CN111334264A - 一种暂堵剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种暂堵剂及其制备方法，所述包括以下重量份组分：改性酚醛树脂20‑30重量份，萜烯树脂15‑20重量份，可降解纤维5‑10重量份，表面活性剂20‑30重量份，引发剂5‑10重量份，松香10‑20重量份，水20‑50重量份。本发明通过将改性酚醛树脂、萜烯树脂和松香同时加入本发明所述配方，且改性酚醛树脂包括一定比例的聚酰胺改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂，能够提高本发明所述暂堵剂的封堵强度，提高封堵效果；同时，通过加入可降解纤维，由于纤维可填充在封堵剂的间隙中且形成三维网络结构，进一步提高暂堵剂的封堵强度，且可降解纤维利封堵结束后的降解。

Description

一种暂堵剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及暂堵剂制备领域，具体涉及一种暂堵剂及其制备方法。

背景技术

暂堵剂是低渗透油气藏改造技术水力压裂所必须的化学试剂。在压裂施工中，暂堵剂被挤入井筒附近和近井地带时，在地层压力，温度作用下变软，堵塞原有岩石裂缝，形成屏蔽，有效地阻止压裂液进入老裂缝。压裂施工完成后，暂堵剂又可溶入原油，随原油排出后，地层渗透率恢复，有效地保护油气层。

而目前常用的暂堵剂大都用于堵水、修井作业中，封堵强度较低，若用于较高压力下的压裂施工中则封堵效果不佳，且溶解时间较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种暂堵剂及其制备方法，解决现有暂堵剂的封堵强度较低的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种暂堵剂，包括以下重量份组分：

改性酚醛树脂20-30重量份，萜烯树脂15-20重量份，可降解纤维5-10重量份，表面活性剂20-30重量份，引发剂5-10重量份，松香10-20重量份，水20-50重量份。

本发明所述萜烯树脂是一些热塑性嵌段共聚物具有色浅、低气味、高硬度、高附着力、抗氧化性和热稳定性好，相容性和溶解性好等优点；通过加入萜烯树脂使制备的暂堵剂具有较好的油溶性。

所述松香是指一种松脂，具有良好的黏结、密封和其他机械性能，且价格低廉。

本发明通过在配方中添加萜烯树脂和松香，与改性酚醛树脂发生协同作用，能够显著提高暂堵剂的封堵强度，提高封堵效果，同时，通过加入可降解纤维，由于纤维可填充在封堵剂的间隙中且形成三维网络结构，进一步提高暂堵剂的封堵强度，且可降解纤维利封堵结束后的降解。如此，本发明解决了现有暂堵剂的封堵强度较低的问题。

进一步地，还包括支撑剂5-10重量份。

进一步地，支撑剂为碳酸钙和氧化钙的混合物。

通过在配方中添加碳酸钙和氧化钙，能够在一定程度上提高暂堵剂的封堵强度。

进一步地，还包括二氧化钛5-10重量份。

通过在配方中添加二氧化钛能够进一步提高封堵强度。

一种暂堵剂，由以下重量份组分组成：

改性酚醛树脂20-30重量份，萜烯树脂15-20重量份，可降解纤维5-10重量份，表面活性剂20-30重量份，引发剂5-10重量份，松香10-20重量份，水20-50重量份。

进一步地，改性酚醛树脂包括聚酰胺改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂，所述聚酰胺改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂的重量比为3-5：2。

本发明所述聚酰胺改性酚醛树脂为经聚酰胺改性的酚醛树脂，用作改性的聚酰胺是一类羟甲基聚酰胺，利用羟甲基或活泼氢在合成树脂过程中或在树脂固化过程中发生反应形成化学键而达到改性的目的；提高了酚醛树脂的冲击韧性和粘结性，并改善了树脂的流动性，仍保持酚醛树脂优点。

所述硼改性酚醛树脂由于在酚醛树脂的分子结构中引入了无机的硼元素，硼酚醛树脂比酚醛树脂的耐热性，瞬时耐高温性能和力学性能更为优良；硼改性酚醛树脂的耐热性、瞬时耐高温性、耐烧蚀性比普通酚醛树脂好得多。

本发明通过合理设置聚酰胺改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂的使用比例，既能提高暂堵剂的堵强度。

进一步地，表面活性剂为非离子表面活性剂。

所述非离子表面活性剂包括烷基葡糖苷(APG)，脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦(司盘)，聚山梨酯(吐温)。

进一步地，引发剂为过硫酸钾、亚硫酸氢钠和氯化钾按中的任意一种或多种。

进一步地，可降解纤维至少包括聚丙烯醇纤维、改性聚酯纤维和聚氨酯纤维中的一种。

上述纤维均可降解，在满足提高暂堵剂的封堵前提下，实现可降解。

一种暂堵剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)、将配方量的水加入到高温密闭熔炉中加热至50℃，然后将配方量的表面活性剂加入到熔炉中并充分搅拌，使表面活性剂完全溶解；

