新型吸水膨胀堵漏剂的研发与评价

来源：钻井液与完井液杂志2017年第4期北京时间：

作者：应春业,高元宏,段隆臣,刘鹏,汪洪民,蔡记华

单位：1. 中国地质大学(武汉)工程学院, 武汉 430074;；2. 青海省第二地质矿产勘查院, 西宁 810028；

摘要：针对目前膨胀堵漏剂普遍存在包覆材料环保性差、强度低、成本高等问题，研发了一种新型膨胀堵漏剂。该堵漏剂由丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、膨润土、惰性材料（核桃壳、云母、聚丙烯纤维）、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾和亚硫酸氢钠等通过溶液自由基聚合法合成，合成后采用绿色环保的植物胶囊包覆。对堵漏剂的常规性能和堵漏性能进行了综合评价，结果表明，使用15%钠膨润土时，堵漏剂吸水倍数为113、弹性模量达44.6 kPa、抗温达100℃、抗NaCl达15%、抗CaCl2一般；绿色植物胶囊基本不含重金属成分、环境保护性强，包覆堵漏剂时，常温下8~30 min破碎，70℃下5~17 min破碎，可满足现场可控要求；堵漏剂单独使用可封堵1~2 mm缝板，承压能力达3 MPa；合成时添加20%粗粒径复合惰性材料，可封堵1~4 mm缝板，承压能力达4 MPa；添加20%细粒径复合惰性材料，当堵漏剂加量较大（达4%）时，仍难以封堵1~2 mm缝板；合成后添加惰性材料可极大地提高堵漏剂承压能力（大于5 MPa），同时减少堵漏剂加量（0.3%~0.5%），可封堵1~4 mm缝板；相比国内常规堵漏剂，新型堵漏剂每吨节约成本2 000~4 000元，应用前景良好。

关键词：吸水膨胀堵漏剂, 绿色植物胶囊, 惰性材料

基金资助：

青海省科技厅项目“青海省东昆仑祁漫塔格地区岩心钻探堵漏技术研究”（2015-SF-211）。