一种基于地质聚合物的双调堵剂及制备、应用方法与流程

技术特征：
1.一种基于地质聚合物的双调堵剂，其特征在于包括如下质量份的组分：高炉矿渣18-25、粉煤灰12-15、偏高岭土8-12、纳米碳酸钙3.2-3.55、丙烯酰胺（am）9-12、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（amps）15-18、激活剂蜡封胶囊6-9。2.根据权利要求1所述的基于地质聚合物的双调堵剂，其特征在于所述高炉矿渣、粉煤灰和偏高岭土在240-260℃条件下干燥20-30h，冷却备用。3.根据权利要求2所述的基于地质聚合物的双调堵剂，其特征在于：所述偏高岭土为高岭土在600~900℃高温脱水后得到的无水硅酸铝（al2o3•
2sio2）；所述粉煤灰表面积为2.2~2.8g/cm
³
。4.根据权利要求3所述的基于地质聚合物的双调堵剂，其特征在于：所述纳米碳酸钙为白色六方晶体粉末，粒径为25~100nm，比表面积＞25mg/g，吸油值＜20g/100caco3。5.根据权利要求1-4任一所述的基于地质聚合物的双调堵剂，其特征在于所述激活剂蜡封胶囊按如下步骤制备：（1）在高压反应釜中依次加入500~800g水玻璃干粉、120~180g氯化铝、320~390g片状氢氧化钠，将体系温度升高至100-140℃、搅拌速度为600-1000rpm，反应30~50min；（2）在上述反应器中依次加入120~150g引发剂和150~180g交联剂，预交联反应20~30min；（3）在上述反应器中加入石蜡，静置加热至石蜡完全溶解，随后在搅拌速度250-350rpm搅拌20~30min；（4）将上述反应器中的温度降低至20~30℃，将搅拌速度降低至80-120rpm，固化反应30~50min；（5）将所得产物捞出，用丙酮清洗三次胶囊表面多余的石蜡，随后将其转入旋转蒸发仪，清除多余溶剂，所得产物即为激活剂蜡封胶囊。6.根据权利要求5所述的基于地质聚合物的双调堵剂，其特征在于所述激活剂蜡封胶囊制备中：所述水玻璃干粉为水溶性硅酸钠，化学组成为：na2o
•
nsio2，水玻璃模数n=1.0~5.0；所用的引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、异丙苯过氧化氢和叔丁基过氧化氢中的一种或任意几种组合；所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰和过氧化氢二异丙苯中的一种或任意几种组合；所述石蜡为直链烷烃含量超过90%，通式为c
n
h
2n 2
，其中，n= 15~35。7.根据权利要求6所述的基于地质聚合物的双调堵剂，其特征在于所述水玻璃模数n为1.5、1.8、2.0、2.5、2.8、3.0和3.5中的一种或任意几种组合；所述石蜡型号为54#、58#、62#、68#、72#和76#中的一种或任意几种组合。8.一种基于地质聚合物的双调堵剂的制备方法，其特征在于：（1）在高压捏合机中依次加入1800~2500g高炉矿渣、1200~1500g粉煤灰和800~1200g偏高岭土和320~350g纳米碳酸钙，将体系温度升高至70~100℃、搅拌速度/1800-2200rpm，反应30~50min；（2）在上述反应器中依次加入900~1200g am和1500~1800g amps，将体系温度降低至60~80℃，搅拌速度增加至4500-5500rpm，继续反应60~90min；（3）将上述反应器温度进一步降低至20~35℃，加入600~900g激活剂蜡封胶囊，进一步啮合反应3~6h，所得产物即为基于地质聚合物的双调堵剂。9.一种基于地质聚合物的双调堵剂的应用方法，其特征在于：
1）在现场将10kg基于地质聚合物的双调堵剂置于搅拌容器中，加入2 m
³
自来水，在250-350rpm条件下搅拌分散反应2~4h，直至分散均匀；2）通过大功率泵将基于地质聚合物的双调堵剂送至需要调堵的井深，封井侯凝12~24h，在地层温度的作用下，激活剂蜡封胶囊将其中的水玻璃干粉、氯化铝、片状氢氧化钠以及引发剂和交联剂释放出来，分别反应生成地质聚合物以及am-amps共聚物，而且，这两种聚合物之间会发生穿插，共同形成韧性和强度极高的封堵层，从而起到较好的调堵作用；3）侯凝完毕，将基于地质聚合物的双调堵剂循环出来，并恢复注水作业。

技术总结
本发明涉及一种基于地质聚合物的双调堵剂，包括高炉矿渣、粉煤灰、偏高岭土、纳米碳酸钙、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、激活剂蜡封胶囊。本发明采用有机聚合物和无机聚合物共同形成调堵剂的方法，首先将无机激活剂以及有机聚合用的引发剂和交联剂封装在蜡质胶囊中，随后与无机聚合物原料和有机聚合物原料啮合反应，形成基于地质聚合物的双调堵剂。在现场调配好后输送至高渗地层，在地层温度的作用下，外层蜡封融化，释放出无机激活剂、引发剂和交联剂，与无机原料和有机原料分别反应生成地质聚合物和有机聚合物，两种聚合物发生交互穿插，共同提高封堵层的强度和韧性。共同提高封堵层的强度和韧性。


技术研发人员：蓝强 徐运波 郑成胜 夏晔 姜春丽 李蕾 王俊 周晓蕾 杨龙波 经淑惠
受保护的技术使用者：中石化胜利石油工程有限公司 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
技术研发日：2020.04.17
技术公布日：2021/10/22