1.本發(fā)明涉及鉆井工程防漏堵漏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉆井液完井液用記憶合金智能溫控型剛性膨脹堵漏劑及制備方法。

背景技術(shù)：

2.在鉆井、固井、測試等井下作業(yè)過程中，由于近井壁地帶原地應(yīng)力的改變，地層裂縫開度往往由幾十微米至幾百微米，擴(kuò)展至毫米級，井筒工作液在壓差作用下將漏入地層，地層孔隙裂縫越大，漏失越嚴(yán)重。

3.在地層裂縫150μm～400μm時(shí)，現(xiàn)有的防漏堵漏技術(shù)能較好的滿足現(xiàn)場施工需求，但是針對裂縫開度＞400μm時(shí)的大裂縫、溶洞性漏失，由于地層漏失通道大、漏失速率快，傳統(tǒng)的橋接堵漏法、凝膠堵漏法難以在裂縫內(nèi)快速形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的致密承壓封堵層，而且上述傳統(tǒng)堵漏方法需要預(yù)先掌握地層漏失通道狀況，大小、尺寸、壓力和溫度等信息，然后據(jù)此選擇合適的粒徑材料進(jìn)行合理復(fù)配，導(dǎo)致材料適應(yīng)能力差，現(xiàn)場鉆井液堵漏作業(yè)難度大，堵漏效率低，由于漏失造成的損失占總耗費(fèi)的90％以上，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。隨著“智能材料”的發(fā)展，智能材料應(yīng)用鉆井堵漏領(lǐng)域，溫度觸發(fā)型的形狀記憶材料具有可恢復(fù)形變量大、強(qiáng)度高及響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，利用該類材料在一定溫度(室溫以上)下產(chǎn)生形變，并能在室溫壓縮固定形變且存放，當(dāng)再升溫至激活溫度后發(fā)生膨脹、伸展，形狀恢復(fù)，在裂縫中成功架橋封堵，根據(jù)井底溫度實(shí)現(xiàn)溫敏智能化堵漏，有利于快速、高效地構(gòu)建致密承壓封堵層。

4.以此為核心的智能堵漏材料的研發(fā)成為針對惡性漏失地層的新方向。目前智能堵漏材料骨架主要有合金型和聚合物型。其一由形狀記憶合金纏繞成彈簧狀，填充短切棉纖維材料形成架橋，外面包覆pe、石蠟、膨潤土或水泥等組成。其二將形狀記憶聚合物、形狀記憶泡沫固定形變后壓縮，一般壓縮成球形小顆粒，或者將其作為溫敏材料包覆物表面噴涂到其它膨脹聚合物上。這兩種智能材料對裂縫性和溶洞性漏失地層起到一定的堵漏效果，但存在一些缺陷。形狀記憶聚合物抗溫一般在90℃～150℃之間，承壓能力＜10mpa，抗溫性能和承壓能力限制其應(yīng)用儲(chǔ)層范圍。形狀記憶合金型堵漏材料的骨架溫度＞200℃，但中層的短切棉纖維材料在溫度160℃之后容易失效，而外層的包覆物pe、石蠟、膨潤土等承壓能力有限；水泥包覆物雖然能提高地層承壓封堵能力，但是在工業(yè)化生產(chǎn)中硅酸鹽水泥成球性低，且其存在一個(gè)致命的缺陷：水泥容易出現(xiàn)后期強(qiáng)度倒縮，引起體積收縮而致表面皸裂，存放時(shí)間越長，后期和長期的力學(xué)性能越不穩(wěn)定，且成球后的水泥包覆物更容易表面裂紋，其適宜的存放時(shí)間在15天～30天之間，對工業(yè)化生產(chǎn)儲(chǔ)備和運(yùn)輸極為不利；此外包覆水泥基的堵漏材料密度高，在鉆井工作液中容易沉降，不利于懸浮穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有智能堵漏材料的不足，提供一種記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑及其制備方法，實(shí)現(xiàn)對深井超深井高溫高壓下大裂縫、溶洞性惡性漏失孔道尺寸的自適應(yīng)性封堵，同時(shí)提高智能堵漏材料的承壓封堵能力、抗溫能力，以及工業(yè)化生

