CN102627958A

CN102627958A - 一种高效微胶囊破胶剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102627958A
Application number: CN2012100810368A
Authority: CN
Inventors: 刘天晴; 左明明; 汤洁
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: CN102627958B

Abstract

一种高效微胶囊破胶剂及其制备方法，属于化学材料、油田技术领域，特别是油气井压裂中破胶剂的生产工艺。将氯仿、司盘80和过硫酸铵混合后，加入十二烷基硫酸钠、无水乙醇、聚乙二醇6000、壳聚糖、乙酸、聚乙二醇400、正丁醇和吡咯混合液，搅拌、洗涤、干燥，即得微胶囊破胶剂。本发明在囊芯过硫酸铵颗粒上包裹一薄层屏蔽材料，同时在囊衣材料中引入吸水材料，外界的水通过囊衣吸水材料缓慢地进入囊芯，最后通过地层岩石闭合产生的压力，微胶囊会被压破并将破胶剂完全释放出来，从而能够保证破胶的彻底且充分。本发明产品可加大破胶剂用量，减少对地层的伤害，提高油井产量，具有非常可观的经济效益。

Description

一种高效微胶囊破胶剂及其制备方法

技术领域

本发明属于化学材料、油田技术领域，特别是油气井压裂中破胶剂的生产工艺。

背景技术

当前，油田采油过程中需加入稠化剂的溶液和交联剂交联成高粘度的冻胶压裂液，注入地层，压裂液粘度愈高，携砂性能愈强，施工的成功率愈高。但是，施工结束后，高粘压裂液必须尽快彻底破胶返排，以减少对储层的伤害。

油气井压裂中常用的破胶剂为过硫酸铵，但该破胶剂加入过早或过多会使压裂液粘度提前损失，影响施工过程中压裂液的造缝能力，甚至造成提前脱砂，导致施工失败；而加入的过少，又会使破胶不彻底,对油层造成残渣和滞留液体伤害，降低导流能力，影响压裂效果。普通破胶剂溶解在液体中，随着液体滤失而滤失到地层中，溶解的破胶剂不会随滤饼上聚合物的浓缩而浓缩，不能有效地使滤饼破胶，因此会对地层造成永久性伤害。另一个缺点是破胶速率过快且不宜控制，造成施工中压裂液粘度过早损失。

胶囊破胶剂制作过程是采用特殊包裹技术，在过硫酸铵的表面包覆一层壳材料，使过硫酸铵与压裂液中的水隔绝开，从而达到破胶剂有效成分在一段时间内与压裂液冻胶隔离，不会引起破胶反应，不影响压裂液的携砂能力，因此破胶剂用量可大大增加，释放出来后则可彻底破胶，解决了压裂施工中保持冻胶黏度与施工后破胶降黏的矛盾。胶囊破胶剂在室温、常压条件下放置，外层囊壳不破碎，破胶剂有效组分包裹在囊衣中不会发挥作用，只有当地层裂缝闭合产生压力和撞击，或随温度升高，经过长时间水浸，外层囊衣发生不同程度的破碎或分解将有效成分释放出来，才会发生其破胶作用。

如今，油田中使用的微胶囊破胶剂技术主要是将过硫酸铵先溶于水中，再通过引入壳材料将过硫酸铵液体包裹起来，其浓度达不到足够高，不能使聚合物完全破胶。

发明内容

本发明目的是提供一种能克服现有微胶囊破胶剂表面壳材料达不到足够硬、释放后浓度达不到足够高，不能使聚合物完全破胶缺陷的高效微胶囊破胶剂。

本发明以过硫酸铵、氯仿、司盘80、十二烷基硫酸钠和聚乙二醇6000组成囊芯，以无水乙醇、壳聚糖、乙酸、聚乙二醇400、正丁醇和吡咯组成囊衣。

本发明在囊芯过硫酸铵颗粒上包裹一薄层屏蔽材料，同时在囊衣材料中引入吸水材料，外界的水通过囊衣吸水材料缓慢地进入囊芯，最后通过地层岩石闭合产生的压力，微胶囊会被压破并将破胶剂完全释放出来，从而能够保证破胶的彻底且充分。本发明产品可加大破胶剂用量，减少对地层的伤害，提高油井产量，具有非常可观的经济效益。

本发明所述过硫酸铵占微胶囊破胶剂总重量的13%～15.5%，氯仿占微胶囊破胶剂总重量的60.6%～76%，司盘80占微胶囊破胶剂总重量的12%～15.15%，十二烷基硫酸钠占微胶囊破胶剂总重量的0.61%～0.7%，无水乙醇占微胶囊破胶剂总重量的5%～5.45%，聚乙二醇6000占微胶囊破胶剂总重量的0.85%～1%，壳聚糖占微胶囊破胶剂总重量的0.26%～0.4%，乙酸占微胶囊破胶剂总重量的2.83%～3.87%，聚乙二醇400占微胶囊破胶剂总重量的0.6%～0.75%，正丁醇占微胶囊破胶剂总重量的0.59%～0.7%，吡咯占微胶囊破胶剂总重量的0.55%～0.65%。

本发明另一目的提出以上高效微胶囊破胶剂的制备方法。

将氯仿、司盘80和过硫酸铵混合后，加入十二烷基硫酸钠、无水乙醇、聚乙二醇6000、壳聚糖、乙酸、聚乙二醇400、正丁醇和吡咯混合液，搅拌、洗涤、干燥，即得微胶囊破胶剂。

