CN114163467A - 一种适用于裂缝性漏失地层的水基凝胶固结型堵漏体系及其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油勘探开发中的钻井液堵漏技术领域，公开了一种适用于裂缝性漏失地层的水基凝胶固结型堵漏体系及其制备方法及应用。所述堵漏体系包括温敏凝胶、改性可固化材料、固化剂和水泥组合物，温敏凝胶包括凝胶主剂和有机硅树脂，有机硅树脂具有式(1)所示的结构：R1为H；R2为H或C1‑C3的烷基；R3为H或C1‑C4的烷基；R4为H或C1‑C4的烷基；R5为H或苯环；R6为H或C1‑C4的烷基；R7为H或C1‑C4的烷基；R9与R10各自为苯基或C1‑C4的烷基；该堵漏剂能够承压较高的封堵压力；

Description

一种适用于裂缝性漏失地层的水基凝胶固结型堵漏体系及其 制备方法及应用
技术领域
本发明涉及石油勘探开发中的钻井液堵漏技术领域，具体涉及一种适用于裂缝性漏失地层的水基凝胶固结型堵漏体系及其制备方法及应用。
背景技术
随着世界能源由常规油气勘探转向非常规油气勘探，复杂地层的地质条件和开采规模不断扩大的背景下，井漏成为开发过程中常见的井下复杂情况之一。井漏可能诱发井内压力下降、井壁坍塌、失稳等井下复杂情况。井漏不仅影响钻进速度，还会造成巨大的经济损失，对钻井液要求更为严苛。此外，井漏按照漏失通道类型可分为孔隙性漏失、裂缝性漏失、溶洞性漏失和复合性漏失等四种类型，其中裂缝性漏失是最常见的一种漏失类型，是目前防漏堵漏技术中的热点和难点。
目前针对水基钻井液漏失问题，主要采用随钻堵漏剂、高滤失承压堵漏剂、桥接堵漏剂、水泥浆及凝胶堵漏进行封堵，已取得不少成果，但各类产品的功用和时效各不相同。
CN112480887A公开了一种基于纤维素的温敏型凝胶堵漏剂及其制备方法，不受地层漏失尺寸的影响，交联固化后强度高，承压提高，孔洞和裂缝承压实验压力可达5MPa以上，在较短时间内封堵漏失层，起到较好的防漏堵漏效果。但是该凝胶堵漏剂为基于纤维素的温敏型凝胶，承压强度不如刚性堵漏剂，且组分较多，配置较为繁琐。
CN111117582A公开了一种可控交联型凝胶堵漏剂及其制备方法，本发明提供的可控交联型凝胶堵漏剂的成胶时间可控，能对裂缝发育地层、破碎性地层等复杂漏层进行有效的堵漏。但是该专利是由乙烯基单体和N，N-亚甲基双丙烯酰胺在引发剂的作用下进行反应，形成聚合物主剂，并搭配交联剂形成可控交联凝胶，凝胶整体强度略显不足。
CN112646555A公开了一种裂缝性漏失地层的三级堵漏剂及其制备方法与堵漏方法，包括三级堵漏剂，分别为Ⅰ级堵漏剂、Ⅱ级堵漏剂、Ⅲ级堵漏剂，但是该堵漏剂在使用过程中，适用范围相对较窄。此外，并未将三种堵漏剂结合起来，施工时间相对较长，步骤较为繁琐。
由于各类堵漏剂自身存在许多问题：(1)桥塞堵漏材料主要依靠的是堆积作用形成的暂堵层，承压能力不足；(2)化学材料主要依靠聚合物的交联反应性能凝胶实现封堵漏失地层，可调节范围广，触变性能好。化学材料成本较高，对于小规模的裂缝有极好的封堵能力，但是随着裂缝尺度增加，则无法发挥真正的效果；(3)水泥浆其本身抗污染能力极弱，在与钻井液混杂后容易影响其封堵性能，水泥浆封堵具有较高的承压强度，但是水泥固化时间难以精确控制，在漏失层裂缝的驻留能力较差。
因此，研究和开发一种堵漏剂具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的单一堵漏剂存在的承压能力不足、凝胶堵漏剂强度不够以及水泥滞留能力差的缺陷问题，针对凝胶堵漏剂化学材料成本较高，无机堵漏材料固化时间难以精确控制，抗水侵能力差等一系列问题，提供一种一种适用于裂缝性漏失地层的水基凝胶固结型堵漏体系及其制备方法及应用，该堵漏剂能够承压较高的封堵压力。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种有机硅树脂，其中，所述有机硅树脂具有式(1)所示的结构：
Figure BDA0003340426640000031
其中，在式(1)中，R1为H；R2为H或C1-C3的烷基；R3为H或C1-C4的烷基；R4为H或C1-C4的烷基；R5为H或苯环；R6为H或C1-C4的烷基；R7为H或C1-C4的烷基；R9与R10相同或不同，各自为苯基或C1-C4的烷基。
本发明第二方面提供了一种前述所述的有机硅树脂的制备方法，其中，所述的制备方法包括：
(Y1)将醇、酸和第一水进行第一接触，得到混合溶液A；
(Y2)将含硅类单体、烯类单体和第二水进行第二接触，得到混合溶液B；
(Y3)在含有酯类过氧化物引发剂、交联剂和第三水存在的条件下，将所述混合溶液A和所述混合溶液B接触进行反应，并将得到的产物经沉淀离析、洗涤、干燥、研磨处理，得到有机硅树脂。
本发明第三方面提供了一种有机硅树脂胶囊，所述有机硅树脂胶囊包括内核以及包覆在所述内核外部的外壳，其中，所述内核为前述所述的有机硅树脂。
本发明第四方面提供了一种前述所述的有机硅树脂胶囊的制备方法，其中，所述的制备方法包括：
(J1)将含有第一单体的甲苯溶液与含有第二单体的水溶液接触进行反应，得到预聚物溶液；其中，所述第一单体选自三羟甲基丙烷、三羟甲基十一烷和三羟甲基氨基甲烷中的一种或多种；所述第二单体选自甲苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和1,3-丙烷二异氰酸酷中的一种或多种；
(J2)将高分子材料、交联剂、水溶性粘合剂和水接触，得到混合溶液C；
(J3)将有机硅树脂与含有乳化剂的油相接触，得到混合溶液D；
(J4)在搅拌条件下，将所述混合溶液D与所述混合溶液C进行接触，得到水包油乳状液；
(J5)将所述预聚物溶液滴加到所述水包油乳状液中进行反应，并将反应产物经抽滤、洗涤和干燥处理，得到有机硅树脂胶囊。
本发明第五方面提供了一种温敏凝胶，其特征在于，所述温敏凝胶包括凝胶主剂和交联剂，其中，所述交联剂为前述所述的有机硅树脂或者前述所述的有机硅树脂胶囊。
本发明第六方面提供了一种改性可固化材料，其中，所述改性可固化材料具有式(2)所示的结构：
Figure BDA0003340426640000041
其中，R8和R11相同或不同，各自为CH3CH2OH、CH2OH或CH3CH3CH3CH2OH。
本发明第七方面提供了一种前述所述的改性可固化材料的制备方法，其中，所述的制备方法包括：
(K1)将可固化材料、改性助剂与水接触，得到混合溶液E；
