CN111334269A - 一种新型压裂用暂堵剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种新型压裂用暂堵剂，由以下原料制备而成：小分子胶凝剂、瓜尔胶、高温稳定剂、增韧剂、稠化剂和分散剂；所述小分子胶凝剂具有如式Ⅰ所示结构。本发明新型压裂用暂堵剂具有良好的抗温、抗盐的性能特点。其自身不含水不溶物，也无需化学交联，不会产生水不溶物，因而也不会对地层造成堵塞伤害。该胶凝剂溶液触变性好、粘弹性强，易于粘附在裂缝和岩石表面实现封堵。
Description
技术领域
本发明涉及油田化学技术领域，具体涉及一种新型压裂用暂堵剂及其制备方法和应用。
背景技术
我国低渗透油田石油地质储量丰富，其资源量约占全国石油总资源量的30％，在已探明储量中，低渗透油藏的比例约占全国储量的2/3以上，开发潜力巨大。大多数低渗透储层在压裂改造后虽增产幅度较大，但产量仍然不高。近些年，各大油田均在压裂施工中采用段内多裂缝技术或是裂缝转向技术，加大对低渗储层的改造力度，将储层产量最大化。转向压裂技术是根据储层平面和纵向上的非均质性，以及不同区域、层位动用程度存在的差异，采用暂堵材料使裂缝方位发生偏离、转向，形成新的人工裂缝，打开新的油气渗流通道，更大限度地沟通动用程度低，甚至未动用的储层，以达到增产的目的。
压裂用暂堵剂是利用压裂暂堵剂泵入井内后选择性地进入封堵压裂胡老裂缝，不强烈堵塞底层岩石空隙，或通过有效地封堵射孔孔眼，并在垂直于老裂缝胡方位进行定向射孔技术重新射孔，改变压裂裂缝走向，造新缝，改善油流通道，达到增产目的。目前油田压裂用暂堵剂主要有水溶性暂堵剂和油溶性暂堵剂。
目前水溶性暂堵剂主要分为如下几类：①由植物胶、改性淀粉复配的产物，主要起暂堵作用的是植物淀粉，其溶解快，抗温能力不足，不能在温度较高的井使用，不能有效封堵较小孔隙裂缝，同时溶解过快造成承压能力下降，也影响了暂堵剂的暂堵转向效果；②骨胶粉改性的暂堵剂，该类暂堵剂生产工艺较为复杂，需要一定的温度和压力，生产过程中存在一定风险，合成出的产品非均质，产物波动性大；③无机盐类，通过覆膜降低无机盐溶解速率，起到暂堵作用，该类暂堵剂粒径较小，不能起到很好的封堵裂缝和炮眼的作用。
发明内容
本发明的目的在于提出一种抗衰老组合物及其制备方法，具有良好的抗衰老的效果。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种新型压裂用暂堵剂，由以下原料制备而成：小分子胶凝剂、瓜尔胶、高温稳定剂、增韧剂、稠化剂和分散剂；所述小分子胶凝剂具有如式Ⅰ所示结构：
所述高温稳定剂为硫代硫酸钠和/或甲醇。
作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量百分比制备而成：小分子胶凝剂3-5％、瓜尔胶10-15％、高温稳定剂1-2％、增韧剂22-37％、稠化剂27-35％和分散剂6-37％。
作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量百分比制备而成：小分子胶凝剂4％、瓜尔胶12％、高温稳定剂1.5％、增韧剂30％、稠化剂29％和分散剂23.5％。
作为本发明的进一步改进，所述小分子胶凝剂由以下方法合成：
S1.将9-芴甲基氯甲酸酯、三乙胺、间二苯胺混合反应，生成中间体，所述中间体的结构为
S2.将山梨糖酸内酯和中间体混合反应，生成如式Ⅰ所示小分子胶凝剂。