步骤2)、加热溶液至75～80℃并保持恒温，之后加入配方量的改性酚醛树脂，搅拌均匀；

步骤3)、然后加入萜烯树脂和松香使其熔融并搅拌均匀，最后加入可降解纤维并搅拌2小时，停止加热；

步骤4)、将搅拌均匀的溶液倒入离心容器中，冷却；

步骤5)、通过造粒机造粒，烘干；

步骤6)、将烘干后的颗粒进行粉碎获得暂堵剂。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过将改性酚醛树脂、萜烯树脂和松香同时加入本发明所述配方，且改性酚醛树脂包括一定比例的聚酰胺改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂，能够提高本发明所述暂堵剂的封堵强度，提高封堵效果；同时，通过加入可降解纤维，由于纤维可填充在封堵剂的间隙中且形成三维网络结构，进一步提高暂堵剂的封堵强度，且可降解纤维利封堵结束后的降解。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

一种暂堵剂，由以下重量份组分组成：

聚酰胺改性酚醛树脂15重量份，硼改性酚醛树脂10重量份，萜烯树脂20重量份，聚丙烯醇纤维5重量份，司盘60 20重量份，过硫酸钾5重量份，松香10重量份，水20重量份。

实施例2：

一种暂堵剂，由以下重量份组分组成：

聚酰胺改性酚醛树脂20重量份，硼改性酚醛树脂10重量份，萜烯树脂15重量份，聚丙烯醇纤维3重量份，改性聚酯纤维3重量份，聚氨酯纤维4重量份，脂肪酸甘油酯25重量份，亚硫酸氢钠8重量份，松香20重量份，水30重量份。

实施例3：

一种暂堵剂，由以下重量份组分组成：

聚酰胺改性酚醛树脂15重量份，硼改性酚醛树脂6重量份，萜烯树脂18重量份聚氨酯纤维8重量份，吐温30重量份，过硫酸钾4重量份，亚硫酸氢钠6重量份，松香15重量份，水50重量份。

实施例4：

一种暂堵剂，由以下重量份组分组成：

聚酰胺改性酚醛树脂20重量份，硼改性酚醛树脂10重量份，萜烯树脂15重量份，聚丙烯醇纤维3重量份，改性聚酯纤维3重量份，聚氨酯纤维4重量份，脂肪酸甘油酯25重量份，亚硫酸氢钠8重量份，松香20重量份，水30重量份，碳酸钙5重量份，氧化钙5重量份，二氧化钛5重量份。

实施例5：

一种暂堵剂，由以下重量份组分组成：

聚酰胺改性酚醛树脂20重量份，硼改性酚醛树脂10重量份，萜烯树脂15重量份，聚丙烯醇纤维3重量份，改性聚酯纤维3重量份，聚氨酯纤维4重量份，脂肪酸甘油酯25重量份，亚硫酸氢钠8重量份，松香20重量份，水30重量份，碳酸钙5重量份，二氧化钛10重量份。

对比例1(一种现有暂堵剂)：

一种暂堵剂，由以下重量份组分组成：

20份N-异丙基丙烯酰胺单体，10份丙烯酰胺，7份聚丙烯酸微凝胶，2份过硫酸钾，8份碳酸钙，50～100份水。

对比例2：

一种暂堵剂，由以下重量份组分组成：

聚酰胺改性酚醛树脂20重量份，聚丙烯醇纤维3重量份，改性聚酯纤维3重量份，聚氨酯纤维4重量份，脂肪酸甘油酯25重量份，亚硫酸氢钠8重量份，水30重量份。

本对比例基于实施例2，与实施例的区别在于：

不含硼改性酚醛树脂、萜烯树脂和松香。

对比例3：

一种暂堵剂，由以下重量份组分组成：

聚酰胺改性酚醛树脂20重量份，硼改性酚醛树脂10重量份，聚丙烯醇纤维3重量份，改性聚酯纤维3重量份，聚氨酯纤维4重量份，脂肪酸甘油酯25重量份，亚硫酸氢钠8重量份，水30重量份。

本对比例基于实施例2，与实施例的区别在于：

不含萜烯树脂和松香。

对比例4：

一种暂堵剂，由以下重量份组分组成：

聚酰胺改性酚醛树脂15重量份，硼改性酚醛树脂15重量份，萜烯树脂15重量份，聚丙烯醇纤维3重量份，改性聚酯纤维3重量份，聚氨酯纤维4重量份，脂肪酸甘油酯25重量份，亚硫酸氢钠8重量份，松香20重量份，水30重量份。

