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1、10申请公布号CN103468231A43申请公布日20131225CN103468231ACN103468231A21申请号201310398432822申请日20130904C09K8/467200601E21B33/1620060171申请人西安石油大学地址710065陕西省西安市电子二路东段18号申请人克拉玛依市创拓有限责任公司72发明人杨振杰吕志贤刘善广许波梅露强姜晓强74专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人段俊涛54发明名称一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂及其制备和应用57摘要一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂，由100130重量份的活性矿物和0270重量份的硅烷偶联剂组成。
2、，所述活性矿物是矿渣、粉煤灰、水泥或者煤矸石，硅烷偶联剂为KH560和KH570；本发明还提供了所述自修复剂的制备和应用，本发明通过硅烷偶联剂，对活性矿物进行包覆，在活性矿物表面形成防水保护膜，使活性矿物的活性成为潜在的活性，在固井水泥浆体系中不参与水化反应，只有在其表面膜因固井水泥环损伤而发生破坏时，才开始水化反应，形成水化产物对水泥环损伤部位进行自动修复，对保证油气井的使用寿命和开采安全性意义重大。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页10申请公布号CN103468231ACN103468231A1/1页21一种硅烷偶。
3、联剂包覆型自修复剂，其特征在于，由100130重量份的活性矿物和0270重量份的硅烷偶联剂组成。2根据权利要求1所述的硅烷偶联剂包覆型自修复剂，其特征在于，所述活性矿物是矿渣、粉煤灰、水泥或者煤矸石。3根据权利要求2所述的硅烷偶联剂包覆型自修复剂，其特征在于，所述水泥为普通水泥或者油井水泥。4根据权利要求1所述的硅烷偶联剂包覆型自修复剂，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为KH560和KH570。5制备权利要求1所述硅烷偶联剂包覆型自修复剂的方法，包括如下步骤步骤1将活性矿物放入固体搅拌机中，保持搅拌器转速300010000转/分进行搅拌，过程中将所述硅烷偶联剂直接喷洒在活性矿物上并搅拌混合，维持1。
4、040MIN；步骤2将步骤1得到的混合物放入固体粉碎搅拌机中，保持转速300010000转/分粉碎搅拌1040MIN。6根据权利要求1所述硅烷偶联剂包覆型自修复剂的应用，其特征在于，在配制固井水泥浆时，将所述自修复剂按照油井水泥量的530的比例加入固井水泥浆体系中，加入方式是先将所述自修复剂与油井水泥进行预混合，然后通过水泥浆配制系统配制成固井水泥浆，固井水泥浆注入封固井段后凝固形成固井水泥环。权利要求书CN103468231A1/4页3一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂及其制备和应用技术领域0001本发明属于石油钻井固井技术领域，特别涉及一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂及其制备和应用。背景技术0002。
5、油气井固井水泥环和建筑上的水泥基材料一样是一种易收缩的脆性材料，再加上各种试井、测试、投产、生产作业和地层条件的影响，使套管和水泥环受到温度、压力等各种因素大幅度变化的影响和井下各种酸性流体（如二氧化碳、硫化氢等）的腐蚀，不可避免地会在水泥环内部产生微裂缝，在固井水泥环与地层井壁的胶结界面产生微间隙，或使水泥环孔隙度增大，造成油气井固井水泥环损伤。0003油气井固井水泥环一旦发生损伤，就会对其封隔性能产生破坏，形成井下地层流体的窜流通道，造成层间封隔失效和套管保护功能的失效，引起油层套管损害、油气井含水升高、热采井窜气和地下油气水分布混乱、破坏油气层、地下天然气和有毒气体泄露等一系列严重的开发。
