CN108441197B - 一种低温自降解高强复合暂堵转向剂及其制备方法 - Google Patents

一种低温自降解高强复合暂堵转向剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低温自降解高强复合暂堵转向剂及其制备方法，所述转向剂包括高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒，所述高强度自降解颗粒包括聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯；所述低强度自溶解颗粒包括部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂。所述制备方法包括：混合聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯，升温反应后挤塑成型，得高强度自降解颗粒；混合部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂，升温反应得到冻胶体，把冻胶体冷却干燥后粉碎成型，得到低强度自溶解颗粒；混合高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒，得到复合暂堵转向剂。所述复合暂堵转向剂的封堵性能好，承压强度大，降解性能好，对储层无污染。

Description

一种低温自降解高强复合暂堵转向剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田化学领域，具体涉及一种低温自降解高强复合暂堵转向剂及其制备方法。
背景技术
暂堵转向压裂技术，即在压裂过程中实时的将暂堵转向剂随压裂液和压裂支撑剂注入井筒，当暂堵转向剂到达老缝或已压开的裂缝缝口时，通过桥堵和堆积效应堵塞近井筒裂缝，然后继续注入压裂液升压，再通过地层破裂压力、裂缝延伸压力的变化使流体发生转向，从而造出新缝。
以暂堵转向剂在原裂缝促使转向新裂缝产生的作用原理是,在重复压裂施工中将暂堵转向剂随压裂液和压裂支撑剂注入井筒,由于近井筒附近动态缝宽最大,距离井筒越远裂缝宽度越小,因此随着暂堵转向剂和支撑剂同时以一定的比例进入裂缝,当暂堵转向剂颗粒粒径大于裂缝动态宽度的1/3～2/3时,暂堵转向剂固体颗粒就会在该处形成桥堵效应,并阻挡后续暂堵转向剂颗粒和支撑剂前进的道路从而形成堆积,随着后续暂堵转向剂和支撑剂的继续加入,产生桥堵和堆积的颗粒越来越多,从而在裂缝主通道形成一定厚度和长度的堵塞带,阻碍和限制了裂缝的继续延伸和发展,处于井筒和堵塞带之间的裂缝随后续压裂液的继续加入,裂缝净压力不断升高,当裂缝内净压力达到微裂缝开启压力或新缝破裂压力时,微裂缝或新缝就会转向并开启,随后续压裂液的继续加入,微裂缝或新缝就会延伸和扩展成为新的支裂缝。
现有的暂堵转向剂存在如下弊端：封堵强度较小，承压强度低，不易降解或降解时间长，易对储层造成污染，并且储层适用温度范围较窄。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种低温自降解高强复合暂堵转向剂，所述复合暂堵转向剂封堵性能好，承压强度大，自动降解性能好，对储层无污染。
本发明的另一目的在于，提供一种低温自降解高强复合暂堵转向剂制备方法；
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种复合暂堵转向剂，所述转向剂包括高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒，所述高强度自降解颗粒包括聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯；所述低强度自溶解颗粒包括部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂。
高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒的质量比为为2-8:1，优选为5:1。
所述聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯的质量比为60-75:10-15:10-15:5-8:3-5；优选为65:12:12:7.5:3.5。
所述部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂的质量比为1-10:1-5，优选为7:1。
所述不饱和聚酯选自顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐或丙二醇中的一种或多种。
所述交联剂选自硼酸钠、重铬酸钾或甲醛中的一种或多种。
所述高强度自降解颗粒的直径范围为1.5-2.5mm；优选的直径为2mm。
所述高强度自降解颗粒为直径相同，长度1.5-3.5mm的圆柱体。
进一步的，所述高强度自降解颗粒包括：长度1.5mm的高强度自降解颗粒的占比20-50％，长度2.5mm的高强度自降解颗粒占比20-50％，长度3.5mm的高强度自降解颗粒占比20-50％，优选为：长度1.5mm的高强度自降解颗粒的占比40％，长度2.5mm的高强度自降解颗粒的占比40％，长度3.5mm的高强度自降解颗粒的占比20％。
所述低强度自溶解颗粒的粒径为0.5-1.5mm，优选为1mm。
所述的复合暂堵转向剂的制备方法，包括如下步骤：