(K2)将所述混合溶液E、含有单体A、单体B的碱性溶液与含有表面活性剂的醇溶液接触进行反应，得到改性可固化材料；
其中，所述单体A选自羟基苯、氯苯和苯甲酸中的一种或多种；所述单体B选自呋喃甲醛、反-2-己烯醛和三甲基庚烯醛中的一种或多种。
本发明第八方面提供了一种水基凝胶固结型堵漏体系，其中，所述堵漏体系包括前述所述的温敏凝胶、前述所述的改性可固化材料、固化剂和水泥组合物。
本发明第九方面提供了一种前述所述的堵漏体系在裂缝性漏失地层中的应用。
通过上述技术方案，本发明具有如下优点：
(1)本发明提供的温敏凝胶的结构和性能随着温度从低温到高温进行变化，并且，温敏凝胶中的交联剂能通过双键作为桥基把聚合物分子交联起来，使其固化。此外，交联剂为多层复合胶囊外壳所包裹，以此来控制凝胶的凝固时间。
(2)本发明提供的可固化材料表面接枝来引入多个羟基，能够提高复合凝胶堵漏剂的强度。
(3)本发明提供的堵漏剂能够降低了堵漏材料的成本，提高凝胶抗温能力以及固结后的强度，有效封堵地层。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明第一方面提供了一种有机硅树脂，其中，所述有机硅树脂具有式(1)所示的结构：
Figure BDA0003340426640000061
其中，在式(1)中，R1为H；R2为H或C1-C3的烷基；R3为H或C1-C4的烷基；R4为H或C1-C4的烷基；R5为H或苯环；R6为H或C1-C4的烷基；R7为H或C1-C4的烷基；R9与R10相同或不同，各自为苯基或C1-C4的烷基。
本发明的发明人意外发现：所述有机硅树脂中的烷基侧链易发生热氧化降解，与末端羟基可以发生反应，硅氧烷交联，引入硅氧烷链段，形成含si-o-si键构成的主链结构聚合物，由于硅氧烷键具有优异的物理化学性质，使得有机硅树脂表现出优异热稳定性能；另外，在分子链中引入苯环，在接枝苯环结构与聚合物发生反应，形成链段上镶嵌结构，形成了以si-o-si与苯环为骨架的有机硅树脂，来进一步提高有机硅树脂的热稳定性能，以及能够增加有机硅树脂链段的刚性以及耐温性能。
进一步，本发明中的温敏凝胶聚合物在低温时，大分子上的亲水基团和水分子之间存在氢键作用，分子间内部相互作用于分子氢键结合形成复杂的三级结构，分子结构具有螺旋状。温度升高，其胶束分子螺旋之间的距离随之缩短，稠度上升。交联剂中存在较高反应活性双键的含甲基丙烯酰氧基丙基官能团，通过双键作为桥基把聚合物分子交联起来，使其固化。此外，交联剂为多层复合胶囊外壳所包裹，以此来控制凝胶的凝固时间。
进一步，通过在可固化材料表面接枝多个羟基，与水分子形成氢键，增大作用力，提高复合凝胶堵漏剂的强度。此外，固化剂为中温固化剂与高温固化剂的复合，采用多级固化的原因是分梯度固化有利于提高堵漏浆的稠度，减少凝胶溶液的漏失量。
更进一步，将改性可固化材料与温敏凝胶相混溶，能够增加凝胶的强度及耐温性能，并搭配水泥固化，改性可固化材料与温敏凝胶、水泥表面氧原子形成氢键作用，形成水基凝胶固结型堵漏体系。
根据本发明，优选情况下，R1、R2和R5各自为H，R3、R4、R6和R7各自为CH3；R9与R10相同或不同，各自为苯基或CH3。
本发明第二方面提供了一种前述所述的有机硅树脂的制备方法，其中，所述的制备方法包括：
(Y1)将醇、酸和第一水进行第一接触，得到混合溶液A；
(Y2)将含硅类单体、烯类单体和第二水进行第二接触，得到混合溶液B；
(Y3)在含有酯类过氧化物引发剂、交联剂和第三水存在的条件下，将所述混合溶液A和所述混合溶液B接触进行反应，并将得到的产物经沉淀离析、洗涤、干燥、研磨处理，得到有机硅树脂。
根据本发明，所述醇优选为乙醇，所述酸优选为乙酸。
根据本发明，所述含硅类单体选自正硅酸甲酯、三乙氧基甲基硅烷、二甲氧基二苯基硅烷和三甲氧基硅烷中的一种或多种。
根据本发明，所述烯类单体选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或多种。
根据本发明，所述酯类过氧化物引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯和/或过氧化叔戊酸叔丁基酯。
根据本发明，所述交联剂为过氧化双2，4一二氯苯甲酰、a-甲基苯乙烯以及二甲基丙烯酸乙二醇酯。
在本发明中，所述水优选为去离子水；所述乙醇为无水乙醇。
根据本发明，在步骤(Y1)中，优选情况下，按照一定浓度配比将无水乙醇及盐酸与盛在容器中的去离子水进行第一接触，搅拌均匀，得到混合溶液A；其中，所述第一接触的条件包括：首先加入一定量的去离子水和盐酸，将混合物在室温下搅拌，加入一部分无水乙醇。其中，搅拌速率为100-300r/min，搅拌时间为3-4h。
根据本发明，在步骤(Y2)中，按照一定浓度配比，分别称取一定质量的有机硅类及烯类单体，与盛在三口烧瓶中的去离子水进行第二接触，对三口烧瓶中的混合溶液持续搅拌，放入水浴锅中，调制45-60℃，持续搅拌30-60min，得到混合溶液B。
根据本发明，在步骤(Y3)中，可以先称取适量的酯类过氧化物引发剂放入盛有去离子水的容器中，持续搅拌15min，得到引发剂溶液。然后，将混合溶液A加入混合溶液B中，调成反应温度为85-135℃，优选为90-135℃，并对混合溶液持续搅拌，加入引发剂溶液，反应为4-6h，优选为2-6h结束，得到高温有机交联剂，去除产物上的盐酸溶液，调节pH为中性，最后经沉淀离析、洗涤、干燥、研磨得到粉末状固相交联剂。其中，干燥条件是60-80℃下真空干燥12-24h；研磨转速为20000-25000r/min，时间为3-5min，要求分散均匀成粉状，无结块。
根据本发明，相对于100重量份的水，所述醇的用量为10-20重量份，所述酸的用量为5-10重量份。
根据本发明，相对于100重量份的第二水，所述含硅类单体的用量为30-50重量份，所述烯类单体的用量为20-30重量份。
根据本发明，相对于100重量份的第三水，所述酯类过氧化物引发剂的用量为3-5重量份，所述交联剂交联剂的用量为5-10重量份。
本发明第三方面提供了一种有机硅树脂胶囊，所述有机硅树脂胶囊包括内核以及包覆在所述内核外部的外壳，其中，所述内核为前述所述的有机硅树脂。
根据本发明，将有机硅树脂制作成微胶囊颗粒。微胶囊主要构成为由芯材构成的内核和由壁材构成的外壳，即，在胶囊内部的材料为芯材，包裹材料为壁材。其中，有机硅树脂为粉末状，直接使用不溶于水，充当芯材。微胶囊壁材是热塑性的，温度升高使得壁材软化、破裂释放出芯材物质。