6、问题。0004解决油气井固井水泥环损伤问题的基本方法是采用成本昂贵的挤水泥大修井修复方法和化学堵漏修复方法，但成功率低，许多损伤井的修复作业需要进行23次，有的井在施工过程中就发生事故，修复后的油气井往往在很短时间内又可能出现问题，需要重新修复。每年各油田投入的大修井资金达数十亿元。0005硅烷偶联剂，化学名称为3缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，是一种环氧官能团硅烷。硅烷偶联剂主要用途是00061用来改善有机材料和无机材料表面的粘接性能，如玻璃钢中的玻璃纤维和塑料、橡胶、油漆、涂料中的硅质填料等材料的处理，还用于粘接剂中以增加粘接性能，它所适应的树脂包括环氧、酚醛、三聚氰胺、聚硫化物聚氨酯、聚。
7、苯烯等。00072提高无机填料底材和树脂的粘合力，从而提高复合材料的机械性能、电气性能，并且在湿态下有较提高的保持率。00083此产品作为无机填料表面处理剂，广泛应用于陶土、玻璃微珠、滑石粉、硅灰石、白炭黑、石英、铝粉、铁粉。0009由此可见，硅烷偶联剂没有在固井水泥浆体系中的应用，而在其它领域应用中，多是强调其提高粘合力，未提及自修复功效。发明内容0010为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂及其制备和应用，将该自修复剂作为固井水泥浆体系的一种材料加入固井液中，与油井水泥等材料一起凝固形成固井水泥环；正常情况下，自修复剂不参与固井水泥浆的水化反应，而一旦。
8、固井水泥环发生损伤，自修复剂能够激活自身活性，通过水化反应对损伤部位进行自动修复，从而避免或减少昂贵的修井作业，保证油气井的耐久性和开采安全性；具说明书CN103468231A2/4页4有与固井水泥浆融合性好，对固井水泥环损伤（微裂缝和微间隙）自修复效果好，制造成本低，不污染环境的特点。0011为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是0012一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂，由100130重量份的活性矿物和0270重量份的硅烷偶联剂组成。0013所述活性矿物是矿渣、粉煤灰、水泥或者煤矸石。0014所述水泥为普通水泥或者油井水泥。0015所述的硅烷偶联剂为KH560（缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷）。
9、和KH570（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷）。0016本发明还提供了制备所述硅烷偶联剂包覆型自修复剂的方法，包括如下步骤0017步骤1将活性矿物放入固体搅拌机中，保持搅拌器转速300010000转/分进行搅拌，过程中将所述硅烷偶联剂直接喷洒在活性矿物上并搅拌混合，维持1040MIN；0018步骤2将步骤1得到的混合物放入固体粉碎搅拌机中，保持转速300010000转/分粉碎搅拌1040MIN。0019所述自修复剂可用于油气井固井水泥环的自修复，在配制固井水泥浆时，将所述自修复剂按照油井水泥量的530的比例加入固井水泥浆体系中，加入方式是先将所述自修复剂与油井水泥进行预混合，然后通过水泥浆配制。
10、系统配制成固井水泥浆，固井水泥浆注入封固井段后凝固形成固井水泥环。0020本发明应用硅烷偶联剂，对活性矿物进行包覆，在活性矿物表面形成防水保护膜，使活性矿物的活性成为潜在的活性，在固井水泥浆体系中不参与水化反应。只有在其表面膜因固井水泥环损伤而发生破坏时，才开始水化反应，形成水化产物对水泥环损伤部位进行自动修复。0021与现有技术相比，本发明的自修复剂在固井水泥浆体系中能够提高水泥环的增韧抗裂性能，更重要的是对水泥环的损伤能够起到自修复作用。本发明通过硅烷偶联剂对活性矿物表面进行包覆处理，在活性矿物颗粒表面形成防水保护层，使活性矿物由显性活性转变为潜在活性。硅烷偶联剂包覆型自修复剂加入固井水泥。
11、浆体系后，能够在水泥环发生损伤时，启动水化反应，形成水化产物修复损伤部位，实现固井水泥环的自动修复，对保证油气井的使用寿命和开采安全性意义重大。具体实施方式0022下面结合实施例详细说明本发明的实施方式。0023实施例一0024一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂，由100重量份的矿渣和10重量份的硅烷偶联剂KH560组成，矿渣的主要作用是构成自修复剂的潜在活性，一旦表面包覆的防水层破坏，就能够与固井水泥环的氢氧化钙晶体和其他未水化产物发生水化反应修复水泥环损伤部位。0025该自修复剂的制备方法，包括如下步骤00261将矿渣放入固体搅拌机高速固体搅拌机、V型固体搅拌机等中，保持搅拌器转速4000转/分。