作为本发明的进一步改进，所述小分子胶凝剂的制备方法具体为：
S1.将9-芴甲基氯甲酸酯、过量的三乙胺溶于二氯甲烷，在冰浴下缓慢滴加间二苯胺的二氯甲烷溶液，边反应边搅拌，反应3-5h后，过滤，滤液加入无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液减压除去二氯甲烷和过量的三乙胺，得到中间体；
S2.将山梨糖酸内酯和中间体溶于甲醇中，回流反应8-10h，反应结束后冷却，过滤，所得固体用分别甲醇和水洗涤，干燥后得到淡黄色粉末，即式Ⅰ所示小分子胶凝剂。
优选地，所述9-芴甲基氯甲酸酯、二苯胺、三乙胺的物质的量之比为1:1：(2-4)。
优选地，所述山梨糖酸内酯和中间体的物质的量之比为(1.1-1.2)：1。
作为本发明的进一步改进，所述稠化剂为膨润土和/或硅胶，所述增韧剂为磺化沥青和/或磺化栲胶，所述分散剂为矿物油和/或丙三醇。
作为本发明的进一步改进，所述矿物油为白油。
本发明进一步保护一种上述新型压裂用暂堵剂的制备方法，包括以下步骤：在搅拌器搅拌条件下，按上述质量百分比缓慢加入高温稳定剂、增韧剂、稠化剂、分散剂，充分搅拌后，加热至30-40℃，继续加入小分子胶凝剂、瓜尔胶，继续充分搅拌，得到新型压裂用暂堵剂。
作为本发明的进一步改进，所述搅拌转速为300-1000r/min。
本发明进一步保护一种上述新型压裂用暂堵剂在老井重复压裂、非常规储层体积压裂、直井分层压裂、水平井分段压裂以及复杂情况井改造中的应用。
优选地，本发明所述新型压裂用暂堵剂的使用方法如下：在压裂井口连接好旁通管线，待水力压裂造缝后暂停压裂泵车，将新型压裂用暂堵剂通过水泥车从旁通管线泵入井底，泵送新型压裂用暂堵剂后无需侯凝，继续主压裂施工，实现缝内压裂转向；也可将新型压裂用暂堵剂泵入混砂车的混砂槽中，通过压裂车将新型压裂用暂堵剂泵入井底。
本发明具有如下有益效果：本发明制备了一种含苯环的糖类小分子胶凝剂，由于其空间位阻，其具有良好的胶凝能力，该水溶性小分子胶凝剂，在水溶液中，可以自组装形成物理交联结构，从而达到裂缝暂堵转向所需的结构强度。且这种物理交联结构是可逆的，可以实现凝胶-溶胶相转变，因而具有很强的剪切触变性。在泵送过程中，在强剪切作用下，自组装结构破坏，粘度低、流动性好，易于进入裂缝深部。当进入裂缝后，流速降低，剪切作用减弱，自组装结构又重新恢复，实现有效封堵。由于溶液的这种特性，使其具有自动识别裂缝、对裂缝封堵率高的特点。且本发明方法制备简单，产率高，应用面广。
本发明通过添加适量的瓜尔胶与含苯环的糖类小分子胶凝剂进行复配，两者的协同作用使得其具有更好的封堵裂缝和炮眼的作用，通过调配瓜尔胶与含苯环的糖类小分子胶凝剂的含量，可以根据裂缝尺寸定制，可有效封堵不同尺度裂缝和炮眼，且常压生产，生产风险较小、生产工艺简单、安全可靠。
本发明通过添加高温稳定剂，使得该含苯环的糖类小分子胶凝剂和瓜尔胶协同后，还具有良好的抗温、抗盐的性能特点。其自身不含水不溶物，也无需化学交联，不会产生水不溶物，因而也不会对地层造成堵塞伤害。该胶凝剂溶液触变性好、粘弹性强，易于粘附在裂缝和岩石表面实现封堵。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1小分子胶凝剂
合成路线：
S1.将1mol 9-芴甲基氯甲酸酯(化合物A)、2mol三乙胺溶于100mL二氯甲烷，在冰浴下缓慢滴加1mol间二苯胺(化合物B)的二氯甲烷溶液(体积为50mL)，边反应边搅拌，反应3h后，过滤，滤液加入无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液减压除去二氯甲烷和过量的三乙胺，得到中间体(化合物C)；
