本发明属于石油勘探开发，具体涉及油气田钻完井，特别涉及钻井过程中的一种堵漏用黏附性水凝胶及应用。
背景技术：
1、钻井过程中的井漏现象是限制钻井作业的难题之一。当发生井漏时，常常会伴随钻井液大量漏失、地层二次伤害、钻井周期延长等情况，并且还可能诱发井塌、井喷、卡钻等重大安全事故。针对井下漏失现象，可根据漏失类型选择不同的堵漏材料。常规堵漏材料可分为桥接堵漏剂、水泥浆堵漏剂、聚合物凝胶堵漏剂和复合堵漏剂等。其中聚合物凝胶堵漏剂是一种高含水量的软材料，可适用于渗透型及裂缝型漏失通道。在成胶前，聚合物凝胶呈现出流动态，可通过压差作用进入漏层裂缝，随着地层温度作用，分子间发生交联，逐渐形成高强度、不流动的胶凝体，并成功封堵裂缝。
2、聚合物凝胶堵漏材料的封堵性能取决于凝胶本身的强度及凝胶本体和岩石之间的界面粘接。弱的界面黏附会使凝胶与岩石表面发生滑脱，同时地层的高温作用也会破坏凝胶与岩石表面的相互作用，导致封堵失败。因此，提高堵漏凝胶的表面黏附性是解决该问题的方法之一。除此之外，聚合物堵漏凝胶还常作为构建复合堵漏材料的基体，需要能够支撑其他增强材料，并实现可控的成胶时间。
3、综上，针对以上问题，需要研究一种新型用于堵漏的黏附性聚合物水凝胶及其制备方法，实现与岩石间产生黏附作用，并能很好地悬浮支撑其他增强材料，防止沉降，保持入井液具有较低的黏度，且成胶后的强度高的特点，提高钻井堵漏的成功率。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种堵漏用黏附性水凝胶及其制备方法和应用，以提高堵漏剂的表面黏附性和耐温、耐盐性，并很好地悬浮支撑其他增强材料，提高钻井堵漏的成功率。
2、本发明提供的堵漏用黏附性水凝胶，其合成原料组分包括：丙烯酰胺6.81~17.34质量份，功能化单体2.65~13.19质量份，且丙烯酰胺和功能化单体的总质量份为20质量份，交联剂0.02~0.1质量份，引发剂0.02~0.2质量份，黏附性调节剂0.05~1.0质量份，增黏用聚合物0.1~0.5质量份，增强剂0.12~5.5质量份；纯水60~180质量份。
3、所述功能化单体为丙烯酸、衣康酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、 n-羟乙基丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、（3-丙烯酰胺丙基）三甲基氯化铵中的至少一种。
4、进一步地，所述交联剂为 n, n-亚甲基双丙烯酰胺、 n, n-亚甲基双甲基丙烯酰胺、 n, n-乙烯基双丙烯酰胺中的一种。
5、进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲基 n-2-羟丁基丙酰胺、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。
6、进一步地，所述ph调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐中的一种。
7、进一步地，所述黏附性调节剂为盐酸多巴胺、单宁酸、没食子酸中的一种。
8、进一步地，所述增黏用聚合物为聚丙烯酰胺，其分子量为1500万。
9、进一步地，所述增强剂为皂土、粘土、纳米二氧化硅中的一种或其组合。
10、所述黏附性水凝胶的基本化学结构如下：
11、
12、该结构由共价键相连而成，其中，r基团为功能化单体对应的取代基团。除此之外，在水凝胶网络中还有黏附性调节剂与增强剂。黏附性调节剂中大多含有多酚结构，能与凝胶网络中的酰胺和r基团产生氢键、阳离子-π等非共价相互作用。增强剂则可与凝胶网络形成吸附作用，产生物理交联点，用于增强凝胶网络。
13、本发明还提供了上述黏附性堵漏凝胶的制备方法，包括如下步骤：
14、（1）使用ph调节剂将纯水的ph值调至8.5~12，之后加入黏附性调节剂和增强剂，搅拌20~30 min；
15、其中各组分的配比为：黏附性调节剂0.05~1.0质量份，增强剂0.12~5.5质量份，纯水60~180质量份。
16、（2）将增黏用聚合物、丙烯酰胺、功能化单体、交联剂、引发剂加入步骤（1）所得体系，继续搅拌10~20 min，直至物质全部溶解，在此期间使用ph调节剂控制溶液ph值在8.5~12.0；
17、其中各组分的配比为：增黏用聚合物0.1~0.5质量份，丙烯酰胺 6.81~17.34质量份，功能化单体2.65~13.19质量份，且丙烯酰胺和功能化单体的总质量份为20质量份，交联剂0.02~0.1质量份，引发剂0.02~0.2质量份；
18、所述功能化单体为丙烯酸、衣康酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、 n-羟乙基丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、（3-丙烯酰胺丙基）三甲基氯化铵中的至少一种。
19、（3）将步骤（2）所得溶液体系倒入指定模具中，密闭处理（密封），并放入60~160℃烘箱中2~4 h，得到堵漏用黏附性凝胶。
20、上述方法中，进一步地，所述交联剂为 n, n-亚甲基双丙烯酰胺、 n, n-亚甲基双甲基丙烯酰胺、 n, n-乙烯基双丙烯酰胺中的一种；交联剂质量为丙烯酰胺和功能化单体总质量的0.1~0.5%。