S1：把组份聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯按照上述质量比混合，于170-180摄氏度下反应1-2h后挤塑成型，得所述高强度自降解颗粒；
S2：将组份部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂按照上述质量比混合，升温至70-80摄氏度反应5-7h得到冻胶体，把所述冻胶体冷却干燥后粉碎成型，得到所述低强度自溶解颗粒；
S3:以上述质量比，将步骤S1得到的所述高强度自降解颗粒和S2得到的所述低强度自溶解颗粒混合，得到所述复合暂堵转向剂。
和最接近的现有技术比，本发明的技术方案具备如下有益效果：
本发明提供的所述复合暂堵转向剂，密度为1.15-1.3g/cm3，封堵性能好。
本发明提供的所述复合暂堵转向剂，承压强度大，承压强度≥50MPa。
本发明提供的所述复合暂堵转向剂，适于45-90摄氏度的储层。
本发明提供的所述复合暂堵转向剂，降解性能好，对于储层无污染，所述复合暂堵转向剂在储层内放置超过72小时，丧失对储层的力学强度，并于240小时之内自动降解为水和二氧化碳。
本发明提供的所述复合暂堵转向剂的制备方法，工艺简单，操作方便，适于工业批量生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明：
实施例1
一种复合暂堵转向剂，所述转向剂包括高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒，所述高强度自降解颗粒包括聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯；所述低强度自溶解颗粒包括部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂。
高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒的质量比为2:1。
所述聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯的质量比为60:10:10:5:3。
所述部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂的质量比为5:1。
所述不饱和聚酯为顺丁烯二酸酐。
所述交联剂为硼酸钠。
所述高强度自降解颗粒为直径1.5mmmm，长度1.5-3.5mm的圆柱体；
具体的说，长度1.5mm的高强度自降解颗粒的占比25％，长度2.5mm的高强度自降解颗粒的占比40％，长度3.5mm的高强度自降解颗粒的占比35％。
所述低强度自溶解颗粒的粒径为0.5mm。
所述的复合暂堵转向剂的制备方法，包括如下步骤：
S1：把组份聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯按照上述质量比混合，于170摄氏度下反应1h后挤塑成型，得所述高强度自降解颗粒；
S2：将组份部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂按照上述质量比混合，升温至70摄氏度反应5h得到冻胶体，把所述冻胶体冷却干燥后粉碎成型，得到所述低强度自溶解颗粒；
S3:以上述质量比，将步骤S1得到的所述高强度自降解颗粒和S2得到的所述低强度自溶解颗粒混合，得到所述复合暂堵转向剂。
实施例2
一种复合暂堵转向剂，所述转向剂包括高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒，所述高强度自降解颗粒包括聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯；所述低强度自溶解颗粒包括部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂。
高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒的质量比为5:1。
所述聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯的质量比为65:12:12:7.5:3.5。
所述部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂的质量比为7:1。
所述不饱和聚酯为顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐的混合物。
所述交联剂为硼酸钠和重铬酸钾的混合物。
所述高强度自降解颗粒为直径2mm，长度1.5-3.5mm的圆柱体；
具体的说，长度1.5mm的高强度自降解颗粒的占比40％，长度2.5mm的高强度自降解颗粒的占比40％，长度4mm的高强度自降解颗粒的占比20％。
所述低强度自溶解颗粒的粒径为1mm。
所述的复合暂堵转向剂的制备方法，包括如下步骤：
S1：把组份聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯按照上述质量比混合，于175摄氏度下反应1.5h后挤塑成型，得所述高强度自降解颗粒；
S2：将组份部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂按照上述质量比混合，升温至75摄氏度反应6h得到冻胶体，把所述冻胶体冷却干燥后粉碎成型，得到所述低强度自溶解颗粒；