S2.将1.1mol山梨糖酸内酯(化合物D)和1mol中间体(化合物C)溶于200mL甲醇中，回流反应8h，反应结束后冷却，过滤，所得固体用分别甲醇和水洗涤，干燥后得到淡黄色粉末，即小分子胶凝剂(化合物E)，产率90％。
将制备的小分子胶凝剂经分离提纯后，以KBr压片制样，进行FTIR检测，结果如下：3455cm-1左右的宽峰对应芳环中羟基的伸缩振动吸收峰，3342cm-1为-NH的伸缩振动峰，3085cm-1处的吸收峰为芳环上C-H骨架伸缩振动吸收峰，1642cm-1为C＝C的伸缩振动峰，1585-1557cm-1为芳环C-C骨架的特征吸收峰，1522cm-1为-NH的弯曲振动峰，1242cm-1左右的吸收峰为-C-O-C-的伸缩振动吸收。
制备的小分子胶凝剂的分子结构表征如下:[THF-d8/Me4Si,400MHz]δ15.2(d,2H),8.07(d,2H),8.02(s,1H),7.84(d,2H),7.55(d,2H),7.21-7.48(m,7H),4.72(d,2H),4.46(d,1H),3.97(d,1H),3.81～3.56(dd,2H),3.42(td,1H),2.02(m,3H)。
实施例2小分子胶凝剂
S1.将1mol 9-芴甲基氯甲酸酯(化合物A)、4mol三乙胺溶于100mL二氯甲烷，在冰浴下缓慢滴加1mol间二苯胺(化合物B)的二氯甲烷溶液(体积为50mL)，边反应边搅拌，反应5h后，过滤，滤液加入无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液减压除去二氯甲烷和过量的三乙胺，得到中间体(化合物C)；
S2.将1.2mol山梨糖酸内酯(化合物D)和1mol中间体(化合物C)溶于200mL甲醇中，回流反应10h，反应结束后冷却，过滤，所得固体用分别甲醇和水洗涤，干燥后得到淡黄色粉末，即小分子胶凝剂(化合物E)，产率92％。
实施例3
由以下原料按重量百分比制备而成：小分子胶凝剂3％、瓜尔胶10％、高温稳定剂硫代硫酸钠1％、增韧剂磺化栲胶22％、稠化剂膨润土27％和分散剂丙三醇37％。
制备方法包括以下步骤：在搅拌器搅拌条件下，搅拌转速为300r/min，按上述质量百分比缓慢加入高温稳定剂硫代硫酸钠、增韧剂磺化栲胶、稠化剂膨润土、分散剂丙三醇，充分搅拌后，加热至30℃，继续加入小分子胶凝剂、瓜尔胶，继续充分搅拌，得到新型压裂用暂堵剂。
使用方法：将新型压裂用暂堵剂泵入混砂车的混砂槽中，通过压裂车将新型压裂用暂堵剂泵入井底。
实施例4
由以下原料按重量百分比制备而成：小分子胶凝剂5％、瓜尔胶15％、高温稳定剂甲醇2％、增韧剂磺化沥青37％、稠化剂硅胶35％和分散剂丙三醇6％。
制备方法包括以下步骤：在搅拌器搅拌条件下，搅拌转速为1000r/min，按上述质量百分比缓慢加入高温稳定剂甲醇、增韧剂磺化沥青、稠化剂硅胶、分散剂丙三醇，充分搅拌后，加热至40℃，继续加入小分子胶凝剂、瓜尔胶，继续充分搅拌，得到新型压裂用暂堵剂。
使用方法：在压裂井口连接好旁通管线，待水力压裂造缝后暂停压裂泵车，将新型压裂用暂堵剂通过水泥车从旁通管线泵入井底，泵送新型压裂用暂堵剂后无需侯凝，继续主压裂施工，实现缝内压裂转向。
实施例5
