團(tuán)與醛基團(tuán)能發(fā)生曼尼希反應(yīng),形成大分子聚多烯多胺。
如上所述的油氣井井筒封堵的凝膠橋塞,可選的,所述多烯多胺為五乙基六胺或四乙基五胺。
如上所述的油氣井井筒封堵的凝膠橋塞,可選的,所述交聯(lián)劑為戊二醛或乙二醛。
本發(fā)明的實(shí)施方案中,戊二醛或乙二醛用于提供與胺基團(tuán)發(fā)生曼尼希反應(yīng)的醛基團(tuán)。
如上所述的油氣井井筒封堵的凝膠橋塞,可選的,所述抗高溫劑為間苯二酚或間苯二酚與苯酚混合物。
通過選取抗高溫劑為間苯二酚或間苯二酚與苯酚混合物時(shí),胺基團(tuán)與醛基團(tuán)發(fā)生曼尼希反應(yīng)形成大分子聚多烯多胺的次甲基胺碳正離子與間苯二酚或苯酚的芳環(huán)上發(fā)生親核加成反應(yīng),形成c—c鍵,獲得立體網(wǎng)狀的聚氨酯樹脂。
如上所述的油氣井井筒封堵的凝膠橋塞,可選的,所述催化劑為堿性催化劑。
如上所述的油氣井井筒封堵的凝膠橋塞,可選的,所述溶劑為水。
本發(fā)明提供一種如上所述的油氣井井筒封堵的凝膠橋塞的制備方法,所述制備方法包括以下過程:
在溶劑中加入分子鏈主劑和堿性催化劑,攪拌均勻,其中,所述分子鏈主劑為多烯多胺;
分次加入醛類交聯(lián)劑,且在堿性催化劑作用下,所述醛類交聯(lián)劑和所述分子鏈主劑進(jìn)行曼尼希反應(yīng),其中反應(yīng)溫度為30℃~60℃,反應(yīng)時(shí)間為5-48h;
分次加入抗高溫劑并在80℃~160℃條件下進(jìn)行親核加成反應(yīng),制成凝膠橋塞,其中,反應(yīng)時(shí)間為1-4h,所述分子鏈主劑、所述醛類交聯(lián)劑、所述堿性催化劑、所述抗高溫劑和所述溶劑的重量份數(shù)分別為:1份、4~6份、0.001~0.003份、2~8份、1~2份。
本實(shí)施例中,在堿性催化劑作用下,多烯多胺作為分子鏈主劑時(shí),多烯多胺中的胺基團(tuán)和醛類交聯(lián)劑中的醛基團(tuán)發(fā)生曼尼希反應(yīng),這樣多烯多胺與醛類交聯(lián)劑縮合反應(yīng)形成大分子聚多烯多胺,然后大分子聚多烯多胺的次甲基胺碳正離子與抗高溫劑中的芳環(huán)上發(fā)生親核加成反應(yīng),形成c—c鍵,獲得立體網(wǎng)狀的聚氨酯樹脂,即制得凝膠橋塞,因此,本發(fā)明中,制得的凝膠橋塞為大分子三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠橋塞,在油氣井井筒內(nèi)起到橋塞封堵作用。本發(fā)明中,曼尼希反應(yīng)為現(xiàn)有的反應(yīng)方法,具體的原理可以參考現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明不再贅述。
如上所述的油氣井井筒封堵的凝膠橋塞的制備方法,可選的,
所述多烯多胺為五乙基六胺或四乙基五胺;
所述醛類交聯(lián)劑為戊二醛或乙二醛;
所述抗高溫劑為間苯二酚或間苯二酚與苯酚混合物;
所述溶劑為水。
本發(fā)明還提供如上所述的凝膠橋塞作為封堵劑在油氣井井筒封堵過程中的應(yīng)用,本發(fā)明制得的凝膠橋塞在井筒封堵過程中應(yīng)用時(shí),到施工完成后,用水泵沖洗便可以用整段去除管道內(nèi)的凝膠橋塞,清洗方便,且凝膠橋塞為無固相材料的有機(jī)物,這樣在井筒中應(yīng)用時(shí)可以保證井下工具安全,而且對非目的層沒有傷害,因此,在油氣井井筒封堵過程中起到了良好封堵作用。
本發(fā)明提供一種油氣井井筒封堵的凝膠橋塞及其制備方法和應(yīng)用,其中,制得的凝膠橋塞為大分子凝膠,且結(jié)構(gòu)為三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在油氣井井筒內(nèi)起到橋塞封堵作用,且凝膠橋塞固化前是液體,使用工藝技術(shù)簡單易操作,具有較好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值,當(dāng)應(yīng)用到井下井筒中進(jìn)行封堵時(shí),施工完成后,提出管道,用水泵沖洗便可以整段去除管道內(nèi)的凝膠橋塞,且由于本實(shí)施例的凝膠橋塞是無固相材料的有機(jī)物,既可以保證井下工具安全,又對非目的層 沒有傷害,同時(shí),本發(fā)明制得的凝膠橋塞是縮合反應(yīng)形成的凝膠固體,與油管或套管內(nèi)管壁鋼材沒有化學(xué)反應(yīng),保護(hù)了管材,因此,本發(fā)明提供的凝膠橋塞解決了現(xiàn)有井筒封堵過程中由于封堵材料不易徹底清洗趕緊而造成管柱起下作業(yè)時(shí)存在潛在的安全隱患問題。