CN108822817A

CN108822817A - 重复压裂暂堵剂及其制备方法

Info

Publication number: CN108822817A
Application number: CN201810529445.7A
Authority: CN
Inventors: 孟虎; 刘亚东; 王良超; 孙晓东; 王世亮
Original assignee: BEIJING DADE GUANGYUAN PETROLEUM TECHNOLOGY SERVICE Co Ltd
Current assignee: BEIJING DADE GUANGYUAN PETROLEUM TECHNOLOGY SERVICE Co Ltd
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2018-11-16

Abstract

本发明公开了一种重复压裂暂堵剂及其制备方法，包括以下重量份的成分：聚乙烯醇20～25份、明胶15～20份、树脂15～20份、溴化钠15～20份、石蜡10～20份、壳聚糖10～15份、棕榈油10～15份、环糊精5～8份、碳酸钙3～5份、黄原胶3～5份、戊二醛2～4份、二氧化硅2～4份、三羟甲基丙烷三1～3份、以及四硼酸钠0.5份。本发明具有提升暂堵和解堵性能的有益效果。

Description

重复压裂暂堵剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及暂堵剂领域。更具体地说，本发明涉及一种重复压裂暂堵剂及其制备方法。

背景技术

暂堵剂能暂时降低地层渗透性或暂时封堵高渗透油层的物质。与水溶性聚合物混合后注人井内，在压差的作用下能够迅速形成薄而致密的油层暂堵带，经过一定时间后可自行或人工解堵。暂堵剂的作用效果与所需封堵地层的温度是密切相关的。可变形粒子软化点左右，封堵效果最好，当温度与产品的软化点差距较大时，这种粒子的变形封堵效果就难体现出来。并且，这类粒子具有亲油性，在钻井液中不易分散，浮于钻井液表面，经过高温软化返出地面降温后易聚结，造成施工的复杂。因此，急需开发一种封堵效果好、压裂、酸化后容易自动解堵，对储层造成二次伤害小的暂堵剂。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种重复压裂暂堵剂及其制备方法，可以显著提升暂堵和解堵性能。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种重复压裂暂堵剂，包括以下重量份的成分：聚乙烯醇20～25份、明胶15～20份、树脂15～20份、溴化钠15～20份、石蜡10～20份、壳聚糖10～15份、棕榈油10～15份、环糊精5～8份、碳酸钙3～5份、黄原胶3～5份、戊二醛2～4份、二氧化硅2～4份、三羟甲基丙烷三1～3份、以及四硼酸钠0.5份。

还提供一种重复压裂暂堵剂的制备方法，包括：

步骤一、将聚乙烯醇、明胶、溴化钠、以及环糊精加入100份水中，于40℃水浴中搅拌均匀，然后于60℃水浴中搅拌30min，加入三羟甲基丙烷三搅拌均匀，得第一混合液；

步骤二、向第一混合液中加入树脂、石蜡、以及二氧化硅，并于90℃水浴中搅拌均匀，然后进行超声处理，得第二混合液；

步骤三、向第二混合液中加入壳聚糖、棕榈油、碳酸钙、以及黄原胶，并于60℃水浴中搅拌均匀，然后置于磁场强度为80T磁场中作用10min，得第三混合液；

步骤四、向第三混合液中加入戊二醛、三羟甲基丙烷三、以及四硼酸钠，并于90℃水浴中搅拌均匀，然后置于零下10℃冷冻50min，再于60℃水浴中浓缩，直至浓缩至液体的密度为1.3～1.5g/cm³，得第四混合液；

步骤五、向第四混合液加载电流，采用电流装置加载，所述电流装置包括一对空心的铁球，所述铁球外表面上固定有多根铁针，所述铁针沿径向外延伸，所述铁球上连接有导线，一对铁球上的导线分别与正电源和负电源连接，所述正电源和所述负电源之间的电压为24V；

其中，一对铁球浸泡于第四混合液中，且先通电10min，对混合物搅拌5min，再通电10min，断电，即得重复压裂暂堵剂。

优选的是，碳酸钙和二氧化硅的粒径小于25μm。

优选的是，壳聚糖的分子量为30万D～50万D。

优选的是，步骤二中的超声处理条件为频率为80KHz、温度为60℃、时间为40min。

优选的是，步骤三中，先对壳聚糖进行预处理，具体为：将壳聚糖溶解于乙酸中，搅拌的同时通入臭氧，挥发去除乙酸即可。

优选的是，所述铁球的直径为10cm，所述铁针的长度为5cm。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、可以显著提升暂堵剂的突破压力、暂堵时间、暂堵率、以及解堵率；

第二、具有优异的力学性能，突破压力高达18MPa以上，而普通市售暂堵剂的突破压力在12.5MPa以下，本发明的方法制备的暂堵剂突破压力具有显著提升，添加环糊精和三羟甲基丙烷三可以使暂堵剂形成致密稳固的结构，显著提升暂堵剂的突破压力，提高封堵性能；