產(chǎn)和存儲(chǔ)性能，降低合金型智能堵漏材料密度，利于在鉆井液中的懸浮穩(wěn)定性。

6.本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

7.一種記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，按照重量份包括：

8.形狀記憶合金12份～30份、耐溫膨脹樹脂3份～6份、補(bǔ)償收縮膠凝顆粒45份～90份、改性劑1份～2份、粘接劑7份～15份。

9.所述耐溫膨脹樹脂包括吸水樹脂sap、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂、交聯(lián)聚乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚氨酯中的一種或幾種混合物。

10.所述耐溫膨脹樹脂為吸水樹脂sap和有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂混合物。

11.所述形狀記憶合金包括ti合金、cu合金或fe合金。

12.所述粘接劑包括聚碳酸醋、二水硫酸鈣、葡萄糖酸、檸檬酸、硼酸、烷基磷酸脂、酒石酸或酒石酸鉀中的一種或幾種混合物。

13.所述改性劑包括硫硅酸鈣、乙二胺四甲叉膦酸鈣或乙二胺四甲叉膦酸鈉中的一種或幾種混合物。

14.所述補(bǔ)償收縮膠凝顆粒為硫鋁酸鹽膠凝顆粒、鐵鋁酸鹽膠凝顆粒中的一種或其混合物。

15.所述硫鋁酸鹽膠凝顆粒為快硬硫鋁酸鹽水泥、高強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥、自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥或低堿度硫鋁酸鹽水泥中的一種或幾種混合物。

16.所述鐵鋁酸鹽膠凝顆粒為快硬鐵鋁酸鹽水泥、高強(qiáng)鐵鋁酸鹽水泥或自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥中的一種或幾種混合物。

17.所述補(bǔ)償收縮膠凝顆粒為膨脹硫鋁酸鹽膠凝顆粒熟料，其重量百分比化學(xué)組成為：34％～38％的cao,26％～32％的al2o3,11％～15％的sio2,12％～16％的so3,3％～4％的fe2o3。

18.一種前述記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑制備方法，步驟如下：

19.(1)將絲狀形狀記憶合金常溫下定型直線，對其進(jìn)行中400℃～700℃高溫淬火熱處理，待冷卻至室溫時(shí)纏繞為螺旋狀，或纏繞成同心圓狀；

20.(2)補(bǔ)償收縮膠凝顆粒、改性劑和粘接劑混合均勻后，經(jīng)球磨機(jī)粉磨至比表面積為300～400m2/kg，制成改性的膨脹膠凝顆粒；

21.(3)將0.1～0.2mm粒徑的耐溫膨脹樹脂調(diào)和均勻；

22.(4)在70℃～90℃環(huán)境下，將步驟(1)中的螺旋狀或同心圓狀的形狀記憶合金表面噴涂粘接劑，噴涂均勻后將步驟(3)耐溫膨脹樹脂調(diào)和物噴涂其上，30℃～50℃溫度環(huán)境下養(yǎng)護(hù)1.5-2.5h；

23.(5)將步驟(4)制得的包裹記憶合金耐溫膨脹樹脂表面噴涂涂粘接劑，在步驟(2)制得的改性膨脹膠凝顆粒中滾動(dòng)，表面噴灑質(zhì)量濃度3.25％硫酸鋁水溶液，室溫養(yǎng)護(hù)15-50h，制成球狀或者類球狀記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，粒徑為2mm～20mm可調(diào)。

24.或者另一種前述記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑制備方法，步驟如下：

25.(1)將絲狀形狀記憶合金常溫下定型直線，對其進(jìn)行中400℃～700℃高溫淬火熱處理，待冷卻至室溫時(shí)纏繞為螺旋狀，或纏繞成同心圓狀；

26.(2)補(bǔ)償收縮膠凝顆粒、改性劑和粘接劑混合均勻后，經(jīng)球磨機(jī)粉磨至比表面積為300～400m2/kg，制成改性的膨脹膠凝顆粒；

27.(3)將0.1～0.2mm粒徑的耐溫膨脹樹脂調(diào)和均勻；

28.(4)在70℃～90℃環(huán)境下，將步驟(1)中的螺旋狀或同心圓狀的形狀記憶合金表面噴涂粘接劑，噴涂均勻后將步驟(3)耐溫膨脹樹脂調(diào)和物噴涂其上，30℃～50℃溫度環(huán)境下養(yǎng)護(hù)1.5-2.5h；