本发明制备工艺简单，材料便宜，适宜大规模的生产及现场应用。

附图说明

图1为本发明方法制成的微胶囊破胶剂的透射电镜TEM表征图。

图2为本发明方法制成的微胶囊破胶剂的另一透射电镜TEM表征图。

具体实施方式

一、以下述各方案分别称取各原料：

方案1：15.2%过硫酸铵，12.12%司盘80，0.61%十二烷基硫酸钠，5%无水乙醇，0.91%聚乙二醇6000，0.3%壳聚糖，3.03%乙酸，0.61%聚乙二醇400，0.61%正丁醇，0.61%吡咯，其余为氯仿，合计100%。

方案2：13.6%过硫酸铵， 13%司盘80，0.61%十二烷基硫酸钠，5%无水乙醇，0.91%聚乙二醇6000，0.35%壳聚糖，3.03%乙酸，0.61% 聚乙二醇400，0.61%正丁醇，0.61%吡咯，其余为氯仿，合计100%。

方案3：15.2%过硫酸铵， 13.12%司盘80，0.61%十二烷基硫酸钠，5%无水乙醇，0.91%聚乙二醇6000，0.36%壳聚糖，3.03%乙酸，0.61%聚乙二醇600，0.61%正丁醇，0.61%吡咯，其余为氯仿，合计100%。

方案4：15.2%过硫酸铵， 12.12%司盘80，0.61%十二烷基硫酸钠，5%无水乙醇，0.91%聚乙二醇6000，0.25%壳聚糖，3.03%乙酸，0.61%聚乙二醇400，0.61%正丁醇，0.61%吡咯，其余为氯仿，合计100%。

方案5：15.2%过硫酸铵，，13.12%司盘80，0.61%十二烷基硫酸钠，5%无水乙醇，0.91%聚乙二醇6000，0.4%壳聚糖，3.03%乙酸，0.61%聚乙二醇400，0.61%正丁醇，0.61%吡咯，其余为氯仿，合计100%。

二、制备工艺：

将以上五种配比方案投料分别按下述方法分别制备出五份微胶囊：

将氯仿、司盘80、过硫酸铵混合，加入十二烷基硫酸钠、无水乙醇、聚乙二醇6000、壳聚糖、乙酸、无水乙醇、聚乙二醇400、正丁醇和吡咯混合液，搅拌、洗涤、干燥，即得微胶囊破胶剂。

三、分析

将本发明制成的产品，制成透射电镜表征图，如图1、2所示。

从图1、2清晰的可看出微胶囊破胶剂中过硫酸铵固体颗粒的晶形结构，其分散性也非常好，基本上没有粘连在一起的现象，而且可以清楚的看出微胶囊囊衣材料完整的将过硫酸铵固体颗粒包裹起来。

Claims

1.一种高效微胶囊破胶剂，其特征在于：以过硫酸铵、氯仿、司盘80、十二烷基硫酸钠和聚乙二醇6000组成囊芯，以无水乙醇、壳聚糖、乙酸、聚乙二醇400、正丁醇和吡咯组成囊衣。

2.根据权利要求1所述高效微胶囊破胶剂，其特征在于：所述过硫酸铵占微胶囊破胶剂总重量的13%～15.5%，氯仿占微胶囊破胶剂总重量的60.6%～76%，司盘80占微胶囊破胶剂总重量的12%～15.15%，十二烷基硫酸钠占微胶囊破胶剂总重量的0.61%～0.7%，无水乙醇占微胶囊破胶剂总重量的5%～5.45%，聚乙二醇6000占微胶囊破胶剂总重量的0.85%～1%，壳聚糖占微胶囊破胶剂总重量的0.26%～0.4%，乙酸占微胶囊破胶剂总重量的2.83%～3.87%，聚乙二醇400占微胶囊破胶剂总重量的0.6%～0.75%，正丁醇占微胶囊破胶剂总重量的0.59%～0.7%，吡咯占微胶囊破胶剂总重量的0.55%～0.65%。

3.一种如权利要求1所述高效微胶囊破胶剂的制备方法，其特征在于将氯仿、司盘80、过硫酸铵混合，加入十二烷基硫酸钠、无水乙醇、聚乙二醇6000、壳聚糖、乙酸、无水乙醇、聚乙二醇400、正丁醇和吡咯混合液，搅拌、洗涤、干燥，即得微胶囊破胶剂。

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于投料时，所述过硫酸铵占微胶囊破胶剂投料总重量的13%～15.5%，氯仿占微胶囊破胶剂投料总重量的60.6%～76%，司盘80占微胶囊破胶剂投料总重量的12%～15.15%，十二烷基硫酸钠占微胶囊破胶剂投料总重量的0.61%～0.7%，无水乙醇占微胶囊破胶剂投料总重量的5%～5.45%，聚乙二醇6000占微胶囊破胶剂投料总重量的0.85%～1%，壳聚糖占微胶囊破胶剂投料总重量的0.26%～0.4%，乙酸占微胶囊破胶剂投料总重量的2.83%～3.87%，聚乙二醇400占微胶囊破胶剂投料总重量的0.6%～0.75%，正丁醇占微胶囊破胶剂投料总重量的0.59%～0.7%，吡咯占微胶囊破胶剂投料总重量的0.55%～0.65%。