CN102627959B

CN102627959B - 可控制在2～3小时定时集中释放的微胶囊破胶剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102627959B
Application number: CN 201210081042
Authority: CN
Inventors: 姚峰; 左明明; 刘天晴; 薛芸; 汤洁
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: CN102627959A

Abstract

可控制在2～3小时定时集中释放的微胶囊破胶剂及其制备方法，属于化学材料、油田技术领域，将氯仿、液体石蜡和聚乙烯吡咯烷酮混合,加入过硫酸铵、无水乙醇、聚乙二6000、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇混合液，搅拌、洗涤、晾干，即得微胶囊破胶剂。本发明采用悬浮聚合法制备胶囊破胶剂，具有成本低，操作简单，工艺易控制等优点，有利于胶囊破胶剂的大规模推广应用。

Description

可控制在2～3小时定时集中释放的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，特别是油气井的压裂施工中采用的胶囊破胶剂生产技术领域。

背景技术

胶囊破胶剂是近年来发展起来的一种新型破胶剂，与常规破胶剂相比，优点是可防止压裂液提前破胶造成施工失败。自20世纪80年代以来，在油气井的压裂施工中,胶囊破胶剂被广泛关注，大量现场试验已证实,适当地应用胶囊破胶剂可以大大提高油气井的产率。传统破胶剂不能高浓度使用,以免压裂液过早失去黏度，但破胶剂用量不足，又使施工后期破胶不彻底。胶囊破胶剂具有延迟释放功能，可高浓度使用，使压裂液前期保持高黏度的同时在施工后期彻底破胶返排，清除滤饼，减少聚合物对支撑剂填充带导流能力的伤害。

目前胶囊破胶剂常见的制备方法主要为机械包裹方法，如流化床法和喷涂法等。机械包裹制备方法存在设备投资较大、工艺难控制、囊衣厚度与颗粒尺寸不均匀及成本高等局限，制约了其推广应用。据报道，目前所用的微胶囊破胶剂大多是用固体石蜡作包裹剂，破胶剂释放机理是膜应力破裂，破胶剂的释放受地层岩石物性、闭合应力和温度等因素影响。理论上，在地层岩石闭合时，微胶囊会被压破并将破胶剂完全释放出来；但实际上，地层中处于不同位置的微胶囊破胶剂所受的应力不同，破胶剂的破裂、释放程度不同，有的甚至不能破裂，因而影响压裂液的破胶效果，损害人造裂缝的导流能力。

发明内容

本发明目的是提供一种可控制在2～3小时定时集中释放的微胶囊破胶剂。

本发明以氯仿、液体石蜡、聚乙烯吡咯烷酮、过硫酸铵、无水乙醇和聚乙二醇6000组成混合芯材，以甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇组成囊衣。

本发明所述氯仿占微胶囊破胶剂总重量的65%～85%,液体石蜡占微胶囊破胶剂总重量的10.9%～12%,聚乙烯吡咯烷酮占微胶囊破胶剂总重量的0.4%～8.2%,过硫酸铵占微胶囊破胶剂总重量的6.9%～14.5%,无水乙醇占微胶囊破胶剂总重量的0.3%～0.65%,聚乙二醇6000占微胶囊破胶剂总重量的0.05%～0.2%,甲基丙烯酸乙酯占微胶囊破胶剂总重量的2%～6.5%,甲基丙烯酸占微胶囊破胶剂总重量的0.25%～7.2%,聚乙二醇600占微胶囊破胶剂总重量的0.05%～0.15%,正戊醇占微胶囊破胶剂总重量的0.08%～0.17%。

本发明以过硫酸铵为主芯材，选用适宜的可降解聚合物材料为囊衣材料，本破胶剂囊衣材料在水体系中随温度、压力变化而缓慢降解，其囊衣材料缓慢降解后囊芯物质就集中的释放出来，从而保证，该胶囊破胶剂能够控制在2～3小时定时集中的释放出囊芯材料，在此条件下有效地降解压裂液冻胶和聚合物滤饼，最大限度地减少对支撑裂缝导流能力的伤害。

本发明另一目的是提供以上可控制在2～3小时定时集中释放的微胶囊破胶剂的制备方法。

将氯仿、液体石蜡和聚乙烯吡咯烷酮混合,加入过硫酸铵、无水乙醇、聚乙二6000、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇混合液，搅拌、洗涤、晾干，即得微胶囊破胶剂。

本发明采用悬浮聚合法制备胶囊破胶剂，具有成本低，操作简单，工艺易控制等优点，有利于胶囊破胶剂的大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明方法制成的微胶囊破胶剂的SEM表征图。

图2为本发明方法制成的微胶囊破胶剂的OM表征图。

图3为本发明方法制成的微胶囊破胶剂的另一OM表征图；

图4为微胶囊破胶剂在相应的压裂液体系中，2.5h定时释放出过硫酸强氧化剂过硫酸铵，将相应的压裂液破胶图。

具体实施方式

一、以下述各方案分别称取各原料：

方案1：液体石蜡11.73%、聚乙烯吡咯烷酮0.59%、过硫酸铵7.33%、无水乙醇0.59%、聚乙二醇6000 0.15%、甲基丙烯酸乙酯 5.28%、甲基丙烯酸0.59%、聚乙二醇600 0.1%、正戊醇0.2%，其余为氯仿，合计100%。