第三、暂堵剂的暂堵率高达99.4％以上，恢复率高达99.6％以上，而普通市售暂堵剂的暂堵率低于99％，恢复率低于99.5％，本发明的方法制备的暂堵剂的暂堵性能和解堵性能优异，采用磁场强度为80T磁场中作用10min后，可以显著提升暂堵剂的暂堵率，对暂堵剂加载电流后，可以显著提升暂堵剂的恢复率，即提高解堵性能；

第四、在水和盐酸溶液中溶解时间小于2h时，溶解率低于50％，说明在此时间段可以充分发挥其封堵特性；溶解时间大于10h后，其溶解率达100％，说明可以避免暂堵后对地层的伤害，而市售暂堵剂，在水中溶解时间大于1h，小于2h时，溶解率高于50％了，也即在大于1h，小于2h这个时间段的封堵性能不佳，采用在零下10℃冷冻50min的方法制备的暂堵剂，可以延长暂堵时间，显著提升大于1h，小于2h这个时间段的封堵性能。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一个实施例的电流装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实例例和附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

<实施例1>

重复压裂暂堵剂，包括以下重量份的成分：聚乙烯醇20份、明胶15份、树脂15份、溴化钠15份、石蜡10份、壳聚糖10份、棕榈油10份、环糊精5份、碳酸钙3份、黄原胶3份、戊二醛2份、二氧化硅2份、三羟甲基丙烷三1份、以及四硼酸钠0.5份。

重复压裂暂堵剂的制备方法，包括：

步骤四、向第三混合液中加入戊二醛、三羟甲基丙烷三、以及四硼酸钠，并于90℃水浴中搅拌均匀，然后置于零下10℃冷冻50min，再于60℃水浴中浓缩，直至浓缩至液体的密度为1.3g/cm³，得第四混合液；

步骤五、向第四混合液加载电流，采用电流装置加载，所述电流装置包括一对空心的铁球1，所述铁球1外表面上固定有多根铁针3，所述铁针3沿径向外延伸，所述铁球1上连接有导线2，一对铁球1上的导线2分别与正电源和负电源连接，所述正电源和所述负电源之间的电压为24V，所述铁球1的直径为10cm，所述铁针3的长度为5cm；

其中，一对铁球1浸泡于第四混合液中，且先通电10min，对混合物搅拌5min，再通电10min，断电，即得重复压裂暂堵剂；

碳酸钙和二氧化硅的粒径小于25μm，壳聚糖的分子量为30万D；

步骤二中的超声处理条件为频率为80KHz、温度为60℃、时间为40min；

步骤三中，先对壳聚糖进行预处理，具体为：将壳聚糖溶解于乙酸中，搅拌的同时通入臭氧，挥发去除乙酸即可。

<实施例2>

重复压裂暂堵剂，包括以下重量份的成分：聚乙烯醇25份、明胶20份、树脂20份、溴化钠20份、石蜡20份、壳聚糖15份、棕榈油15份、环糊精8份、碳酸钙5份、黄原胶5份、戊二醛4份、二氧化硅4份、三羟甲基丙烷三3份、以及四硼酸钠0.5份。

重复压裂暂堵剂的制备方法，包括：

步骤四、向第三混合液中加入戊二醛、三羟甲基丙烷三、以及四硼酸钠，并于90℃水浴中搅拌均匀，然后置于零下10℃冷冻50min，再于60℃水浴中浓缩，直至浓缩至液体的密度为1.5g/cm³，得第四混合液；

碳酸钙和二氧化硅的粒径小于25μm，壳聚糖的分子量为50万D；

<实施例3>

重复压裂暂堵剂，包括以下重量份的成分：聚乙烯醇22份、明胶18份、树脂18份、溴化钠18份、石蜡15份、壳聚糖12份、棕榈油12份、环糊精7份、碳酸钙4份、黄原胶4份、戊二醛3份、二氧化硅3份、三羟甲基丙烷三2份、以及四硼酸钠0.5份。

重复压裂暂堵剂的制备方法，包括：

步骤四、向第三混合液中加入戊二醛、三羟甲基丙烷三、以及四硼酸钠，并于90℃水浴中搅拌均匀，然后置于零下10℃冷冻50min，再于60℃水浴中浓缩，直至浓缩至液体的密度为1.4g/cm³，得第四混合液；