12、搅拌，将硅烷偶联剂KH560直接喷洒在矿渣上并搅拌混合30MIN。说明书CN103468231A3/4页500272将步骤1得到的混合物放入固体粉碎搅拌机中，保持转速40000转/分粉碎搅拌30MIN。0028实施例二0029一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂，由100重量份的矿渣和20重量份的硅烷偶联剂KH560组成，矿渣的主要作用是构成自修复剂的潜在活性，一旦表面包覆的防水层破坏，就能够与固井水泥环的氢氧化钙晶体和其他未水化产物发生水化反应修复水泥环损伤部位。0030该自修复剂的制备方法，包括如下步骤00311将矿渣放入固体搅拌机高速固体搅拌机、V型固体搅拌机等中，保持搅拌器转速4000转/分搅。
13、拌，将硅烷偶联剂KH560直接喷洒在矿渣上并搅拌混合30MIN。00322将步骤1得到的混合物放入固体粉碎搅拌机中，保持转速40000转/分粉碎搅拌30MIN。0033实施例三0034一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂，由100重量份的矿渣和30重量份的硅烷偶联剂KH570组成，矿渣的主要作用是构成自修复剂的潜在活性，一旦表面包覆的防水层破坏，就能够与固井水泥环的氢氧化钙晶体和其他未水化产物发生水化反应修复水泥环损伤部位。0035一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂的制备方法，包括如下步骤00361将矿渣放入固体搅拌机高速固体搅拌机、V型固体搅拌机等中，保持搅拌器转速4000转/分搅拌，将硅烷偶联剂KH57。
14、0直接喷洒在矿渣上并搅拌混合30MIN。00372将步骤1得到的混合物放入固体粉碎搅拌机中，保持转速40000转/分粉碎搅拌30MIN。0038实施例四0039一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂，由100重量份的矿渣和60重量份的硅烷偶联剂KH570组成，矿渣的主要作用是构成自修复剂的潜在活性，一旦表面包覆的防水层破坏，就能够与固井水泥环的氢氧化钙晶体和其他未水化产物发生水化反应修复水泥环损伤部位。0040该自修复剂的制备方法，包括如下步骤00411将矿渣放入固体搅拌机高速固体搅拌机、V型固体搅拌机等中，保持搅拌器转速4000转/分搅拌，将硅烷偶联剂KH570直接喷洒在矿渣上并搅拌混合30MIN。0。
15、0422将步骤1得到的混合物放入固体粉碎搅拌机中，保持转速40000转/分粉碎搅拌30MIN。0043实施例五0044一种硅烷偶联剂包覆型自修复剂，由100重量份的G级油井水泥和20重量份的硅烷偶联剂KH560组成，G级油井水泥的主要作用是构成自修复剂的潜在活性，一旦表面包覆的防水层破坏，就能够与固井水泥环的氢氧化钙晶体和其他未水化产物发生水化反应修复水泥环损伤部位。0045该自修复剂的制备方法，包括如下步骤00461将G级油井水泥放入固体搅拌机高速固体搅拌机、V型固体搅拌机等中，保说明书CN103468231A4/4页6持搅拌器转速4000转/分搅拌，将硅烷偶联剂KH560直接喷洒在G级油井。
16、水泥上并搅拌混合30MIN。00472将步骤1得到的混合物放入固体粉碎搅拌机中，保持转速40000转/分粉碎搅拌30MIN。0048以上几个实施例中的自修复剂可用于油气井固井水泥环的自修复，主要用于修复因油气井固井水泥环损伤而形成的微裂缝和微间隙，保证固井水泥环封固的有效性和耐久性。使用的具体方法是在配制固井水泥浆时，在原有配方的基础上将所述自修复剂按照油井水泥加量的530的比例加入固井水泥浆体系中。加入方式是先将所述的自修复剂与油井水泥进行预混合，然后通过水泥浆配制系统配制成固井水泥浆。固井水泥浆被注入封固井段后，自修复剂与油井水泥和固井添加剂等材料一起凝固形成固井水泥环。说明书CN103468231A。