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明油氣井井筒封堵的凝膠橋塞的制備方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例中,凝膠橋塞的原料構(gòu)成和各成分的重量份數(shù)如下:
水:1份;
五乙基六胺:1份;
堿性催化劑:0.003份;
戊二醛:6份;
間苯二酚:4份;
圖1是本發(fā)明油氣井井筒封堵的凝膠橋塞的制備方法的流程示意圖,按照上述組分的重量份數(shù),如圖1所示,凝膠橋塞的制備方法包括如下步驟:
步驟101、在水溶劑中加入五乙基六胺和堿性催化劑,攪拌均勻。
本實(shí)施例中,在反應(yīng)容器中加入1份水溶劑,然后在1份的水中加入1 份五乙基六胺和0.003份的堿性催化劑,通過手動(dòng)和自動(dòng)方式攪拌均勻?yàn)橹埂?/p>
步驟102、分次加入戊二醛,且在堿性催化劑作用下,戊二醛和五乙基六胺進(jìn)行曼尼希反應(yīng),其中反應(yīng)溫度為30℃;
本實(shí)施例中,將6份戊二醛可以分次加入到反應(yīng)容器中,例如分兩次加入,第一次可以加入3份戊二醛,第二次加入剩余的3份戊二醛,或者也可以分三次或四次以上加入,本實(shí)施例中,戊二醛和五乙基六胺在堿性催化劑的作用下進(jìn)行曼尼希反應(yīng),具體是戊二醛中的醛基團(tuán)與五乙基六胺中的胺基團(tuán)發(fā)生曼尼希反應(yīng),使得戊二醛和五乙基六胺縮合反應(yīng)形成大分子聚多烯多胺,由于反應(yīng)過程中反應(yīng)溫度控制了縮合反應(yīng)進(jìn)行的程度,決定了最終產(chǎn)物分子量的大小,以及凝膠橋塞的變形性、彈性和強(qiáng)度等物理特性,在本實(shí)施例中,反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度需控制為30℃,其中,反應(yīng)時(shí)間具體可以為48h。
步驟103、分次加入間苯二酚并在80℃條件下進(jìn)行親核加成反應(yīng),制成凝膠橋塞。
本實(shí)施例中,將4份的間苯二酚分次加入到反應(yīng)容器中,其中,間苯二酚分次加入時(shí),具體可以分兩次加入,第一次可以加入2份間苯二酚,第二次加入剩余的2份間苯二酚,或者也可以分三次或四次以上加入。本實(shí)施例中,加入間苯二酚時(shí),需控制反應(yīng)溫度在80℃,這樣步驟102中產(chǎn)生的大分子聚多烯多胺次甲基胺碳正離子與間苯二酚的芳環(huán)上在該溫度下發(fā)生親核加成反應(yīng),形成c—c鍵,獲得立體網(wǎng)狀的聚氨酯樹脂,即制得凝膠橋塞,本實(shí)施例中,反應(yīng)時(shí)間具體可以為4h,由于本實(shí)施例中,凝膠橋塞通過催化劑和高溫下完成凝膠化反應(yīng),形成的凝膠固體為三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的大分子凝膠,在油氣井井筒內(nèi)起到橋塞封堵作用。
本實(shí)施例中,制得的凝膠橋塞為大分子凝膠,且結(jié)構(gòu)為三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在油氣井井筒內(nèi)起到橋塞封堵作用,且凝膠橋塞固化前是液體,使用工藝技術(shù)簡單易操作,具有較好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值,當(dāng)應(yīng)用到井下井筒中進(jìn)行封堵時(shí),施工完成后,提出管道,用水泵沖洗便可以整段去除管道內(nèi)的凝膠橋塞,且由于本實(shí)施例的凝膠橋塞是無固相材料的有機(jī)物,既可以保證井下工具安全,又對非目的層沒有傷害,同時(shí),本實(shí)施例制得的凝膠橋塞是縮合反應(yīng)形成的凝膠固體,與油管或套管內(nèi)管壁鋼材沒有化學(xué)反應(yīng),保護(hù)了管材,因此,本 實(shí)施例提供的凝膠橋塞解決了現(xiàn)有井筒封堵過程中由于封堵材料不易徹底清洗趕緊而造成管柱起下作業(yè)時(shí)存在潛在的安全隱患問題。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中,凝膠橋塞的原料構(gòu)成和各成分的重量份數(shù)如下:
水:1份;
五乙基六胺:1份;
堿性催化劑:0.003份;
戊二醛:5份;
間苯二酚:4份;
其中,凝膠橋塞的制備過程具體如下:
首先,在反應(yīng)容器中加入1份水溶劑,在1份水溶劑中加入1份五乙基六胺和0.003份堿性催化劑,攪拌均勻。
然后,向反應(yīng)容器中分次加入5份戊二醛,具體可以分兩次或三次將戊二醛加入,并控制反應(yīng)溫度為40℃,且在堿性催化劑作用下,戊二醛和五乙基六胺進(jìn)行曼尼希反應(yīng),具體是戊二醛中的醛基團(tuán)與五乙基六胺中的胺基團(tuán)發(fā)生曼尼希反應(yīng),使得戊二醛和五乙基六胺縮合反應(yīng)形成大分子聚多烯多胺,本實(shí)施例中,進(jìn)行曼尼希反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間可以為36h。
最后,向反應(yīng)容器中分次加入4份間苯二酚,具體可以分兩次或三次將間苯二酚加入,并控制反應(yīng)溫度為150℃,在該條件下,曼尼希反應(yīng)過程中生成的大分子聚多烯多胺的次甲基胺碳正離子與間苯二酚的芳環(huán)上發(fā)生親核加成反應(yīng),形成c—c鍵,獲得立體網(wǎng)狀的聚氨酯樹脂,即制得本實(shí)施例的凝膠橋塞,其中,本實(shí)施例中,進(jìn)行親核加成反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間具體可以為1.5h。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中,凝膠橋塞的原料構(gòu)成和各成分的重量份數(shù)如下:
水:1份;
五乙基六胺:1份;
堿性催化劑:0.001份;
戊二醛:5份;
間苯二酚:8份;
其中,凝膠橋塞的制備過程具體如下:
首先,在反應(yīng)容器中加入1份水溶劑,在1份水溶劑中加入1份五乙基六胺和0.001份堿性催化劑,攪拌均勻。
然后,向反應(yīng)容器中分次加入5份戊二醛,具體可以分兩次或三次將戊二醛加入,并控制反應(yīng)溫度為50℃,且在堿性催化劑作用下,戊二醛和五乙基六胺進(jìn)行曼尼希反應(yīng),具體是戊二醛中的醛基團(tuán)與五乙基六胺中的胺基團(tuán)發(fā)生曼尼希反應(yīng),使得戊二醛和五乙基六胺縮合反應(yīng)形成大分子聚多烯多胺,本實(shí)施例中,進(jìn)行曼尼希反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間可以為24h。
最后,向反應(yīng)容器中分次加入8份間苯二酚,具體可以分兩次或三次將間苯二酚加入,并控制反應(yīng)溫度為100℃,在該條件下,曼尼希反應(yīng)過程中生成的大分子聚多烯多胺的次甲基胺碳正離子與間苯二酚的芳環(huán)上發(fā)生親核加成反應(yīng),形成c—c鍵,獲得立體網(wǎng)狀的聚氨酯樹脂,即制得本實(shí)施例的凝膠橋塞,其中,本實(shí)施例中,進(jìn)行親核加成反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間具體可以為2h。
實(shí)施例4
本實(shí)施例中,凝膠橋塞的原料構(gòu)成和各成分的重量份數(shù)如下:
水:2份;
四乙基五胺:1份;
堿性催化劑:0.002份;
戊二醛:6份;
苯酚和間苯二酚混合物(混合物重量比8:2):7份;
其中,凝膠橋塞的制備過程具體如下:
首先,在反應(yīng)容器中加入2份水溶劑,在2份水溶劑中加入1份四乙基五胺和0.002份堿性催化劑,攪拌均勻。