29.(5)將步驟(4)制得的包裹記憶合金耐溫膨脹樹脂表面噴涂粘接劑，將第步驟(2)制得的改性膨脹膠凝顆粒噴涂其上，表面噴灑3.25％硫酸鋁水溶液，室溫養(yǎng)護(hù)45-50h，制成片狀記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，直徑為5～20mm可調(diào)。

30.本發(fā)明的有益效果是：

31.本發(fā)明記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑以形狀記憶合金為骨架實(shí)現(xiàn)架橋支撐，中間充填彈性耐溫膨脹樹脂實(shí)現(xiàn)柔性材料變形堵塞，外層包覆可補(bǔ)償收縮的膠凝顆粒填充封堵，同時(shí)有效避免傳統(tǒng)水泥基包覆材料后期強(qiáng)度倒縮引起堵漏材料開裂問題，提高堵漏劑后期和長期穩(wěn)定力學(xué)性能，防止表面開裂，便于存儲(chǔ)和運(yùn)輸。而且片狀堵漏材料比球狀的堵漏材料，更有利于提高堵漏材料在漏失通道滯留率。此外具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

32.1.具有延遲膨脹性，自適應(yīng)強(qiáng)，膨脹量大。當(dāng)記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑隨工作液到達(dá)漏失地層，溫度達(dá)到形狀記憶合金的激發(fā)響應(yīng)溫度，記憶合金產(chǎn)生形變，回復(fù)初始直線型狀態(tài)，在漏失通道處架橋；被記憶合金撐開的吸水樹脂遇自由水繼續(xù)膨脹，與有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂形成高強(qiáng)度和抗高溫的柔彈性堵塞層，在井底壓力作用下滯留、堆積，充填堵塞通道；不同粒徑分布的可補(bǔ)償收縮的膠凝顆粒進(jìn)一步膨脹，充填封堵剩余微小孔隙，強(qiáng)化堵漏效果；同時(shí)外層包覆的可補(bǔ)償收縮的膠凝顆粒因?yàn)橛鲎杂伤梢赃M(jìn)一步膨脹，可降低堵漏材料的整體密度，有利于提高工作液的懸浮穩(wěn)定性，并確保工作液中多余的堵漏劑循環(huán)出井筒后，能被振動(dòng)篩清除，重復(fù)利用，避免堵漏劑成本浪費(fèi)。延遲膨脹時(shí)間≥3h，膨脹率≥48％。

33.2.抗壓強(qiáng)度高，承壓≥45.6mpa。

34.3.抗溫≥250℃。

35.4.原材料來源廣泛，性能穩(wěn)定，存儲(chǔ)期限≥2年。

具體實(shí)施方式

36.下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不限制本發(fā)明。除特別說明外，實(shí)施例中所有百分比均為質(zhì)量百分比，所用原料來源廣泛，可工業(yè)化生產(chǎn)。

37.綜合實(shí)施例

38.一種記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，其按照重量份包括：

39.形狀記憶合金12份～30份、耐溫膨脹樹脂3份～6份、補(bǔ)償收縮膠凝顆粒45份～90份、改性劑1份～2份、粘接劑7份～15份。其中：

40.所述形狀記憶合金為ti合金、cu合金和fe合金。

41.所述耐溫膨脹樹脂為吸水樹脂sap、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂、交聯(lián)聚乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚氨酯中的一種或其混合物。

42.優(yōu)選的所述耐溫膨脹樹脂為吸水樹脂sap和有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂混合物。

43.所述可補(bǔ)償收縮膠凝顆粒為硫鋁酸鹽膠凝顆粒、鐵鋁酸鹽膠凝顆粒中的一種或其混合物。

44.所述硫鋁酸鹽膠凝顆粒為快硬硫鋁酸鹽水泥、高強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥、自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥、低堿度硫鋁酸鹽水泥中的一種或其混合物。

45.所述鐵鋁酸鹽膠凝顆粒為快硬鐵鋁酸鹽水泥、高強(qiáng)鐵鋁酸鹽水泥、自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥中的一種或其混合物。

46.所述可補(bǔ)償收縮膠凝顆粒為膨脹硫鋁酸鹽膠凝顆粒熟料，其重量百分比化學(xué)組成為：cao(34％～38％),al2o3(26％～32％),sio2(11％～15％),so3(12％～16％),fe2o3(3％～4％)。