21、上述方法中，进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲基 n-2-羟丁基丙酰胺、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种；引发剂质量为丙烯酰胺和功能化单体总质量的0.1~1%。
22、上述方法中，进一步地，所述ph调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐中的一种。
23、上述方法中，进一步地，所述黏附性调节剂为盐酸多巴胺、单宁酸、没食子酸中的一种；黏附性调节剂质量为丙烯酰胺和功能化单体总质量的0.25~5%。
24、上述方法中，进一步地，所述增黏用聚合物为聚丙烯酰胺，优选分子量为1500万；增黏用聚合物的质量为丙烯酰胺和功能化单体总质量的0.5~2.5%。
25、上述方法中，进一步地，所述增强剂为皂土、粘土、纳米二氧化硅中的一种；增强剂质量为丙烯酰胺和功能化单体总质量的0.6~27.5%。
26、本发明还提供了上述黏附性水凝胶在油气田勘探开采钻井过程堵漏中应用。
27、本发明技术方案中：
28、丙烯酰胺化学结构式为：
29、功能化单体的化学结构式如下：
30、
31、本发明同时提供一种复合堵漏材料，其以上述黏附性凝胶为基体，其他增强材料悬浮在凝胶网络中。优选地，所述其他增强材料为，粘土、果壳类材料、纤维增强剂、天然矿物类增强剂等。通过其他增强材料的复合，该复合堵漏材料具有更高的封堵承压能力，适用于1~5 mm裂缝型地层漏失情况。
32、与现有技术相比，该黏附性堵漏凝胶有以下特点：
33、（1）该黏附性堵漏凝胶可通过氢键作用、静电相互作用和多种超分子作用，形成和提高与岩石裂缝间的黏附，能实现耐温90℃以上，黏附强度大于10 kpa，能够有效增加封堵能力，并且具有良好的耐盐性，对于160℃超高温环境，可用作临时封堵材料。
34、（2）该黏附性堵漏凝胶中加入了增黏用聚合物，可形成初始黏度较低的前驱液，有效悬浮其他增强材料，如粘土、果壳类材料、纤维增强剂、天然矿物类增强剂等等，且不会因粒子间的相互作用发生聚沉，导致凝胶内部组分分布不均匀。
35、（3）该黏附性堵漏凝胶初始黏度较低，有利于泵送并进入微小孔隙裂缝；且形成凝胶后强度很高，模量可以达到~104pa。
36、（4）该黏附性堵漏凝胶配方简单，现场施工操作容易。
1.堵漏用黏附性水凝胶，其特征在于，其合成原料组分包括：丙烯酰胺6.81~17.34质量份，功能化单体2.65~13.19质量份，且丙烯酰胺和功能化单体的总质量份为20质量份，交联剂0.02~0.1质量份，引发剂0.02~0.2质量份，黏附性调节剂0.05~1.0质量份，增黏用聚合物0.1~0.5质量份，增强剂0.12~5.5质量份，纯水60~180质量份;
2.根据权利要求1所述堵漏用黏附性水凝胶，其特征在于，所述交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺、n,n-亚甲基双甲基丙烯酰胺、n,n-乙烯基双丙烯酰胺中的一种；所述引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲基n-2-羟丁基丙酰胺、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。
3.根据权利要求1所述堵漏用黏附性水凝胶，其特征在于，所述ph调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐中的一种；所述黏附性调节剂为盐酸多巴胺、单宁酸、没食子酸中的一种。
4.根据权利要求1所述堵漏用黏附性水凝胶，其特征在于，所述增黏用聚合物为聚丙烯酰胺，其分子量为1500万；所述增强剂为皂土、粘土、纳米二氧化硅中的一种或其组合。
5.堵漏用黏附性水凝胶，其特征在于，包括如下基本化学结构：
6.权利要求1-8中任一权利要求所述黏附性堵漏凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺、n,n-亚甲基双甲基丙烯酰胺、n,n-乙烯基双丙烯酰胺中的一种；交联剂质量为丙烯酰胺和功能化单体总质量的0.1~0.5%；所述引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲基n-2-羟丁基丙酰胺、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种；引发剂质量为丙烯酰胺和功能化单体总质量的0.1~1%。
8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述ph调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐中的一种；所述黏附性调节剂为盐酸多巴胺、单宁酸、没食子酸中的一种；黏附性调节剂质量为丙烯酰胺和功能化单体总质量的0.25~5%；所述增黏用聚合物为聚丙烯酰胺，增黏用聚合物的质量为丙烯酰胺和功能化单体总质量的0.5~2.5%；所述增强剂为皂土、粘土、纳米二氧化硅中的一种；增强剂质量为丙烯酰胺和功能化单体总质量的0.6~27.5%。
9.权利要求1-8中任一权利要求所述黏附性水凝胶在油气田勘探开采钻井过程堵漏中应用。
10.一种复合堵漏材料，其特征在于，以权利要求1-8中任一权利要求所述黏附性凝胶为基体，其他增强材料悬浮在凝胶网络中，所述其他增强材料为粘土、果壳类材料、纤维增强剂、天然矿物类增强剂中的至少一种。
