本發明涉及地質鉆探及石油鉆井堵漏作業領域，具體涉及一種可吸水膨脹堵漏劑。
背景技術：
井漏問題是制約石油與地質勘探開發的主要技術難點，目前，國內外最常使用的堵漏技術主要以橋塞堵漏技術為主，但這類堵漏技術主要存在如下的一些缺陷，其一：地層的裂縫開度往往無法準確掌握，在選擇材料粒度、濃度時多依靠現場經驗，往往容易發生重復漏失，造成人力、物力、財力的巨大損失；其二，堵漏材料自身的膨脹性較差或不具備膨脹性，在外力作用下不易在裂縫內形成穩定的堵塞；其三：堵漏材料的可變形性較差，容易在裂縫面上堵塞，不能深入地層內部堵塞。針對上述這些堵漏缺陷，膨脹堵漏劑獲得較大發展空間。
中國專利(zl201110047689.x)公布了一種可控膨脹堵漏劑及其制備方法，該發明以丙烯酸和丙烯酰胺為單體，將溶液ph調至9-11后加入交聯劑和引發劑，在40-60℃下攪拌，反應50-150min得樣品，最后采用石蠟包覆，經干燥、碾碎后得產品。該發明重點在于研究膨脹堵漏劑的可控，同時所得堵漏劑具有一定可變形性和強度，但是該堵漏劑采用的化工產品對環境不夠友好，且制作成本較高。
申請號201310667534.5的公開文件公布了一種可持續膨脹性堵漏劑，該堵漏劑包含50～70wt％的架橋劑、10～20wt％的填塞劑、1～5wt％的纖維狀材料和10～15wt％的延遲膨脹凝膠材料，在一定時間內可持續膨脹，能提高堵漏效果和地層的承壓能力，但該發明采用的是延遲膨脹凝膠材料，用量較大(10～15wt％)、成本較高，且架橋劑、填塞劑推薦使用任意比，沒有考慮級配和濃度配比問題，容易造成材料浪費和堵漏成功率低。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，針對現有膨脹堵漏材料存在的上述不足，提供一種可吸水膨脹堵漏劑，在該堵漏劑合成及使用過程中考慮了不同裂縫開度下，堵漏劑的不同組分方式，同時考慮惰性材料的粒度級配和濃度，減少材料浪費；堵漏成功率高，對環境友好。
本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：
一種可吸水膨脹堵漏劑，堵漏劑的各組分原料按照重量份數，由如下比重混合而成：
上述堵漏劑的組分在混合時，使用中和劑與單體中和，使得單體中和度為70％；反應溫度：50～55℃，反應時間：30～60min，各組分原料經混合均勻、反應完全后干燥，于120℃下烘干、粉碎后即得堵漏劑。
按上述方案，所述堵漏劑還包括重量份數為3～20份的惰性材料，惰性材料在堵漏劑合成時添加或合成后添加。
按上述方案，所述惰性材料為5～50目核桃殼、10～60目云母，以及6～13mm聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維和聚氨酯纖維中的一種或多種。
按上述方案，所述烘干、粉碎后得到的堵漏劑采用綠色植物膠囊包覆處理，綠色植物膠囊為天然海藻植物經弱酸破碎、浸漬、分離后提取的海藻多糖制成，無任何膠質及重金屬成分，每20～30g堵漏劑采用0.1g綠色植物膠囊包覆(以滿足膨脹時間可控要求)。
按上述方案，所述單體為丙烯酸(aa)與丙烯酰胺(am)，丙烯酸與丙烯酰胺的質量比為3:1。
按上述方案，所述引發劑為過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉溶液。
按上述方案，所述交聯劑為n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺。
按上述方案，所述膨潤土為建平鈉土和/或濰坊鈉土。
按上述方案，所述中和劑為氫氧化鈉溶液。
與現有技術相比，本發明具有的有益效果是：
1、該堵漏劑針對不同的裂縫開度，適應性強，對小裂縫(縫寬1～2mm)堵漏劑可采用綠色植物膠囊包覆后直接使用，對較大裂縫(縫寬3～5mm)不需要包覆，但需復配一定粒度級配和濃度的惰性材料使用，此時膨脹堵漏劑加量少、堵漏成功率高，當然也可以根據具體情況包覆處理；