47.所述改性劑為硫硅酸鈣、乙二胺四甲叉膦酸鈣和乙二胺四甲叉膦酸鈉中的一種或其混合物。

48.所述粘接劑為聚碳酸醋、二水硫酸鈣、葡萄糖酸、檸檬酸、硼酸、烷基磷酸脂、酒石酸和酒石酸鉀中的一種或其混合物。

49.所述的記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑形狀為球形，近球形或片狀，直徑形成2mm～5mm，5mm～10mm，10mm～15mm系列。

50.一種記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑制備方法，其步驟如下：

51.(1)將絲狀形狀記憶合金常溫下定型直線，對其進(jìn)行中高溫(400℃～700℃)淬火熱處理，待冷卻至室溫時(shí)纏繞為螺旋狀，或纏繞成同心圓狀。

52.(2)補(bǔ)償收縮膠凝顆粒、改性劑和粘接劑混合均勻后，經(jīng)球磨機(jī)粉磨至比表面積為300～400m2/kg，制成改性的膨脹硫鋁酸鹽膠凝顆粒。

53.(3)將0.1～0.2mm粒徑的吸水樹脂sap、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂混合均勻。

54.(4)在70℃～90℃環(huán)境下，在螺旋狀或同心圓狀的形狀記憶合金表面噴涂聚碳酸醋，噴涂均勻后將第三步制得的樹脂混合物噴涂其上，30℃～50℃溫度環(huán)境下養(yǎng)護(hù)2h。

55.(5)將第四步制得的包裹記憶合金耐溫膨脹樹脂表面噴涂聚碳酸醋，在第二步制得的改性膨脹硫鋁酸鹽膠凝顆粒中滾動(dòng)，表面噴灑3.25％硫酸鋁水溶液，室溫養(yǎng)護(hù)48h，制成球狀或者類球狀記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，粒徑為2mm～20mm可調(diào)。

56.或者(6)將第四步制得的包裹記憶合金耐溫膨脹樹脂表面噴涂聚碳酸醋，將第二步制得的改性膨脹硫鋁酸鹽膠凝顆粒噴涂其上，表面噴灑3.25％硫酸鋁水溶液，室溫養(yǎng)護(hù)48h，制成片狀記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，直徑為5～20mm可調(diào)。

57.典型實(shí)施例1：

58.將48g硫鋁酸鹽膠凝顆粒、1g硫硅酸鈣及7g二水硫酸鈣混合均勻，粉末為比表面積為320m2/kg顆粒；稱取將2g吸水樹脂sap和2g有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂混合均勻；將12g的熱處理后的tini合金纏繞制成內(nèi)徑1.2，螺距2.3的螺旋狀，并在75℃環(huán)境下，向其表面噴涂聚碳酸醋，噴涂均勻后將樹脂混合物噴涂其上，30℃～50℃溫度環(huán)境下養(yǎng)護(hù)2h；向養(yǎng)護(hù)后的樣品噴涂聚碳酸醋，在制得的改性硫鋁酸鹽膠凝顆粒中滾動(dòng)成球，表面噴灑3.25％硫酸鋁水溶液，室溫養(yǎng)護(hù)48h，制成直徑為2mm～4mm球狀或類球狀記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑。

59.典型實(shí)施例2：

60.將60g硫鋁酸鹽膠凝顆粒、1.2g硫硅酸鈣及8.2g二水硫酸鈣混合均勻，粉末為比表面積為350m2/kg顆粒；稱取將2g吸水樹脂sap和3g有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂混合均勻；將15g的熱處理后的tini合金纏繞制成內(nèi)徑1.4，螺距2.6的螺旋狀，并在80℃環(huán)境下，向其表面噴涂聚碳酸醋，噴涂均勻后將樹脂混合物噴涂其上，30℃～50℃溫度環(huán)境下養(yǎng)護(hù)2h；向養(yǎng)護(hù)后的

樣品噴涂聚碳酸醋，在制得的改性硫鋁酸鹽膠凝顆粒中滾動(dòng)成球，表面噴灑3.25％硫酸鋁水溶液，室溫養(yǎng)護(hù)48h，制成直徑為5mm～7mm球狀或類球狀記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑。