根据本发明，所述外壳为聚氨酯微胶囊外壳，所述外壳的壁材为聚氨酯。
根据本发明，可按照地层温度调整囊壁材料的厚度来调整缓释时间，搅拌速度8000-12000r/min时，可形成厚度为1-10μm的外壳，优选为1-5μm厚的外壳，如需增加壳的厚度，可降低搅拌速度。
根据本发明，所述外壳的分解温度为80-140℃，优选为100-120℃。在本发明中，还可以通过调整胶囊材料的浓度(例如，外壳的厚度)，来提高对囊芯的包覆率，以此来提高壁面材料的热分解速度。
本发明第四方面提供了一种前述所述的有机硅树脂胶囊的制备方法，其中，所述的制备方法包括：
(J1)将含有第一单体的甲苯溶液与含有第二单体的水溶液接触进行反应，得到预聚物溶液；其中，所述第一单体选自三羟甲基丙烷、三羟甲基十一烷和三羟甲基氨基甲烷中的一种或多种；所述第二单体选自甲苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和1,3-丙烷二异氰酸酷中的一种或多种；
(J2)将高分子材料、交联剂、水溶性粘合剂和水接触，得到混合溶液C；
(J3)将有机硅树脂与含有乳化剂的油相接触，得到混合溶液D；
(J4)在搅拌条件下，将所述混合溶液D与所述混合溶液C进行接触，得到水包油乳状液；
(J5)将所述预聚物溶液滴加到所述水包油乳状液中进行反应，并将反应产物经抽滤、洗涤和干燥处理，得到有机硅树脂胶囊。
根据本发明，在步骤(J1)中，将一定量的第一单体加入装有适量甲苯溶液当中，加入一定量的第二单体的水溶液，调节溶液的pH值为3-5，调整温度在80-95℃油浴加热，通入氮气，反应3-5h，至反应完成，得到预聚物溶液，降至室温。
根据本发明，在步骤(J2)中，称取适量的高分子材料与盛在容器中的适量去离子水接触，加入交联剂与水溶性粘合剂，升温至85-90℃，按照1500-3000r/min的转速下搅拌1-3h，充分溶解后降至室温，得到混合溶液C。
根据本发明，所述高分子材料选自淀粉、明胶和蛋白质中的一种或多种；所述交联剂选自二乙烯基苯、间二羟基苯和丙烯酸羟乙酯中的中的一种或多种；所述水溶性粘合剂选自糊精、聚乙烯醇和羧甲基纤维素中的一种或多种。
根据本发明，相对于100重量份的水，所述第一单体与所述第二单体的总用量为40-60重量份，所述高分子材料的用量为3-5重量份，所述交联剂的用量为6-8重量份，所述水溶性粘合剂用量为4-6重量份。
根据本发明，所述第一单体与所述第二单体的用量的重量比为1：(2-4)，优选为1：2。
根据本发明，在步骤(J3)中，称取一定量的乳化剂溶解在适量的油相中，然后在搅拌的条件下加入一定量的芯材物质有机硅树脂，调节水浴温度为50-80℃，1000-3000r/min搅拌乳化1-2h，得到混合溶液D。
根据本发明，所述乳化剂选自山梨醇酐单油酸酯、失水山梨醇单油酸酯和十二烷基酚聚氧乙烯醚(op-10)中的一种或多种。
根据本发明，所述油相选自柴油或白油，柴油优选为0#柴油。油相在水相中的乳化分散是很重要的环节，影响乳化分散的一个很重要因素为搅拌，搅拌速度越快，形成的液滴粒径越小。
根据本发明，在步骤(J3)中，相对于100重量份的所述第一单体与所述第二单体的总重量，所述有机硅树脂的用量为30-50重量粉、所述乳化剂的用量为3-7重量粉、所述油相的用量为150-200重量份。
根据本发明，在步骤(J4)中，将混合溶液D添加到混合溶液C当中与混合溶液C进行接触，优选情况下，在高速搅拌条件下，搅拌速率为10000-15000r/min条件下，搅拌时间为30-60min，更优选情况下，高速搅拌速率为10000r/min，搅拌时间为60min，搅拌得到水包油乳状液。
根据本发明，在步骤(J5)中，将预聚物溶液逐渐滴加到芯材水包油乳化液中，按照1500-3500r/min的转速下搅拌，反应3-5h，整个过程中水浴温度为30-40℃之间，反应产物经过抽滤，洗涤，真空干燥24-48h得到胶囊材料。
本发明第五方面提供了一种温敏凝胶，其中，所述温敏凝胶包括凝胶主剂和交联剂，其中，所述交联剂为前述所述的有机硅树脂或者前述所述的有机硅树脂胶囊。
根据本发明，所述凝胶主剂与所述交联剂的含量的重量比为(40-60)：(1-5)；优选为(50-60)：1。
根据本发明，所述凝胶主剂选自茁霉胶α-葡聚糖、环珊瑚精及β-1,3-葡聚糖中的一种或多种，优选为β-1,3-葡聚糖。
根据本发明，温敏凝胶的交联剂为耐高温交联剂，其中制备方法如上述所示，其中交联剂被温敏性胶囊外壳所包裹，外壳厚度为1-40μm，降解温度范围可按照地层温度调整，交联剂在胶囊内部。
本发明第六方面提供了一种改性可固化材料，其中，所述改性可固化材料具有式(2)所示的结构：
Figure BDA0003340426640000121
其中，R8和R11相同或不同，各自为CH3CH2OH、CH2OH或CH3CH3CH3CH2OH。
根据本发明的一种优选的具体实施方式，所述改性可固化材料具有式(4)所示的结构：
Figure BDA0003340426640000122
根据本发明的另一种优选的具体实施方式，所述改性可固化材料具有式(5)所示的结构：
Figure BDA0003340426640000123
在本发明中，可固化材料虽然为亲水性的，但是与凝胶、水泥之间结合相对较差，为了使其可以与凝胶、水泥更好的结合，将可固化材料表面接枝多个羟基，与水分子形成氢键，增大作用力，提高复合凝胶堵漏剂的强度。
本发明第七方面提供了一种前述所述的改性可固化材料的制备方法，其中，所述的制备方法包括：
(K1)将可固化材料、改性助剂与水接触，得到混合溶液E；
(K2)将所述混合溶液E、含有单体A、单体B的碱性溶液与含有表面活性剂的醇溶液接触进行反应，得到改性可固化材料；
其中，所述单体A选自羟基苯、氯苯和苯甲酸中的一种或多种；所述单体B选自呋喃甲醛、反-2-己烯醛和三甲基庚烯醛中的一种或多种。
可固化材料表面接枝反应机理为：单体A在碱性条件下，形成酚氧负离子，接着在其邻对位上发生取代反应，碱性介质中形成的羟甲基比较稳定，与过量的单体B醛类反应生成二羟甲基酚、三羟甲基酚。羟甲基之间的缩合反应，可在材料表面引入多个羟基。此外，表面活性长链烷烃分子的加入，使得可固化材料粒子产生空间排斥作用，提高可固化材料在后续分子聚合中的结合作用，使其可以与水凝胶以及水泥更好的相容。
