為解決普通堵漏凝膠存在抗溫、可控性較差等問題，通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，以丙烯酰胺、2－丙烯酰胺－2－甲基丙磺酸（AMPS）、疏水單體為原料合成了一種新型雙親聚合物，以新型雙親聚合物為主劑，通過與自制交聯(lián)劑交聯(lián)反應(yīng)制備了一種新型凝膠堵漏劑。采用紅外光譜分析、熱重分析分別對雙親聚合物的分子結(jié)構(gòu)、分子鏈的熱穩(wěn)定性進(jìn)行了表征?？疾炝司酆衔镔|(zhì)量分?jǐn)?shù)、交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、成膠溫度及交聯(lián)時間對凝膠性能的影響，試驗結(jié)果表明: 堵漏劑成膠時間可控。凝膠抗溫性能、黏彈性及堵漏性能評價結(jié)果表明: 凝膠抗溫性能較好，在 140 ℃下老化24 h后，仍有吐舌效應(yīng); 應(yīng)力為11 Pa、振動頻率為0．01 ～15 Hz條件下，凝膠具有較好的黏彈性及剪切稀釋性; 凝膠承壓能力較好，壓力達(dá)到7 MPa時，在10 ～ 20 目砂石模擬漏層中10 min的漏失量僅為2．3 mL。
在油氣鉆井過程中，如鉆遇裂縫性、溶洞性、破碎性等復(fù)雜地層時極易發(fā)生井漏。井漏的處理是石油鉆井中的難點，不僅會耗費鉆井時間，損失鉆井液，還有可能引起卡鉆、井噴及井塌等，甚至導(dǎo)致井眼報廢，帶來重大經(jīng)濟(jì)損失。目前采用凝膠( 如西南石油大學(xué)研制的特種凝膠 ZND、吸水型樹脂凝膠等) 處理井漏問題已取得了較好的效果，但還存在凝膠成膠時間不可控、現(xiàn)場使用泵送困難的問題。尤其對于高溫地層，目前凝膠的使用還有較大的局限性，大部分凝膠的抗溫性較差，在高溫地層易受高溫影響導(dǎo)致脫水收縮、熱降解及三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)坍塌，造成凝膠強(qiáng)度和黏度大幅降低，凝膠材料失效。針對上述問題，筆者開發(fā)了一種新型抗高溫可控凝膠堵漏劑，合成的聚合物主劑由水溶解后，加入自制交聯(lián)劑，成膠后的凝膠堵漏劑抗溫性能及黏彈性較好，成膠時間可控，較大地提高了對漏層的封堵成功率。
1．1 雙親聚合物的合成
①按n( AM) ∶ n( AMPS) ∶ n( S) = 88. 3 ∶ 10 ∶ 的比例稱取單體，分別使用去離子水配成溶液，其中 AMPS 單體的溶液使用 NaOH 溶液調(diào)節(jié) pH 值至7 ～ 8; ②將3 種溶液依次加入到三口燒瓶中，繼續(xù)加入去 離 子 水 直 至 3 種單體的總質(zhì)量濃度為. 2 g /mL; ③通氮除氧30 min后加入 3 種單體總質(zhì)量 3%的引發(fā)劑偶氮二異丁脒鹽酸鹽，在恒溫水浴55 ℃及氮氣存在的條件下反應(yīng)6 h，得到乳白色聚合物; ④用無水乙醇反復(fù)洗滌沉淀得到的聚合物，在 50 ℃條件下真空干燥，粉碎，即制得雙親聚合物。
1．2 凝膠堵漏劑的制備
用量筒量取100 mL蒸餾水，在較高的攪拌速率條件下，邊攪拌邊緩慢加入按比例稱量的雙親聚合物，避免出現(xiàn)“魚眼”，攪拌至固體粉末完全
溶解，在室溫下密封靜置4 h使其完全溶脹。按比例量取自制交聯(lián)劑，倒入聚合物溶液中，攪拌使其充分分散，密封，放入烘箱中，考察兩者的交
聯(lián)時間。
分析：聚合物初始的失重是由于聚合物分子中吸附的水蒸發(fā)所導(dǎo)致。聚合物的分子鏈主鏈以及側(cè)鏈大部分為C—C、C—N 鍵，抗溫能力較強(qiáng)，當(dāng)溫度高于374 ℃ 時，雙親聚合物分子的主鏈才開始降解。分子中引入 AMPS 的大分子側(cè)基、疏水單體的長碳鏈，均大大增強(qiáng)了雙親聚合物分子的熱穩(wěn)定性。
結(jié) 論
1) 采用丙烯酰胺、耐溫耐鹽單體 AMPS、疏水單體 S 合成了一種新型雙親聚合物，將該新型雙親聚合物與自制交聯(lián)劑交聯(lián)制得一種新型堵漏劑。
2) 堵漏劑成膠時間基本可控，可根據(jù)不同泵送時間及地層溫度調(diào)節(jié)配方，減小施工難度。
3) 堵漏劑可耐高溫，雙親聚合物熱降解溫度高達(dá)318 ℃ ; 凝膠在140 ℃條件下熱滾24 h后仍有吐舌效應(yīng)。
4) 堵漏劑在高速攪拌時表觀黏度較低，有利于輸送運移; 較低剪切速率時表觀黏度較高，有利于封堵地層。在應(yīng)力為 11 Pa、振動頻率為 0. 01 ～
15 Hz條件下，凝膠具有較好的黏彈性及剪切稀釋性。
5) 堵漏劑對不同溫度、不同裂縫的地層均有較好的封堵性能，承壓能力可達(dá)7 MPa。