方案2：液体石蜡11.74%、聚乙烯吡咯烷酮0.59%、过硫酸铵7.34%、无水乙醇0.59%、聚乙二醇6000 0.15%、甲基丙烯酸乙酯5.6%、甲基丙烯酸 0.51%、聚乙二醇600 0.1%、正戊醇0.16%，其余为氯仿，合计100%。

方案3：液体石蜡11.94%、聚乙烯吡咯烷酮0.45%、过硫酸铵7.46%、无水乙醇0.45%、聚乙二醇6000 0.149%、甲基丙烯酸乙酯4.03%、甲基丙烯酸0.45%、聚乙二醇600 0.1%、正戊醇0.2%，其余为氯仿，合计100%。

方案4：液体石蜡11.95%、聚乙烯吡咯烷酮0.46%、过硫酸铵7.47%、无水乙醇0.46%、聚乙二醇6000 0.15%、甲基丙烯酸乙酯3.38%、甲基丙烯酸0.376%、聚乙二醇600 0.08%、正戊醇0.2%，其余为氯仿，合计100%。

方案5：液体石蜡11.95%、聚乙烯吡咯烷酮0.46%、过硫酸铵7.47%、无水乙醇0.46%、聚乙二醇6000 0.15%、甲基丙烯酸乙酯2.73%、甲基丙烯酸0.3%、聚乙二醇600 0.1%、正戊醇0.29%，其余为氯仿，合计100%。

方案6：液体石蜡10.84%、聚乙烯吡咯烷酮0.678%、过硫酸铵13.55%、无水乙醇0.54%、聚乙二醇6000 0.27%、甲基丙烯酸乙酯5.49%、甲基丙烯酸0.61%、聚乙二醇600 0.136%、正戊醇0.136%，其余为氯仿，合计100%。

方案7：液体石蜡10.82%、聚乙烯吡咯烷酮0.66%、过硫酸铵13.45%、无水乙醇0.55%、聚乙二醇6000 0.2%、甲基丙烯酸乙酯6.73%、甲基丙烯酸0.67%、聚乙二醇600 0.137%、正戊醇0.139%，其余为氯仿，合计100%。

二、制备工艺：

将以上七种方案分别按下述方法分别制备出七份微胶囊：

将氯仿、液体石蜡、聚乙烯吡咯烷酮混合，加入过硫酸铵、无水乙醇、聚乙二醇6000、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇混合液，搅拌、洗涤、晾干，即得微胶囊破胶剂。

三、分析

将制成的微胶囊破胶剂分别制成SEM、OM表征图。

从图1、2、3可见：所研制出来的微胶囊破胶剂分散性很好，粒径主要集中在500nm左右，且都呈现出完整的微胶囊颗粒形状。

四、破胶案例

图4是微胶囊破胶剂在相应的压裂液体系中，2.5h定时释放出过硫酸强氧化剂过硫酸铵，将相应的压裂液破胶图。

Claims

1.可控制在2～3小时定时集中释放的微胶囊破胶剂，其特征在于以氯仿、液体石蜡、聚乙烯吡咯烷酮、过硫酸铵、无水乙醇和聚乙二醇6000组成混合芯材，以甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇组成囊衣；所述氯仿占微胶囊破胶剂总重量的65%～76.09%，液体石蜡占微胶囊破胶剂总重量的10.9%～12%，聚乙烯吡咯烷酮占微胶囊破胶剂总重量的0.4%～8.2%，过硫酸铵占微胶囊破胶剂总重量的6.9%～14.5%，无水乙醇占微胶囊破胶剂总重量的0.3%～0.65%，聚乙二醇6000占微胶囊破胶剂总重量的0.05%～0.2%，甲基丙烯酸乙酯占微胶囊破胶剂总重量的2%～6.5%，甲基丙烯酸占微胶囊破胶剂总重量的0.25%～7.2%，聚乙二醇600占微胶囊破胶剂总重量的0.05%～0.15%，正戊醇占微胶囊破胶剂总重量的0.08%～0.17%。

2.可控制在2～3小时定时集中释放的微胶囊破胶剂的制备方法，其特征在于：将氯仿、液体石蜡和聚乙烯吡咯烷酮混合，加入过硫酸铵、无水乙醇、聚乙二醇6000、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇混合液，搅拌、洗涤、晾干，即得微胶囊破胶剂；投料时，所述氯仿占微胶囊破胶剂投料总重量的65%～76.09%，液体石蜡占微胶囊破胶剂投料总重量的10.9%～12%，聚乙烯吡咯烷酮占微胶囊破胶剂投料总重量的0.4%～8.2%，过硫酸铵占微胶囊破胶剂投料总重量的6.9%～14.5%，无水乙醇占微胶囊破胶剂投料总重量的0.3%～0.65%，聚乙二醇6000占微胶囊破胶剂投料总重量的0.05%～0.2%，甲基丙烯酸乙酯占微胶囊破胶剂投料总重量的2%～6.5%，甲基丙烯酸占微胶囊破胶剂投料总重量的0.25%～7.2%，聚乙二醇600占微胶囊破胶剂投料总重量的0.05%～0.15%，正戊醇占微胶囊破胶剂投料总重量的0.08%～0.17%。