根据本发明，在步骤(K1)中，所述可固化材料选自三聚氰胺甲醛树脂、聚乙烯亚胺树脂和聚酰胺环氧氯丙烷树脂中的一种或多种；所述改性助剂选自氮有机化合物、有机胺和有机酸酐类化合物中的一种或多种；所述含氮有机化合物选自2,2-二甲基-4-硝基戊烷、硝基苯以及β-硝基萘中的一种；所述有机胺选自六亚甲基四胺、间苯二胺以及间硝基苯胺中的一种；所述有机酸酐类化合物选自苯酐、乙酸酐以及铬酸酐中的一种。
根据本发明，所述表面活性选自γ氨丙基三乙氧基硅烷、丁二烯铝酸盐和铁酸酯中的一种或多种。
根据本发明，在步骤(K1)中，首先将一定量的可固化材料放入盛有去离子水的容器中，并加入适量改性助剂，升温至60-80℃，1500-3000r/min的转速下搅拌1-2h，混合均匀，得到混合溶液E。
根据本发明，在步骤(K2)中，称取一定量的表面活性剂放入盛有一定量的无水乙醇中，按照1000-3000r/min的转速下搅拌1-3h，混合均匀；将单体A和单体B放入盛有氢氧化钠溶液的容器中，充分搅拌，得到单体混合溶液；将混合溶液E和单体混合溶液加入到表面活性剂溶液中，1000-3000r/min的转速下搅拌，升温至40-80℃，超声分散30-60min，然后向溶液中通入N2，反应5-8h，得到改性可固化材料。
根据本发明，相对于100重量份的水，所述可固化材料的用量为18-50份，所述改性助剂的用量为3-5重量份，所述单体A的用量为20-40重量份，所述单体B的用量为40-60重量份，所述表面活性剂的用量为5-10重量份，所述醇的用量为12-40重量份。
本发明第八方面提供了一种水基凝胶固结型堵漏体系，其中，所述堵漏体系包括前述所述的温敏凝胶、前述所述的改性可固化材料、固化剂和水泥组合物。
根据本发明，所述固化剂包括中温固化剂和高温固化剂，其中，所述中温固化剂的固化温度为50-100℃，所述高温固化剂的固化温度为101-150℃；另外，所述中温固化剂和所述高温固化剂的用量的重量比为1:(1.5-2)。采用中温固化剂与高温固化剂相结合可实现分梯度固化，在初期有利于提高复合凝胶堵漏剂的稠度，减少凝胶溶液的漏失量。随着地层温度升高，凝胶堵漏剂稠度逐渐变大，高温固化剂开始参与聚合反应，由于中温固化剂的作用，缩短了高温固化剂的固化周期，提高了复合凝胶堵漏剂的强度。
根据本发明，所述中温固化剂选自脂环族多胺、叔胺和三氟化硼络合物中的一种或多种，优选为脂环族多胺；所述高温固化剂为芳香族多胺和/或酸酐以酰肼，优选为酰肼。
另外，在本发明中，相对于100重量份的水，所述温敏凝胶的用量为40-60重量份，所述改性可固化材料的用量为15-35重量份，所述固化剂的用量为8-20重量份，所述水泥组合物的用量为20-40重量份；优选地，相对于100重量份的水，所述温敏凝胶的用量为40-50重量份，所述改性可固化材料的用量为15-25重量份，所述固化剂的用量为9-15重量份，所述水泥组合物的用量为25-35重量份。
根据本发明，所述水泥组合物含有水泥、乳化剂、惰性材料、降失水剂、缓凝剂、减轻剂和悬浮稳定剂中的一种或多种。
根据本发明，所述水泥选自硅酸盐水泥、超细水泥和氯镁氧水泥中的一种或多种，优选为超细水泥；所述乳化剂选自聚氧丙烯醚、环氧丙烷嵌段共聚物和多元醇脂肪酸酯中的一种或多种，优选为聚氧丙烯醚；所述惰性材料选自核桃壳、纤维和沥青中的一种或多种，优选为核桃壳；所述降失水剂选自乙烯吡啶、乙烯磺酸盐和羟乙基丙烯酸中的一种或多种，优选为乙烯吡啶；所述缓凝剂选自糖钙、柠檬酸和木质磺酸盐中的一种或多种，优选为柠檬酸；所述减轻剂选自粉煤灰、微珠和膨润土中的一种或多种，优选为微珠；所述悬浮稳定剂选自羧甲基纤维素、海藻酸钠和偏硅酸钠中的一种或多种，优选为偏硅酸钠。
另外，在本发明中，相对于100重量份的水，所述水泥的用量为10-40重量份，所述乳化剂的用量为0-7重量份，所述惰性材料的用量为3-10重量份，所述降失水剂的用量为2-8重量份，所述缓凝剂的用量为2-8重量份，所述减轻剂的用量为1-7重量份，所述悬浮稳定剂的用量为3-7重量％。
优选情况下，相对于100重量份的水，所述水泥的用量为10-30重量份，所述乳化剂的用量为1-6重量份，所述惰性材料的用量为3-6重量份，所述降失水剂的用量为2-5重量份，所述缓凝剂的用量为3-6重量份，所述减轻剂的用量为2-5重量份，所述悬浮稳定剂的用量为3-5重量份。
本发明第九方面提供了一种前述所述的堵漏剂在裂缝性漏失地层中的应用。
根据本发明，所述裂缝性漏失为由裂缝性地层引起的漏失，其中，所述裂缝性地层包括：漏失速度为20-50m3/h，温度为80-140℃，裂缝宽度1-3mm。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例中所用的原料如无特殊说明，均为常规材料，可市购获得。
测试仪器为高温高压驱替装置，具体操作步骤为：采用模拟裂缝堵漏试验分别测试所制备的水基凝胶固结型堵漏体系分散液的最大承压封堵压力：利用高温高压动态堵漏评价装置，打开高温高压动态堵漏评价装置的加热开关，在温控仪上设置地层温度，模拟地层温度条件；向装有钢柱裂缝岩心模型的岩心夹持器中分别注入上述水基凝胶固结型堵漏体系分散液，水基凝胶固结型堵漏体系分散液进入裂缝岩心模型，注入体积为定值，注入完毕后，开启恒流泵，缓慢向岩心夹持器中注入钻井液，实时记录注入压力，直至钻井液从岩心夹持器出口端流出，表明裂缝中的水基凝胶固结型堵漏体系分散液封堵层被突破，测得的最高压力值即为水基凝胶固结型堵漏体系分散液的最大承压封堵压力。
制备例1
本制备例在于说明本发明的有机硅树脂的制备。
(Y1)将3重量份乙醇、3重量份盐酸和重量份水进行第一接触，在室温下按照转速为300r/min搅拌3h，搅拌均匀，得到混合溶液A；
(Y2)将30重量份正硅酸甲酯、20重量份甲基丙烯酸羟丙酯和100重量份水进行第二接触，与盛在三口烧瓶中的去离子水进行第二接触，对三口烧瓶中的混合溶液持续搅拌，放入水浴锅中，调制45℃，持续搅拌45min，得到混合溶液B；
(Y3)先称取4重量份的过氧化苯甲酸叔丁酯与8重量份的过氧化双2，4一二氯苯甲酰倒入盛有100重量份去离子水的容器中，持续搅拌15min，得到引发剂溶液。然后，将混合溶液A加入混合溶液B中，调成反应温度为95℃，并对混合溶液持续搅拌，加入引发剂溶液，反应6h结束，得到高温有机交联剂，去除产物上的盐酸溶液，调节pH为中性，最后经沉淀离析、洗涤、在70℃干燥20h、在研磨转速为25000r/min条件下研磨4min，得到粉末状固相交联剂。
结果制备得到的有机硅树脂的结构式为：
Figure BDA0003340426640000171