然后,向反應(yīng)容器中分次加入6份戊二醛,具體可以分兩次或三次將戊二醛加入,并控制反應(yīng)溫度為40℃,且在堿性催化劑作用下,戊二醛和四乙基五胺進(jìn)行曼尼希反應(yīng),具體是戊二醛中的醛基團(tuán)與四乙基五胺中的 胺基團(tuán)發(fā)生曼尼希反應(yīng),使得戊二醛和四乙基五胺縮合反應(yīng)形成大分子聚多烯多胺,本實(shí)施例中,進(jìn)行曼尼希反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間可以為12h。
最后,向反應(yīng)容器中分次加入7份苯酚和間苯二酚混合物,具體可以分兩次或三次將苯酚和間苯二酚混合物加入,并控制反應(yīng)溫度為160℃,在該條件下,曼尼希反應(yīng)過程中生成的大分子聚多烯多胺的次甲基胺碳正離子與間苯二酚和/或苯酚的芳環(huán)上發(fā)生親核加成反應(yīng),形成c—c鍵,獲得立體網(wǎng)狀的聚氨酯樹脂,即制得本實(shí)施例的凝膠橋塞,其中,本實(shí)施例中,進(jìn)行親核加成反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間具體可以為1h。
實(shí)施例5
本實(shí)施例中,凝膠橋塞的原料構(gòu)成和各成分的重量份數(shù)如下:
水:1份;
五乙基六胺:1份;
堿性催化劑:0.001份;
戊二醛:4份;
間苯二酚:6份;
其中,凝膠橋塞的制備過程具體如下:
首先,在反應(yīng)容器中加入1份水溶劑,在1份水溶劑中加入1份五乙基六胺和0.001份堿性催化劑,攪拌均勻。
然后,向反應(yīng)容器中分次加入4份戊二醛,具體可以分兩次或三次將戊二醛加入,并控制反應(yīng)溫度為50℃,且在堿性催化劑作用下,戊二醛和五乙基六胺進(jìn)行曼尼希反應(yīng),具體是戊二醛中的醛基團(tuán)與五乙基六胺中的胺基團(tuán)發(fā)生曼尼希反應(yīng),使得戊二醛和五乙基六胺縮合反應(yīng)形成大分子聚多烯多胺,本實(shí)施例中,進(jìn)行曼尼希反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間可以為12h。
最后,向反應(yīng)容器中分次加入6份間苯二酚,具體可以分兩次或三次將間苯二酚加入,并控制反應(yīng)溫度為120℃,在該條件下,曼尼希反應(yīng)過程中生成的大分子聚多烯多胺的次甲基胺碳正離子與間苯二酚的芳環(huán)上發(fā)生親核加成反應(yīng),形成c—c鍵,獲得立體網(wǎng)狀的聚氨酯樹脂,即制得本實(shí)施例的凝膠橋塞,其中,本實(shí)施例中,進(jìn)行親核加成反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間具體可以為2h。
實(shí)施例6
本實(shí)施例中,凝膠橋塞的原料構(gòu)成和各成分的重量份數(shù)如下:
水:1份;
五乙基六胺:1份;
堿性催化劑:0.003份;
戊二醛:6份;
間苯二酚:4份;
其中,凝膠橋塞的制備過程具體如下:
首先,在反應(yīng)容器中加入1份水溶劑,在1份水溶劑中加入1份五乙基六胺和0.003份堿性催化劑,攪拌均勻。
然后,向反應(yīng)容器中分次加入6份戊二醛,具體可以分兩次或三次將戊二醛加入,并控制反應(yīng)溫度為40℃,且在堿性催化劑作用下,戊二醛和五乙基六胺進(jìn)行曼尼希反應(yīng),具體是戊二醛中的醛基團(tuán)與五乙基六胺中的胺基團(tuán)發(fā)生曼尼希反應(yīng),使得戊二醛和五乙基六胺縮合反應(yīng)形成大分子聚多烯多胺,本實(shí)施例中,進(jìn)行曼尼希反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間可以為36h。
最后,向反應(yīng)容器中分次加入4份間苯二酚,具體可以分兩次或三次將間苯二酚加入,并控制反應(yīng)溫度為150℃,在該條件下,曼尼希反應(yīng)過程中生成的大分子聚多烯多胺的次甲基胺碳正離子與間苯二酚的芳環(huán)上發(fā)生親核加成反應(yīng),形成c—c鍵,獲得立體網(wǎng)狀的聚氨酯樹脂,即制得本實(shí)施例的凝膠橋塞,其中,本實(shí)施例中,進(jìn)行親核加成反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間具體可以為1h。
實(shí)施例7
本實(shí)施例中,凝膠橋塞的原料構(gòu)成和各成分的重量份數(shù)如下:
水:1份;
五乙基六胺:1份;
堿性催化劑:0.003份;