2、堵漏劑采用綠色植物膠囊包覆，該綠色植物膠囊是天然的海藻植物經弱酸破碎、浸漬、分離后提取的海藻多糖制成的，其來源廣，相比對比文件zl201110047689.x采用的石蠟包覆，對環境友好；
3、該堵漏劑合成及使用過程中考慮了惰性材料的級配和濃度，提高了堵漏的科學性，減少了材料浪費；
4、該堵漏劑具有一定的可變形性和強度，吸水倍數80～160，能針對不同裂縫開度，在漏失地層形成穩定可靠的堵塞，提高鉆井效率；可提高地層堵漏效果和地層的承壓能力，降低井漏的損失。
具體實施方式
為了更好的理解本發明，下面結合多個實施例對本發明的內容作進一步闡述。
性能評價
1、堵漏劑吸水膨脹性能
堵漏劑吸水膨脹性能評價采用如下方法，稱取質量為m1的堵漏劑于燒杯中，用自來水或生理鹽水浸泡使其完全吸水，達到飽和后過篩，靜置1h后進行多次稱量保證濾去多余液體，稱量吸水凝膠的質量m2，堵漏劑的吸水倍數q＝(m2-m1)/m1。
2、裂縫性漏失堵漏性能
裂縫性漏失堵漏性能實驗采用jhb型堵漏材料試驗裝置，該試驗裝置含有1～5mm不銹鋼縫板，可用來模擬不同的裂縫開度，其測試方法為將配置好的堵漏漿液(堵漏漿液由堵漏劑和基漿組成，基漿為4000ml清水)倒入jhb型堵漏材料試驗裝置，接通加壓管線，測試堵漏漿液的承壓封堵性能。
實施例1
本發明可吸水膨脹堵漏劑為鉆井作業用的吸水型膨脹堵漏劑，其原料配比按如下重量份數混合而成：
丙烯酸與丙烯酰胺單體為30份，建平土為15份，n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺為0.06份，過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉溶液為0.30份，氫氧化鈉溶液為40份，使用中和劑與單體中和后的單體中和度為70％，反應完全得到產物后，每20～30g反應后的產物采用0.1g(體積約為20ml)綠色植物膠囊包覆，得到最后的堵漏劑。
對實施例1所得堵漏劑進行了實驗測試，實驗結果表明：上述可吸水膨脹堵漏劑的吸水倍數為120，采用綠色植物膠囊包覆后，常溫無攪拌情況下20～30min可破碎，常溫攪拌情況下12～15min左右破碎，可滿足現場可控要求。在水基鉆井液中分散性能良好，裂縫性漏失堵漏性能使用jhb型高溫高壓堵漏儀評價，表現為：1～1.5％該堵漏劑(堵漏劑的百分比相對于堵漏漿液)對1mm縫板承壓能力3mpa、2～3％該堵漏劑對2mm縫板承壓能力3.5mpa，堵漏過程中濾失量很小，裂口處膠結致密，能夠快速封堵裂縫。
實施例2
丙烯酸與丙烯酰胺單體為35份，濰坊土為20份，n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺為0.07份，過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉溶液為0.35份，氫氧化鈉溶液為40份，使用中和劑與單體中和后的單體中和度為70％，反應完全得到產物后，每20～30g反應后的產物采用0.1g(體積約為20ml)綠色植物膠囊包覆，得到最后的堵漏劑。
對實施例2所得堵漏劑進行了實驗測試，實驗結果表明：上述可吸水膨脹堵漏劑的吸水倍數為160，采用綠色植物膠囊包覆后，常溫無攪拌情況下20～30min可破碎，常溫攪拌情況下12～15min左右破碎，可滿足現場可控要求。在水基鉆井液中分散性能良好，裂縫性漏失堵漏性能使用jhb型高溫高壓堵漏儀評價，表現為：0.8～1.5％該堵漏劑對1mm縫板承壓能力3mpa、1.5～2.5％該堵漏劑對2mm縫板承壓能力3mpa，堵漏過程中濾失量很小，裂口處膠結致密，能夠快速封堵裂縫。
實施例3
丙烯酸與丙烯酰胺單體為35份，濰坊土為20份，n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺為0.07份，過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉溶液為0.35份，氫氧化鈉溶液為40份，使用中和劑與單體中和后的單體中和度為70％，惰性材料為20份，惰性材料為核桃殼(16～40目，40目與其它目數質量比為3:1)、聚丙烯纖維(13mm)，核桃殼與聚丙烯纖維質量比為2:1。反應完全得到產物后，每20～30g反應后的產物采用0.1g(體積約為20ml)綠色植物膠囊包覆，得到最后的堵漏劑。