制备例2
本制备例在于说明本发明的有机硅树脂的制备。
(Y1)将3重量份乙醇、3重量份盐酸和30重量份水进行第一接触，在室温下按照转速为300r/min搅拌3h，搅拌均匀，得到混合溶液A；
(Y2)将30重量份正硅酸甲酯、10重量份甲基丙烯酸羟丙酯和100重量份水进行第二接触，与盛在三口烧瓶中的去离子水进行第二接触，对三口烧瓶中的混合溶液持续搅拌，放入水浴锅中，调制45℃，持续搅拌45min，得到混合溶液B；
(Y3)先称取4重量份的过氧化苯甲酸叔丁酯与8重量份的二甲基丙烯酸乙二醇酯放入盛有100重量份去离子水的容器中，持续搅拌15min，得到引发剂溶液。然后，将混合溶液A加入混合溶液B中，调成反应温度为95℃，并对混合溶液持续搅拌，加入引发剂溶液，反应6h结束，得到高温有机交联剂，去除产物上的盐酸溶液，调节pH为中性，最后经沉淀离析、洗涤、在80℃干燥12h、在研磨转速为20000r/min条件下研磨5min，得到粉末状固相交联剂。
结果制备得到的有机硅树脂的结构式为：
Figure BDA0003340426640000181
制备例3
本制备例在于说明本发明的改性可固化材料的制备。
(K1)首先将18重量份的三聚氰胺甲醛树脂放入盛有100重量份的去离子水的容器中，并加入3重量份有机胺类间苯二胺，升温至65℃，1500r/min的转速下搅拌1h，混合均匀，得到混合溶液E；
(K2)称取6重量份表面活性剂γ氨丙基三乙氧基硅烷放入盛有12重量份的无水乙醇中，按照1000r/min的转速下搅拌1-3h，混合均匀，得到γ氨丙基三乙氧基硅烷溶液；
将20重量份单体A羟基苯和40重量份单体B三甲基庚烯醛放入盛有氢氧化钠溶液的容器中，充分搅拌，得到单体混合溶液；
将混合溶液E和单体混合溶液加入到γ氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，1500r/min的转速下搅拌，升温至80℃，超声分散60min，然后向溶液中通入N2，反应6h，得到改性可固化材料。
结果制备得到的改性可固化材料的结构式为：
Figure BDA0003340426640000191
制备例4
本制备例在于说明本发明的改性可固化材料的制备。
(K1)首先将18重量份的聚酰胺环氧氯丙烷树脂放入盛有100重量份的去离子水的容器中，并加入3重量份间苯二胺，升温至65℃，1500r/min的转速下搅拌1h，混合均匀，得到混合溶液E；
(K2)称取6重量份表面活性剂γ氨丙基三乙氧基硅烷放入盛有12重量份的无水乙醇中，按照1000r/min的转速下搅拌1-3h，混合均匀，得到γ氨丙基三乙氧基硅烷溶液；
将20重量份单体A羟基苯和20重量份单体B三甲基庚烯醛放入盛有氢氧化钠溶液的容器中，充分搅拌，得到单体混合溶液；
将混合溶液E和单体混合溶液加入到γ氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，1500r/min的转速下搅拌，升温至80℃，超声分散60min，然后向溶液中通入N2，反应6h，得到改性可固化材料。
结果制备得到的改性可固化材料的结构式为：
Figure BDA0003340426640000201
制备例5
本制备例在于说明有机硅树脂胶囊的制备。
(J1)将16重量份的第一单体三羟甲基氨基甲烷加入装有甲苯中，加入34重量份的第二单体苯二亚甲基二异氰酸酯的水溶液，调节溶液的pH值为4，调整温度在95℃油浴加热，通入氮气，反应5h，至反应完成，得到预聚物溶液；降至室温备用；
(J2)称取5重量份的高分子材料明胶与盛在容器中的100重量份的去离子水接触，加入6重量份的交联剂二乙烯基苯与5重量份水溶性粘合剂羧甲基纤维素，升温至85℃，按照2500r/min的转速下搅拌2h，充分溶解后降至室温，得到混合溶液C；
(J3)称取2重量份的乳化剂失水山梨醇单油酸酯溶解在100重量份的油相白油中，然后在搅拌的条件下加入25重量份的芯材物质有机硅树脂，其中，有机硅树脂为制备例1制备得到；调节水浴温度为80℃，2000r/min搅拌乳化2h，得到混合溶液D；
(J4)在搅拌条件下，将所述混合溶液D与所述混合溶液C进行接触，高速搅拌在10000r/min下60min，得到水包油乳状液；
(J5)将预聚物溶液逐渐滴加到芯材水包油乳化液中，按照2500r/min的转速下搅拌，反应4h，整个过程中水浴温度为35℃之间，反应产物经过抽滤，洗涤，真空干燥48h得到胶囊材料。
实施例1
本实施例在于说明本发明的水基凝胶固结型堵漏体系的制备。
裂缝性地层的漏失速度在40m3/h，地层温度为100℃。
包括如下重量份的原料组成，
温敏凝胶：温敏凝胶主剂β-1,3-葡聚糖为50重量份，制备例1制备的有机硅树脂交联剂为3份；
改性可固化材料：制备例3制备的改性可固化材料为20重量份；
复配固化剂：中温固化剂脂环族多胺与高温固化剂酰肼比例为1:1.5，胶囊外壳分解温度为90℃，分别占3重量份和4.5重量份；
水泥部分：100重量份的水，乳化剂聚氧丙烯醚占3重量份，水泥超细水泥占20重量份，惰性材料核桃壳占5重量份，降失水剂乙烯吡啶占3重量份，缓凝剂柠檬酸占5重量份，减轻剂微珠占4重量份，悬浮稳定剂偏硅酸钠占3重量份。
(1)将温敏凝胶主剂，加入盛有100重量份的去离子水的容器中，放置在磁力搅拌器上，按照1500r/min的转速下搅拌1h，得到混合溶液A；
(2)将交联剂被温敏型胶囊外壳所包裹，外壳厚度为2μm，所述外壳的壁材为聚氨酯微胶囊外壳，外壳的分解温度为80℃，将温敏型胶囊放入混合溶液A中，搅拌速率2000r/min持续搅拌，得到混合溶液B；
(3)将改性可固化材料及复配固化剂，放入装有80重量份的去离子水的容器中，按照2000r/min转速，搅拌15min，得到混合溶液C；
(4)将无机固化主剂水泥、惰性材料、降失水剂、缓凝剂、减轻剂以及悬浮稳定剂，按照一定顺序加入到水溶液D中，按照3000r/min转速，持续搅拌1h，得到混合溶液E；
(5)将盐水Nacl水溶液加入混合溶液A中持续搅拌，与混合溶液C以及混合溶液E持续搅拌1h，得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，注入高温高压驱替装置，实时记录注入压力，直至钻井液从岩心夹持器出口端流出，表明裂缝中的水基凝胶固结型堵漏体系分散液封堵层被突破，测得的最高压力值即为水基凝胶固结型堵漏体系分散液的最大承压封堵压力，结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