戊二醛:6份;
間苯二酚:8份;
其中,凝膠橋塞的制備過程具體如下:
首先,在反應(yīng)容器中加入1份水溶劑,在1份水溶劑中加入1份五乙基六胺和0.003份堿性催化劑,攪拌均勻。
然后,向反應(yīng)容器中分次加入6份戊二醛,具體可以分兩次或三次將戊二醛加入,并控制反應(yīng)溫度為60℃,且在堿性催化劑作用下,戊二醛和五乙基六胺進(jìn)行曼尼希反應(yīng),具體是戊二醛中的醛基團(tuán)與五乙基六胺中的胺基團(tuán)發(fā)生曼尼希反應(yīng),使得戊二醛和五乙基六胺縮合反應(yīng)形成大分子聚多烯多胺,本實(shí)施例中,進(jìn)行曼尼希反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間可以為5h。
最后,向反應(yīng)容器中分次加入8份間苯二酚,具體可以分兩次或三次將間苯二酚加入,并控制反應(yīng)溫度為150℃,在該條件下,曼尼希反應(yīng)過程中生成的大分子聚多烯多胺的次甲基胺碳正離子與間苯二酚的芳環(huán)上發(fā)生親核加成反應(yīng),形成c—c鍵,獲得立體網(wǎng)狀的聚氨酯樹脂,即制得本實(shí)施例的凝膠橋塞,其中,本實(shí)施例中,進(jìn)行親核加成反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間具體可以為1h。
實(shí)施例8
本實(shí)施例中,凝膠橋塞的原料構(gòu)成和各成分的重量份數(shù)如下:
水:2份;
五乙基六胺:1份;
堿性催化劑:0.001份;
乙二醛:7份;
間苯二酚:6份;
其中,凝膠橋塞的制備過程具體如下:
首先,在反應(yīng)容器中加入2份水溶劑,在2份水溶劑中加入1份五乙基六胺和0.001份堿性催化劑,攪拌均勻。
然后,向反應(yīng)容器中分次加入7份乙二醛,具體可以分兩次或三次將乙二醛加入,并控制反應(yīng)溫度為50℃,且在堿性催化劑作用下,乙二醛和五乙基六胺進(jìn)行曼尼希反應(yīng),具體是乙二醛中的醛基團(tuán)與五乙基六胺中的胺基團(tuán)發(fā)生曼尼希反應(yīng),使得乙二醛和五乙基六胺縮合反應(yīng)形成大分子聚多烯多胺,本實(shí)施例中,進(jìn)行曼尼希反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間可以為24h。
最后,向反應(yīng)容器中分次加入6份間苯二酚,具體可以分兩次或三次將間苯二酚加入,并控制反應(yīng)溫度為90℃,在該條件下,曼尼希反應(yīng)過程中生成的大分子聚多烯多胺的次甲基胺碳正離子與間苯二酚的芳環(huán)上發(fā)生親核加成反應(yīng),形成c—c鍵,獲得立體網(wǎng)狀的聚氨酯樹脂,即制得本實(shí)施例的凝膠橋塞,其中,本實(shí)施例中,進(jìn)行親核加成反應(yīng)時(shí),反應(yīng)時(shí)間具體可以為2.5h。
將上述實(shí)施例1-8制備得到的凝膠橋塞的性能進(jìn)行檢測,得到結(jié)果如表1和表2所示:
表1實(shí)施例1-5制得的凝膠橋塞的物理參數(shù)表
表2實(shí)施例6-8制得的凝膠橋塞的混合液體的流變參數(shù)(25℃)
本發(fā)明實(shí)施例的凝膠橋塞,外觀為黃色或橙色,固化前液體透明,無固相,液體ph值7.5~8.5,用鉆井液密度計(jì)測定液體密度≥1.01g/cm3(25℃),用六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定液體φ600值15~30(25℃),漏斗粘,30~40s;形成凝膠橋塞固體,外觀為黃色或橙色,能夠承受壓縮強(qiáng)度0.2~0.3mpa/m,屈服時(shí)應(yīng)變≤50%。在井筒上部液體壓力作用下,井筒凝膠橋塞可以發(fā)生近似于橡膠的彈性形變,既上層液體對橋塞聚合物施壓可以促成其體積向橫向半徑方向擴(kuò)張,凝膠橋塞與井筒內(nèi)管壁之間的密封性進(jìn)一步加強(qiáng),增強(qiáng)了橋塞的封堵功能。
最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對 其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。