61.典型實(shí)施例3：

62.將75g硫鋁酸鹽膠凝顆粒、1.5g硫硅酸鈣及10.5g二水硫酸鈣混合均勻，粉末為比表面積為360m2/kg顆粒；稱取將3g吸水樹脂sap和4g有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂混合均勻；將18g的熱處理后的tini合金纏繞制成中心內(nèi)徑4mm，環(huán)距5.6mm的同心圓環(huán)，并在80℃環(huán)境下，向其表面噴涂聚碳酸醋，噴涂均勻后將樹脂混合物噴涂其上，30℃～50℃溫度環(huán)境下養(yǎng)護(hù)2h；向養(yǎng)護(hù)后的樣品噴涂聚碳酸醋，將制得的改性硫鋁酸鹽膠凝顆粒噴涂其上，表面噴灑3.25％硫酸鋁水溶液后壓制成型，室溫養(yǎng)護(hù)48h，制成直徑為8～10mm片狀記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑。

63.典型實(shí)施例4：

64.將85g硫鋁酸鹽膠凝顆粒、1.8g硫硅酸鈣及12.6g二水硫酸鈣混合均勻，粉末為比表面積為360m2/kg顆粒；稱取將3g吸水樹脂sap和5g有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂混合均勻；將22g的熱處理后的tini合金纏繞制成中心內(nèi)徑6mm，環(huán)距8.4mm的同心圓環(huán)，并在85℃環(huán)境下，向其表面噴涂聚碳酸醋，噴涂均勻后將樹脂混合物噴涂其上，30℃～50℃溫度環(huán)境下養(yǎng)護(hù)2h；向養(yǎng)護(hù)后的樣品噴涂聚碳酸醋，將制得的改性硫鋁酸鹽膠凝顆粒噴涂其上，表面噴灑3.25％硫酸鋁水溶液后壓制成型，室溫養(yǎng)護(hù)48h，制成直徑為11～13mm片狀記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑。

65.測試1：延遲膨脹時(shí)間和膨脹率測試。

66.(1)室溫下，在四個(gè)100ml燒杯中裝滿水，緩慢向各燒杯中放入典型實(shí)施例1～典型實(shí)施例4樣品各6個(gè)，盡量用表面皿收集被排開的清水，用差額法稱量各實(shí)施例樣品排開水的質(zhì)量，記為m0；倒出清水，取出待測樣品。

67.(2)配制4杯600ml4％膨潤土漿，水化16h后加入0.3％hv-cmc，充分?jǐn)嚢杈鶆?；將測試1中的待測樣品緩慢加入各燒杯中；將各燒杯同時(shí)放入水浴鍋，設(shè)定水浴鍋溫度為70℃，開始升溫并記時(shí)t0；觀測并記錄各燒杯中堵漏劑開始產(chǎn)生形變時(shí)間并記錄t1；至各燒杯中堵漏材料完成形變?yōu)橹?，記錄此時(shí)最終完成形變時(shí)間t2。將漿液連同堵漏材料過80目篩子，用流水沖洗堵漏材料表面2min，將篩網(wǎng)剩余的堵漏材料盡量收集。

68.(3)重復(fù)測試1步驟，所不同的是燒杯換成500ml的，盡量收集被排開水體積，用差額法稱其質(zhì)量記為m1。

69.則：堵漏劑延遲膨脹時(shí)間t＝t

1-t0，其結(jié)果見表1。

70.堵漏劑完成膨脹時(shí)間t＝t

2-t1，其結(jié)果見表1。

71.堵漏劑膨脹率：其結(jié)果見表1。

72.表1實(shí)施例膨脹性能測試

[0073][0074][0075]

測試2：抗溫及封堵性能測試

[0076]

(1)配制5杯4％膨潤土漿，水化16h后加入0.5％pam，充分?jǐn)嚢杈鶆?；其中一?000ml，其它四杯6000ml。向2000ml杯中逐漸加入20％復(fù)合橋堵劑、30％核桃殼、20％鋸末和20％高失水堵漏劑，并攪拌均勻，配制為常規(guī)橋堵配方。

[0077]

(2)取配制的常規(guī)橋堵配方，加入鉆井液用動(dòng)濾失與長裂縫封堵模擬實(shí)驗(yàn)裝置，測試縫寬為2mm，100℃/2.0mpa下封堵性能，收集漏失量并記錄；然后逐漸緩慢加壓，直到工作液全部漏失為止，記錄最終工作壓力，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2。

[0078]

(3)取一杯6000ml基液，逐步加入20％核桃殼、10％鋸末和5％細(xì)目碳酸鈣并攪拌均勻，加入6％的實(shí)施例1樣品并攪拌均勻。

[0079]