实施例2
本实施例在于说明本发明的水基凝胶固结型堵漏体系的制备。
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：改变温敏凝胶组分含量，其余不变。
具体地，温敏凝胶包括如下重量份的原料组成：
温敏凝胶：温敏凝胶主剂β-1,3-葡聚糖为40重量份，制备例1制备的有机硅树脂交联剂为3份；
改性可固化材料：制备例3制备的改性可固化材料为20重量份；
固化剂：中温固化剂脂环族多胺与高温固化剂酰肼比例为1:1.5，胶囊外壳分解温度为90℃，分别占3重量份和4.5重量份；
水泥部分：100重量份的水，乳化剂聚氧丙烯醚占3重量份，水泥超细水泥占20重量份，惰性材料核桃壳占5重量份，降失水剂乙烯吡啶占3重量份，缓凝剂柠檬酸占5重量份，减轻剂微珠占4重量份，悬浮稳定剂偏硅酸钠占3重量份。
(1)将温敏凝胶主剂，加入盛有100重量份的去离子水的容器中，放置在磁力搅拌器上，按照1500r/min的转速下搅拌1h，得到混合溶液A；
(2)将交联剂被温敏型胶囊外壳所包裹，外壳厚度为2μm，所述外壳的壁材为聚氨酯微胶囊外壳，外壳的分解温度为80℃，将温敏型胶囊放入混合溶液A中，搅拌速率2000r/min持续搅拌，得到混合溶液B；
(3)将可固化材料及复配固化剂，放入装有80重量份的去离子水的容器中，按照2000r/min转速，搅拌15min，得到混合溶液C；
(4)将无机固化主剂水泥、惰性材料、降失水剂、缓凝剂、减轻剂以及悬浮稳定剂，按照一定顺序加入到水溶液D中，按照3000r/min转速，持续搅拌1h，得到混合溶液E；
(5)将盐水Nacl水溶液加入混合溶液A中持续搅拌，与混合溶液C以及混合溶液E持续搅拌1h，得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，注入高温高压驱替装置，实时记录注入压力，直至钻井液从岩心夹持器出口端流出，表明裂缝中的水基凝胶固结型堵漏体系分散液封堵层被突破，测得的最高压力值即为水基凝胶固结型堵漏体系分散液的最大承压封堵压力，结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
实施例3
本实施例在于说明本发明的水基凝胶固结型堵漏体系的制备。
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：改变温敏凝胶组分含量，其余不变。
具体地，温敏凝胶包括如下重量份的原料组成：
温敏凝胶：温敏凝胶主剂β-1,3-葡聚糖为60重量份，制备例1制备的有机硅树脂交联剂为3份；
改性可固化材料：制备例3制备的改性可固化材料为20重量份；
固化剂：中温固化剂脂环族多胺与高温固化剂酰肼比例为1:1.5，胶囊外壳分解温度为90℃，分别占3重量份和4.5重量份；
水泥部分：100重量份的水，乳化剂聚氧丙烯醚占3重量份，水泥超细水泥占20重量份，惰性材料核桃壳占5重量份，降失水剂乙烯吡啶占3重量份，缓凝剂柠檬酸占5重量份，减轻剂微珠占4重量份，悬浮稳定剂偏硅酸钠占3重量份。
(1)将温敏凝胶主剂，加入盛有50重量份的去离子水的容器中，放置在磁力搅拌器上，按照1500r/min的转速下搅拌1h，得到混合溶液A；
(2)将交联剂被温敏型胶囊外壳所包裹，外壳厚度为2μm，所述外壳的壁材为聚氨酯微胶囊外壳，外壳的分解温度为80℃，将温敏型胶囊放入混合溶液A中，搅拌速率2000r/min持续搅拌，得到混合溶液B；
(3)将可固化材料及复配固化剂，放入装有80重量份的去离子水的容器中，按照2000r/min转速，搅拌15min，得到混合溶液C；
(4)将无机固化主剂水泥、惰性材料、降失水剂、缓凝剂、减轻剂以及悬浮稳定剂，按照一定顺序加入到水溶液D中，按照3000r/min转速，持续搅拌1h，得到混合溶液E；
(5)将盐水Nacl水溶液加入混合溶液A中持续搅拌，与混合溶液C以及混合溶液E持续搅拌1h，得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，注入高温高压驱替装置，实时记录注入压力，直至钻井液从岩心夹持器出口端流出，表明裂缝中的水基凝胶固结型堵漏体系分散液封堵层被突破，测得的最高压力值即为水基凝胶固结型堵漏体系分散液的最大承压封堵压力，结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
实施例4
本实施例在于说明本发明的水基凝胶固结型堵漏体系的制备。
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：制备例3制备的改性可固化材料份数为10份。
得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，测试结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
实施例5
本实施例在于说明本发明的水基凝胶固结型堵漏体系的制备。
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：交联剂为制备例2制备的有机硅树脂交联剂。
得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，测试结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
实施例6
本实施例在于说明本发明的水基凝胶固结型堵漏体系的制备。
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：改性可固化材料为制备例4制备的改性可固化材料。
得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，测试结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
实施例7
本实施例在于说明本发明的水基凝胶固结型堵漏体系的制备。
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：制备例3制备的改性可固化材料重量份为15份。
得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，测试结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