S3:以上述质量比，将步骤S1得到的所述高强度自降解颗粒和S2得到的所述低强度自溶解颗粒混合，得到所述复合暂堵转向剂。
实施例3
一种复合暂堵转向剂，所述转向剂包括高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒，所述高强度自降解颗粒包括聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯；所述低强度自溶解颗粒包括部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂。
高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒的质量比为8:1。
所述聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯的质量比为75:15:15:8:5。
所述部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂的质量比为10:3。
所述不饱和聚酯为顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐和丙二醇的混合物。
所述交联剂为硼酸钠、重铬酸钾和甲醛的混合物。
所述高强度自降解颗粒为直径2.5mm，长度1.5-3.5mm的圆柱体；
具体的说，长度1.5mm的高强度自降解颗粒的占比30％，长度2.5mm的高强度自降解颗粒的占比40％，长度3.5mm的高强度自降解颗粒的占比30％。
所述低强度自溶解颗粒的粒径为1.5mm。
所述的复合暂堵转向剂的制备方法，包括如下步骤：
S1：把组份聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯为、聚己内酯和不饱和聚酯按照上述质量比混合，于180摄氏度下反应2h后挤塑成型，得所述高强度自降解颗粒；
S2：将组份部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂按照上述质量比混合，升温至80氏度反应7h得到冻胶体，把所述冻胶体冷却干燥后粉碎成型，得到所述低强度自溶解颗粒；
S3:以上述质量比，将步骤S1得到的所述高强度自降解颗粒和S2得到的所述低强度自溶解颗粒混合，得到所述复合暂堵转向剂。
本发明实施例1-3所述复合暂堵转向剂的抗压强度及密度依照《SY/T5108-2006压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法》及《QSY125-2007压裂支撑剂性能指标及评价测试方法》等行业标准进行测量，具体如下表表1
项目 密度(g/cm<sup>3</sup>) 抗压强度(MPa)
实施例1 1.18 ≥50MPa
实施例2 1.26 ≥50MPa
实施例3 1.30 ≥50MPa
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种复合暂堵转向剂，其特征在于，所述转向剂由高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒组成，所述高强度自降解颗粒由聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯、聚己内酯和不饱和聚酯组成；所述低强度自溶解颗粒由部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂组成；
高强度自降解颗粒和低强度自溶解颗粒的质量比为2-8:1；
所述聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯、聚己内酯和不饱和聚酯的质量比为60-75:10-15:10-15:5-8:3-5；
所述部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂的质量比为5-10:1-3；
所述低强度自溶解颗粒为直径相同、长度在1.5-3.5mm的圆柱体；其中：长度1.5mm的高强度自降解颗粒的占比20-50％，长度2.5mm的高强度自降解颗粒占比20-50％，长度3.5mm的高强度自降解颗粒占比20-50％；所述高强度自降解颗粒的直径范围为1.5-2.5mm；
所述低强度自溶解颗粒的粒径为0.5-1.5mm；
所述复合暂堵转向剂的制备方法，由如下步骤组成：
S1：把组份聚乳酸、玉米淀粉、苯乙烯、聚己内酯和不饱和聚酯按照上述质量比混合，于170-180摄氏度下反应1-2h后挤塑成型，得所述高强度自降解颗粒；
S2：将组份部分水解聚丙烯酰胺溶液和交联剂按照上述质量比混合，升温至70-80摄氏度反应5-7h得到冻胶体，把所述冻胶体冷却干燥后粉碎成型，得到所述低强度自溶解颗粒；
S3:以上述质量比，将步骤S1得到的所述高强度自降解颗粒和S2得到的所述低强度自溶解颗粒混合，得到所述复合暂堵转向剂。
2.如权利要求1所述的一种复合暂堵转向剂，其特征在于，所述不饱和聚酯选自顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐和丙二醇中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种复合暂堵转向剂，其特征在于，所述交联剂选自硼酸钠、重铬酸钾和甲醛中的一种或多种。
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