本对比例基于实施例2，与实施例的区别在于：

聚酰胺改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂的重量比1:1。

对比例5：

一种暂堵剂，由以下重量份组分组成：

聚酰胺改性酚醛树脂10重量份，硼改性酚醛树脂20重量份，萜烯树脂15重量份，聚丙烯醇纤维3重量份，改性聚酯纤维3重量份，聚氨酯纤维4重量份，脂肪酸甘油酯25重量份，亚硫酸氢钠8重量份，松香20重量份，水30重量份。

本对比例基于实施例2，与实施例的区别在于：

聚酰胺改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂的重量比1:2。

一种暂堵剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)、将配方量的水加入到高温密闭熔炉中加热至50℃，然后将配方量的表面活性剂加入到熔炉中并充分搅拌，使表面活性剂完全溶解；

步骤2)、加热溶液至75～80℃并保持恒温，之后加入配方量的改性酚醛树脂，搅拌均匀；

步骤3)、然后加入萜烯树脂和松香使其熔融并搅拌均匀，最后加入可降解纤维并搅拌2小时，停止加热；

步骤4)、将搅拌均匀的溶液倒入离心容器中，冷却；

步骤5)、通过造粒机造粒，烘干；

步骤6)、将烘干后的颗粒进行粉碎获得暂堵剂。

将实施例1-实施例5，对比例1-对比例6所述的暂堵剂用于强度试验，试验过程如下：

将各暂堵剂至于水平压裂性容器中，在一定温度和压力下，暂堵剂变软融化，可用于填补裂缝，但是粘度过低，导致暂堵失效，所述水平压裂性容器的外部设置加热装置和环形加压装置，所述环形加压装置能够想显示压力，所述加热装置与温控装置连接，显示测试温度，所述水平压裂性容器与粘度计连接，在50℃下(地层温度通常会大于50℃，通过后续加入压裂液，压裂液的温度较低，中和后加入压裂液的地层温度在50℃左右)测量在40MPa/m-60MPa/m范围内的粘度变化，如表1所示：

表1

由表1的数据可以看出，随着压力增加，本发明的暂堵剂的粘度变化相对对比例的(现有暂堵剂)均为：粘度降低趋势低于与现有暂堵剂。

其中，如果配方不含硼改性酚醛树脂、萜烯树脂和松香，粘度降低趋势明显增加，不含萜烯树脂和松香时，粘度降低趋势增加，当聚酰胺改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂的重量比低于本发明所述范围时，粘度降低趋势大于本发明。

综上，本发明通过将改性酚醛树脂、萜烯树脂和松香同时加入本发明所述配方，且改性酚醛树脂包括一定比例的聚酰胺改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂，能够提高本发明所述暂堵剂的封堵强度，提高封堵效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种暂堵剂，其特征在于，包括以下重量份组分：

改性酚醛树脂20-30重量份，萜烯树脂15-20重量份，可降解纤维5-10重量份，表面活性剂20-30重量份，引发剂5-10重量份，松香10-20重量份，水20-50重量份。

2.根据权利要求1所述的一种暂堵剂，其特征在于，还包括支撑剂5-10重量份。

3.根据权利要求2所示所述的一种暂堵剂，其特征在于，所述支撑剂为碳酸钙和氧化钙的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种暂堵剂，其特征在于，还包括二氧化钛5-10重量份。

5.一种暂堵剂，其特征在于，由以下重量份组分组成：

改性酚醛树脂20-30重量份，萜烯树脂15-20重量份，可降解纤维5-10重量份，表面活性剂20-30重量份，引发剂5-10重量份，松香10-20重量份，水20-50重量份。

6.根据权利要求1或4所述的一种暂堵剂，其特征在于，所述改性酚醛树脂包括聚酰胺改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂，所述聚酰胺改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂的重量比为3-5：2。

7.根据权利要求1或4所述的一种暂堵剂，其特征在于，所述表面活性剂为非离子表面活性剂。

8.根据权利要求1或4所述的一种暂堵剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、亚硫酸氢钠和氯化钾按中的任意一种或多种。

9.根据权利要求1或4所述的一种暂堵剂，其特征在于，所述可降解纤维至少包括聚丙烯醇纤维、改性聚酯纤维和聚氨酯纤维中的一种。

10.一种如权利要求1-9任一项所述暂堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、将配方量的水加入到高温密闭熔炉中加热至50℃，然后将配方量的表面活性剂加入到熔炉中并充分搅拌，使表面活性剂完全溶解；

步骤2)、加热溶液至75～80℃并保持恒温，之后加入配方量的改性酚醛树脂，搅拌均匀；

步骤3)、然后加入萜烯树脂和松香使其熔融并搅拌均匀，最后加入可降解纤维并搅拌2小时，停止加热；

步骤4)、将搅拌均匀的溶液倒入离心容器中，冷却；

步骤5)、通过造粒机造粒，烘干；

步骤6)、将烘干后的颗粒进行粉碎获得暂堵剂。