對實施例3所得堵漏劑進行實驗測試，實驗結果表明：上述可吸水膨脹堵漏劑的吸水倍數為80，采用綠色植物膠囊包覆后，常溫無攪拌情況下20～30min可破碎，常溫攪拌情況下12～15min左右破碎，可滿足現場可控要求。在水基鉆井液中分散性能良好，裂縫性漏失堵漏性能使用jhb型高溫高壓堵漏儀評價，表現為：0.8～1％該堵漏劑對1～2mm縫板承壓能力4mpa、2～2.5％該堵漏劑對2～4mm縫板承壓能力3mpa，堵漏過程中濾失量很小，裂口處膠結致密，能夠快速封堵裂。
實施例4
丙烯酸與丙烯酰胺單體為30份，建平土為15份，n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺為0.06份，過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉溶液為0.30份，氫氧化鈉溶液為40份，使用中和劑與單體中和后的單體中和度為70％，均勻混合得到產物后，不進行包覆，再復配惰性材料：核桃殼(10～14目，14目與其它目數質量比為3:1)、云母(20～40目，40目與其它目數質量比為3:1)，其中惰性材料總加量為基漿的4％，核桃殼與云母質量比為2:2。
上述堵漏劑承壓堵漏時，堵漏劑加量少，對實施例4所得堵漏劑進行實驗測試，實驗結果表明：上述可吸水膨脹堵漏劑的吸水倍數為120，在水基鉆井液中分散性能良好，裂縫性漏失堵漏性能使用jhb型高溫高壓堵漏儀評價，表現為：0.3～0.5％該堵漏劑對3mm縫板承壓能力5mpa，堵漏過程中濾失量很小，裂口處膠結致密，能夠快速封堵裂縫。
實施例5
丙烯酸與丙烯酰胺單體為30份，建平土為15份，n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺為0.06份，過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉溶液為0.30份，氫氧化鈉溶液為40份，使用中和劑與單體中和后的單體中和度為70％，均勻混合得到產物后，不進行包覆，再復配惰性材料：核桃殼(5～8目，8目與其它目數質量比3:1)、云母(10～40目，40目與其它目數質量比3:1)、聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維和聚氨酯纖維中的一種或多種(6～13mm)，其中惰性材料總加量為基漿的3.7％，核桃殼、云母以及聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維和聚氨酯纖維中的一種或多種的質量比為2:1.5:0.2(考慮惰性材料的粒度級配和濃度配比)。
上述堵漏劑承壓堵漏時，堵漏劑加量少，對所得堵漏劑進行了實驗測試，實驗結果表明：上述可吸水膨脹堵漏劑的吸水倍數為120，在水基鉆井液中分散性能良好，裂縫性漏失堵漏性能使用jhb型高溫高壓堵漏儀評價，表現為：0.5～0.8％該堵漏劑對5mm縫板承壓5mpa，堵漏過程中濾失量很小，裂口處膠結致密，能夠快速封堵裂縫。
實施例1和2用來說明不采用惰性材料時，堵漏劑的堵漏性能。實施例3用來說明堵漏劑合成時考慮了惰性材料的粒度級配和濃度配比。實施例4和5用來說明堵漏劑合成后考慮惰性材料的粒度級配和濃度配比，此時膨脹堵漏劑加量少，成本低，且堵漏成功率高。
以上內容是對本發明所做的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所述技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，上述設計的原理都應當屬于本發明的保護范圍。