实施例8
本实施例在于说明本发明的水基凝胶固结型堵漏体系的制备。
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：水泥重量份为10份。
得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，测试结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
实施例9
本实施例在于说明本发明的水基凝胶固结型堵漏体系的制备。
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：采用制备例5制备的有机硅树脂胶囊。
得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，测试结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
对比例1
裂缝性地层的漏失速度在40m3/h，地层温度为100℃。
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：没有改性可固化材料；即，去掉改性可固化材料在两者之间的衔接作用，对比例1中为水基凝胶固结体系中不存在改性可固化材料，在水基凝胶固结型堵漏体系中去掉改性可固化材料。
得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，测试结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
对比例2
裂缝性地层的漏失速度在40m3/h，地层温度为100℃。
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：将“改性可固化材料”替换为“可固化材料”；即，添加的可固化材料为未接枝状态，对比例2中为未对可固化材料进行改性，水基凝胶固结体系中存在可固化材料，但并未对其表面接枝改性。
得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，测试结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
对比例3
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：
将“制备例1制备的交联剂”替换为“N-N亚甲基双丙烯酰胺”，即，没有采用本发明制备的有机硅树脂。
得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，测试结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
对比例4
按照与实施例1相同的方法制备水基凝胶固结型堵漏体系，所不同之处在于：胶囊外壳分解温度为60℃，外壳厚度为10μm，所述外壳的壁材为聚氨酯微胶囊外壳。
得到最终的水基凝胶固结型堵漏体系，测试结果如表1所示；以及水基凝胶固结型堵漏体系的凝胶强度如表2所示。
对比例5
本对比例中仅使用无机堵漏材料进行裂缝封堵，其中，无机堵漏材料为超细水泥。测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003340426640000271
Figure BDA0003340426640000281
通过表1的结果可以看出，本发明中水基凝胶固结型堵漏体系在封堵裂缝性地层中具有良好的承压封堵能力。
表2
Figure BDA0003340426640000282
通过表2的结果可以看出：本发明中水基凝胶固结型堵漏体系中的实施例1-9具有良好的凝胶强度，其中，实施例1中的凝胶强度在4h内时为9.3MPa。对比例1中未添加改性可固化材料，凝胶与水泥两者之间的衔接作用，凝胶强度在初始阶段较低，4h后凝胶强度达到5.3MPa。对比例2中添加的可固化材料为未接枝状态，初始阶段，相比于对比例1，凝胶初始强度增加为3.7MPa，4h后凝胶强度达到6.2MPa。对比例4中，胶囊外壳分解温度为80℃，外壳厚度为10μm，相比于实施例1，微胶囊外壳厚度增加，分解速度变慢，造成初始阶段凝胶强度降低，1h凝胶强度为3.5MPa。4h后凝胶强度达到最大值为6.7MPa。对比例5中仅使用单独的无机封堵材料对裂缝进行封堵，造成凝胶强度降低，4h后凝胶强度达到4.5MPa。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种有机硅树脂，其特征在于，所述有机硅树脂具有式(1)所示的结构：
Figure FDA0003340426630000011
其中，在式(1)中，R1为H；R2为H或C1-C3的烷基；R3为H或C1-C4的烷基；R4为H或C1-C4的烷基；R5为H或苯环；R6为H或C1-C4的烷基；R7为H或C1-C4的烷基；R9与R10相同或不同，各自为苯基或C1-C4的烷基。
2.根据权利要求1所述的有机硅树脂，其中，R1、R2和R5各自为H，R3、R4、R6和R7各自为CH3；R9与R10相同或不同，各自为苯基或CH3。
3.一种权利要求1或2所述的有机硅树脂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：
(Y1)将醇、酸和第一水进行第一接触，得到混合溶液A；
(Y2)将含硅类单体、烯类单体和第二水进行第二接触，得到混合溶液B；
(Y3)在含有酯类过氧化物引发剂、交联剂和第三水存在的条件下，将所述混合溶液A和所述混合溶液B接触进行反应，并将得到的产物经沉淀离析、洗涤、干燥、研磨处理，得到有机硅树脂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述含硅类单体选自正硅酸甲酯、三乙氧基甲基硅烷、二甲氧基二苯基硅烷和三甲氧基硅烷中的一种或多种；
和/或，所述烯类单体选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和N-羟甲基丙烯酰胺中的一种或多种；
和/或，所述酯类过氧化物引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯和/或过氧化叔戊酸叔丁基酯；