(4)取配制的典型實(shí)施例1工作液2000ml，加入鉆井液用動(dòng)濾失與長裂縫封堵模擬實(shí)驗(yàn)裝置，測試縫寬為2mm，100℃/3.5mpa下封堵性能，收集漏失量并記錄；然后逐漸緩慢加壓，直到工作液全部漏失為止，記錄最終工作壓力，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2。

[0080]

(5)重復(fù)步驟(4)，所不同的是，環(huán)境溫度變?yōu)?50℃和200℃，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

[0081]

表2典型實(shí)施例1封堵2mm縫寬性能測試數(shù)據(jù)

[0082][0083]

測試3：抗溫及封堵性能測試

[0084]

重復(fù)測試2中的測試步驟(3)～步驟(5)，所不同的是：步驟(3)中的“6％典型實(shí)施例1”變?yōu)?％典型實(shí)施例1+4％典型實(shí)施例2；步驟(4)的“2mm縫寬”變?yōu)?mm縫寬。得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。

[0085]

表3實(shí)施例封堵4mm縫寬性能測試數(shù)據(jù)

[0086]

溫度/℃漏失量/ml最終承壓能力/mpa10025732.215023834.220023035.4

[0087]

測試4：抗溫及封堵性能測試

[0088]

重復(fù)測試2中的測試步驟(3)～步驟(5)，所不同的是：步驟(3)中的“6％典型實(shí)施例1”變?yōu)?％典型實(shí)施例1+3％典型實(shí)施例2+4％典型實(shí)施例3；步驟(4)的“2mm縫寬”變?yōu)?mm縫寬。得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4。

[0089]

表4實(shí)施例封堵7mm縫寬性能測試數(shù)據(jù)

[0090]

溫度/℃漏失量/ml最終承壓能力/mpa10023431.215021235.720020936.3

[0091]

測試5：抗溫及封堵性能測試

[0092]

(1)取測試2中6000ml的基液一杯，所不同的是：“6％典型實(shí)施例1”變?yōu)?％典型實(shí)施例1+3％典型實(shí)施例2+3％典型實(shí)施例3+2％典型實(shí)施例4。

[0093]

(2)將配制好的工作液加入高溫老化罐中，在220℃和250℃下熱滾16h，取出涼至室溫。

[0094]

(3)利用單軸壓力試驗(yàn)機(jī)測試熱滾后的堵漏塞單軸抗壓強(qiáng)度，然后逐漸緩慢加壓，直到堵漏塞被破壞，記錄最終工作壓力，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表5。

[0095]

表5超高溫封堵承壓性能測試數(shù)據(jù)

[0096]

溫度/℃最終承壓能力/mpa22043.425045.6

[0097]

當(dāng)然，典型實(shí)施例1～4中僅僅列舉了各個(gè)組分具體數(shù)據(jù)，但在具體實(shí)施過程中，可以根據(jù)需要在各個(gè)組分范圍內(nèi)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，在此不再一一贅述。

[0098]