碳酸钙和二氧化硅的粒径小于25μm，壳聚糖的分子量为40万D；

<对比例1>

制备方法同实施例3，其中，不同的是，步骤一中没有添加环糊精，步骤四中没有添加三羟甲基丙烷三。

<对比例2>

制备方法同实施例3，其中，不同的是，步骤三中没有置于磁场强度为80T磁场中作用10min。

<对比例3>

制备方法同实施例3，其中，不同的是，步骤四中没有置于零下10℃冷冻50min。

<对比例4>

制备方法同实施例3，其中，不同的是，没有进行步骤五的操作，制备的第四混合液即为重复压裂暂堵剂。

<重复压裂暂堵剂性能测试结果>

1、采用人造填充岩心的方法，通过使用岩心流动试验仪测定暂堵剂的突破压力，确定暂堵剂的暂堵强度。在分散状态下进行突破压力测试，将上述制备的暂堵剂，市售颗暂堵剂填入人造岩心模具中，用加压泵加压至5MPa将暂堵剂压紧并保持24h，采用相同方法制取1、2、3、4共四组分别为1.5cm、1cm、0.7cm、0.4cm厚度的暂堵层岩心，然后用平流泵分别测试突破压力，结果如表1所示：

表1暂堵剂突破压力测试MPa

由表1可知，实施例1～3制备的暂堵剂，具有优异的力学性能，突破压力高达18MPa以上，而普通市售暂堵剂的突破压力在12.5MPa以下，本发明的方法制备的暂堵剂突破压力具有显著提升，由对比例1可知，添加环糊精和三羟甲基丙烷三可以使暂堵剂形成致密稳固的结构，显著提升暂堵剂的突破压力，提高封堵性能。

2、暂堵及解堵性能：在地层温度60℃下，用地层水配制10g/L的暂堵剂溶液，用不同渗透率的人工造缝岩心(长7cm、直径约2.5cm)进行暂堵与解堵实验。实验过程为先将岩心抽提、烘干饱和地层水，检测水测渗透率K0，然后挤注暂堵剂，测岩心渗透率K1，在用地层水后续冲刷，测岩心渗透率K2；最后按照公式(1)计算暂堵率P(％)，按照公式(2)计算恢复率Q(％)，结果如表2所示；

P＝(K0-K1)/K0(1)

Q＝K2/K0(2)

表2暂堵剂暂堵率测试

组别	暂堵率％	恢复率％
			实施例1	99.2	99.8
实施例2	99.4	99.6
			实施例3	99.5	99.8
市售暂堵剂	98.7	99.4
			对比例2	98.6	99.8
对比例4	99.6	99.5

由表2可知，实施例1～3制备的暂堵剂的暂堵率高达99.4％以上，恢复率高达99.6％以上，而普通市售暂堵剂的暂堵率低于99％，恢复率低于99.5％，本发明的方法制备的暂堵剂的暂堵性能和解堵性能优异；

由对比例2可知，采用磁场强度为80T磁场中作用10min后，可以显著提升暂堵剂的暂堵率，由对比例4可知，对暂堵剂加载电流后，可以显著提升暂堵剂的恢复率，即提高解堵性能。

3、采用90℃水和90℃酸溶液分别溶解暂堵剂溶解，酸溶液为质量分数为12％的盐酸溶液，结果如表3和表4所示：

表3暂堵剂水溶解性能测试

表4暂堵剂酸溶解性能测试

由表3和表4可知，实施例1～3制备的暂堵剂，在水和盐酸溶液中溶解时间小于2h时，溶解率低于50％，说明在此时间段可以充分发挥其封堵特性；溶解时间大于10h后，其溶解率达100％，说明可以避免暂堵后对地层的伤害，而市售暂堵剂，在水中溶解时间大于1h，小于2h时，溶解率高于50％了，也即在大于1h，小于2h这个时间段的封堵性能不佳。

由对比例3可知，采用在零下10℃冷冻50min的方法制备的暂堵剂，可以延长暂堵时间，显著提升大于1h，小于2h这个时间段的封堵性能。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例和图例。

Claims

1.重复压裂暂堵剂，其特征在于，包括以下重量份的成分：聚乙烯醇20～25份、明胶15～20份、树脂15～20份、溴化钠15～20份、石蜡10～20份、壳聚糖10～15份、棕榈油10～15份、环糊精5～8份、碳酸钙3～5份、黄原胶3～5份、戊二醛2～4份、二氧化硅2～4份、三羟甲基丙烷三1～3份、以及四硼酸钠0.5份。

2.如权利要求1所述的重复压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，包括：

3.如权利要求2所述的重复压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，碳酸钙和二氧化硅的粒径小于25μm。

4.如权利要求2所述的重复压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，壳聚糖的分子量为30万D～50万D。

5.如权利要求2所述的重复压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，步骤二中的超声处理条件为频率为80KHz、温度为60℃、时间为40min。

6.如权利要求2所述的重复压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，步骤三中，先对壳聚糖进行预处理，具体为：将壳聚糖溶解于乙酸中，搅拌的同时通入臭氧，挥发去除乙酸即可。

7.如权利要求2所述的重复压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述铁球的直径为10cm，所述铁针的长度为5cm。