和/或，相对于100重量份的第一水，所述醇的用量为10-20重量份，所述酸的用量为5-10重量份；
和/或，所述交联剂为过氧化双2，4一二氯苯甲酰、a-甲基苯乙烯以及二甲基丙烯酸乙二醇酯；
和/或，相对于100重量份的第二水，所述含硅类单体的用量为30-50重量份，所述烯类单体的用量为20-30重量份；
和/或，相对于100重量份的第三水，所述酯类过氧化物引发剂的用量为3-5重量份，所述交联剂的用量为8-10重量份。
5.一种有机硅树脂胶囊，所述有机硅树脂胶囊包括内核以及包覆在所述内核外部的外壳，其特征在于，所述内核为权利要求1或2所述的有机硅树脂。
6.根据权利要求5所述的有机硅树脂胶囊，其中，所述外壳为聚氨酯微胶囊外壳；
和/或，所述外壳的厚度为1-10μm，优选为1-5μm；
和/或，所述外壳的分解温度为80-140℃。
7.一种权利要求5或6所述的有机硅树脂胶囊的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：
(J1)将含有第一单体的甲苯溶液与含有第二单体的水溶液接触进行反应，得到预聚物溶液；其中，所述第一单体选自三羟甲基丙烷、三羟甲基十一烷和三羟甲基氨基甲烷中的一种或多种；所述第二单体选自甲苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和1,3-丙烷二异氰酸酷中的一种或多种；
(J2)将高分子材料、交联剂、水溶性粘合剂和水接触，得到混合溶液C；
(J3)将有机硅树脂与含有乳化剂的油相接触，得到混合溶液D；
(J4)在搅拌条件下，将所述混合溶液D与所述混合溶液C进行接触，得到水包油乳状液；
(J5)将所述预聚物溶液滴加到所述水包油乳状液中进行反应，并将反应产物经抽滤、洗涤和干燥处理，得到有机硅树脂胶囊。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述高分子材料选自淀粉、明胶和蛋白质中的一种或多种；
和/或，所述交联剂选自二乙烯基苯、间二羟基苯和丙烯酸羟乙酯中的中的一种或多种；
和/或，所述水溶性粘合剂选自糊精、聚乙烯醇和羧甲基纤维素中的一种或多种；
和/或，所述乳化剂选自山梨醇酐单油酸酯、失水山梨醇单油酸酯和十二烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；
和/或，所述油相选自柴油或白油。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述第一单体与所述第二单体的用量的重量比为1：(2-4)；
和/或，相对于100重量份的水，所述第一单体与所述第二单体的总用量为40-60重量份，所述高分子材料的用量为3-5重量份，所述交联剂的用量为6-8重量份，所述水溶性粘合剂用量为4-6重量份；
和/或，相对于100重量份的所述第一单体与所述第二单体的总重量，所述有机硅树脂的用量为30-50重量份、所述乳化剂的用量为3-7重量份、所述油相的用量为150-200重量份。
10.一种温敏凝胶，其特征在于，所述温敏凝胶包括凝胶主剂和交联剂，其中，所述交联剂为权利要求1或2所述的有机硅树脂或者权利要求5或6所述的有机硅树脂胶囊。
11.根据权利要求10所述的温敏凝胶，其中，所述凝胶主剂与所述交联剂的含量的重量比为(40-60)：(1-5)；优选为(50-60)：1；
和/或，所述凝胶主剂选自茁霉胶α-葡聚糖、环珊瑚精和β-1,3-葡聚糖中的一种或多种。
12.一种改性可固化材料，其特征在于，所述改性可固化材料具有式(2)或式(3)所示的结构：
Figure FDA0003340426630000041
Figure FDA0003340426630000051
其中，R8和R11相同或不同，各自为CH3CH2OH、CH2OH或CH3CH3CH3CH2OH。
13.一种权利要求11或12所述的改性可固化材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：
(K1)将可固化材料、改性助剂与水接触，得到混合溶液E；
(K2)将所述混合溶液E、含有单体A、单体B的碱性溶液与含有表面活性剂的醇溶液接触进行反应，得到改性可固化材料；
其中，所述单体A选自羟基苯、氯苯和苯甲酸中的一种或多种；所述单体B选自呋喃甲醛、反-2-己烯醛和三甲基庚烯醛中的一种或多种。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其中，所述可固化材料选自三聚氰胺甲醛树脂、聚乙烯亚胺树脂和聚酰胺环氧氯丙烷树脂中的一种或多种；
和/或，所述改性助剂选自氮有机化合物、有机胺和有机酸酐类化合物中的一种或多种；
和/或，所述表面活性选自γ氨丙基三乙氧基硅烷、丁二烯铝酸盐和铁酸酯中的一种或多种；
和/或，相对于100重量份的水，所述可固化材料的用量为18-50重量份，所述改性助剂的用量为3-5重量份，所述单体A的用量为20-40重量份，所述单体B的用量为40-60重量份，所述表面活性剂的用量为5-10重量份，所述醇的用量为12-40重量份。
15.一种水基凝胶固结型堵漏体系，其特征在于，所述堵漏体系包括权利要求10或11所述的温敏凝胶、权利要求12所述的改性可固化材料、固化剂和水泥组合物。
16.根据权利要求15所述的堵漏体系，其中，所述固化剂包括中温固化剂和高温固化剂，其中，所述中温固化剂的固化温度为50-100℃，所述高温固化剂的固化温度为101-150℃；
和/或，所述中温固化剂选自脂环族多胺、叔胺和三氟化硼络合物中的一种或多种，所述高温固化剂为芳香族多胺和/或酸酐以酰肼；
和/或，相对于100重量份的水，所述温敏凝胶的含量为40-60重量份，所述改性可固化材料的含量为15-35重量份，所述固化剂的含量为8-20重量份，所述水泥组合物的含量为20-40重量份；
和/或，所述水泥组合物含有水泥、乳化剂、惰性材料、降失水剂、缓凝剂、减轻剂和悬浮稳定剂中的一种或多种。
17.一种权利要求15或16所述的堵漏体系在裂缝性漏失地层中的应用。
CN202111306347.5A 2021-11-05 2021-11-05 一种适用于裂缝性漏失地层的水基凝胶固结型堵漏体系及其制备方法及应用 Pending CN114163467A (zh)

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