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，其特征在于按照重量份包括：形狀記憶合金12份～30份、耐溫膨脹樹脂3份～6份、補(bǔ)償收縮膠凝顆粒45份～90份、改性劑1份～2份、粘接劑7份～15份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，其特征在于，所述耐溫膨脹樹脂包括吸水樹脂sap、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂、交聯(lián)聚乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚氨酯中的一種或幾種混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，其特征在于，所述耐溫膨脹樹脂為吸水樹脂sap和有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2、3所述的記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，其特征在于，所述形狀記憶合金包括ti合金、cu合金或fe合金；所述粘接劑包括聚碳酸醋、二水硫酸鈣、葡萄糖酸、檸檬酸、硼酸、烷基磷酸脂、酒石酸或酒石酸鉀中的一種或幾種混合物；所述改性劑包括硫硅酸鈣、乙二胺四甲叉膦酸鈣或乙二胺四甲叉膦酸鈉中的一種或幾種混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，其特征在于，所述補(bǔ)償收縮膠凝顆粒包括硫鋁酸鹽膠凝顆粒、鐵鋁酸鹽膠凝顆粒中的一種或其混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，其特征在于，其特征在于，所述硫鋁酸鹽膠凝顆粒為快硬硫鋁酸鹽水泥、高強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥、自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥或低堿度硫鋁酸鹽水泥中的一種或幾種混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可補(bǔ)償收縮鐵鋁酸鹽膠凝顆粒，其特征在于，所述鐵鋁酸鹽膠凝顆粒為快硬鐵鋁酸鹽水泥、高強(qiáng)鐵鋁酸鹽水泥或自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥中的一種或幾種混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，其特征在于，所述補(bǔ)償收縮膠凝顆粒為膨脹硫鋁酸鹽膠凝顆粒熟料，其重量百分比化學(xué)組成為：34％～38％的cao,26％～32％的al2o3,11％～15％的sio2,12％～16％的so3,3％～4％的fe2o3。9.一種根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑制備方法，其特征在于步驟如下：(1)將絲狀形狀記憶合金常溫下定型直線，對其進(jìn)行中400℃～700℃高溫淬火熱處理，待冷卻至室溫時(shí)纏繞為螺旋狀，或纏繞成同心圓狀；(2)補(bǔ)償收縮膠凝顆粒、改性劑和粘接劑混合均勻后，經(jīng)球磨機(jī)粉磨至比表面積為300～400m2/kg，制成改性的膨脹膠凝顆粒；(3)將0.1～0.2mm粒徑的耐溫膨脹樹脂調(diào)和均勻；(4)在70℃～90℃環(huán)境下，將步驟(1)中的螺旋狀或同心圓狀的形狀記憶合金表面噴涂粘接劑，噴涂均勻后將步驟(3)耐溫膨脹樹脂調(diào)和物噴涂其上，30℃～50℃溫度環(huán)境下養(yǎng)護(hù)1.5-2.5h；(5)將步驟(4)制得的包裹記憶合金耐溫膨脹樹脂表面噴涂涂粘接劑，在步驟(2)制得的改性膨脹膠凝顆粒中滾動(dòng)，表面噴灑質(zhì)量濃度3.25％硫酸鋁水溶液，室溫養(yǎng)護(hù)15-50h，制成球狀或者類球狀記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，粒徑為2mm～20mm可調(diào)。10.一種根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑制備方法，其特征在于步驟如下：(1)將絲狀形狀記憶合金常溫下定型直線，對其進(jìn)行中400℃～700℃高溫淬火熱處理，

待冷卻至室溫時(shí)纏繞為螺旋狀，或纏繞成同心圓狀；(2)補(bǔ)償收縮膠凝顆粒、改性劑和粘接劑混合均勻后，經(jīng)球磨機(jī)粉磨至比表面積為300～400m2/kg，制成改性的膨脹膠凝顆粒；(3)將0.1～0.2mm粒徑的耐溫膨脹樹脂調(diào)和均勻；(4)在70℃～90℃環(huán)境下，將步驟(1)中的螺旋狀或同心圓狀的形狀記憶合金表面噴涂粘接劑，噴涂均勻后將步驟(3)耐溫膨脹樹脂調(diào)和物噴涂其上，30℃～50℃溫度環(huán)境下養(yǎng)護(hù)1.5-2.5h；(5)將步驟(4)制得的包裹記憶合金耐溫膨脹樹脂表面噴涂粘接劑，將第步驟(2)制得的改性膨脹膠凝顆粒噴涂其上，表面噴灑3.25％硫酸鋁水溶液，室溫養(yǎng)護(hù)45-50h，制成片狀記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑，直徑為5～20mm可調(diào)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種記憶合金型溫控剛性膨脹堵漏劑及其制備方法。其重量組分包括：形狀記憶合金12份~30份、耐高溫膨脹樹脂3份~6份、補(bǔ)償收縮膠凝顆粒45份~90份、改性劑1份~2份、粘接劑7份~15份?；谟洃浐辖鹬瞥傻那蛐位蚱瑺顒傂远侣﹦哂醒舆t膨脹性，膨脹量大，自適應(yīng)強(qiáng)；抗壓≥45.6MPa；抗溫≥250℃；易于工業(yè)化制備且性能穩(wěn)定，利于存儲(chǔ)及運(yùn)輸。適應(yīng)于深井超深井大裂縫、溶洞性惡性漏失地層，提高堵漏技術(shù)對高溫高壓下漏失孔道的自適應(yīng)性封堵。術(shù)對高溫高壓下漏失孔道的自適應(yīng)性封堵。

技術(shù)研發(fā)人員：王寶田 楊倩云 陳二丁 袁麗 高素麗 李秀靈 何同興 楊華

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中石化勝利石油工程有限公司 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院

技術(shù)研發(fā)日：2019.12.30

技術(shù)公布日：2021/7/15