由以下原料按重量百分比制备而成：小分子胶凝剂4％、瓜尔胶12％、高温稳定剂硫代硫酸钠1.5％、增韧剂磺化沥青30％、稠化剂硅胶29％和分散剂矿物油23.5％。
制备方法包括以下步骤：在搅拌器搅拌条件下，搅拌转速为700r/min，按上述质量百分比缓慢加入高温稳定剂硫代硫酸钠、增韧剂磺化沥青、稠化剂硅胶、分散剂矿物油，充分搅拌后，加热至35℃，继续加入小分子胶凝剂、瓜尔胶，继续充分搅拌，得到新型压裂用暂堵剂。
使用方法：在压裂井口连接好旁通管线，待水力压裂造缝后暂停压裂泵车，将新型压裂用暂堵剂通过水泥车从旁通管线泵入井底，泵送新型压裂用暂堵剂后无需侯凝，继续主压裂施工，实现缝内压裂转向。
对比例1
与实施例5相比，未添加小分子胶凝剂，其他条件均不改变。
由以下原料按重量百分比制备而成：瓜尔胶16％、高温稳定剂硫代硫酸钠1.5％、增韧剂磺化沥青30％、稠化剂硅胶29％和分散剂矿物油23.5％。
制备方法包括以下步骤：在搅拌器搅拌条件下，搅拌转速为700r/min，按上述质量百分比缓慢加入高温稳定剂硫代硫酸钠、增韧剂磺化沥青、稠化剂硅胶、分散剂矿物油，充分搅拌后，加热至35℃，继续加入瓜尔胶，继续充分搅拌，得到新型压裂用暂堵剂。
使用方法：在压裂井口连接好旁通管线，待水力压裂造缝后暂停压裂泵车，将新型压裂用暂堵剂通过水泥车从旁通管线泵入井底，泵送新型压裂用暂堵剂后无需侯凝，继续主压裂施工，实现缝内压裂转向。
对比例2
与实施例5相比，未添加瓜尔胶，其他条件均不改变。
由以下原料按重量百分比制备而成：小分子胶凝剂16％、高温稳定剂硫代硫酸钠1.5％、增韧剂磺化沥青30％、稠化剂硅胶29％和分散剂矿物油23.5％。
制备方法包括以下步骤：在搅拌器搅拌条件下，搅拌转速为700r/min，按上述质量百分比缓慢加入高温稳定剂硫代硫酸钠、增韧剂磺化沥青、稠化剂硅胶、分散剂矿物油，充分搅拌后，加热至35℃，继续加入小分子胶凝剂，继续充分搅拌，得到新型压裂用暂堵剂。
使用方法：在压裂井口连接好旁通管线，待水力压裂造缝后暂停压裂泵车，将新型压裂用暂堵剂通过水泥车从旁通管线泵入井底，泵送新型压裂用暂堵剂后无需侯凝，继续主压裂施工，实现缝内压裂转向。
测试例1小分子胶凝剂的流变学
测试不同质量百分比浓度下，实施例1制备的小分子凝胶的流变学特性，不同浓度下小分子凝胶/水凝胶体系的储能模量G′随剪切应力σ的变化趋势，结果见表1。
表1
由表1可知，实施例1制备的小分子凝胶在室温下能够使水胶凝,并能通过增大剪切力使实施例1制备的小分子凝胶/水体系出现凝胶-溶胶相转变过程，表现出良好的剪切触变性。当小分子凝胶的质量百分比为0.1wt％增加到2wt％时，凝胶体系的G'值从10.15Pa逐渐增加到3702.13Pa,其相应的屈服应力从7.95Pa增加到154.57Pa.这表明凝胶的流变学性质(机械强度和稳定性)受体系中胶凝剂浓度的影响较大，随着体系中胶凝剂浓度的增大而加强，其中，当小分子凝胶的质量百分比为1.2wt％时，凝胶体系的G'值为102.73Pa，相应的屈服应力为30.67Pa，在此浓度下小分子凝胶的添加量比较适合。
测试例2油溶性能和使用性能
将本发明实施例3-5和对比例1-2制备的新型压裂用暂堵剂，以及市售压裂用暂堵剂(购于荆州市伟创化工科技有限公司)进行使用性能测试，结果见表2和表3。
表2油溶性能
表3使用性能
| 项目 | 残渣含量(％) | 抗压强度(MPa) | 突破压力(Mpa) | 弹性模量(GPa) |
| 实施例3 | 1.2 | 12.2 | 9.0 | 0.75 |
| 实施例4 | 1.9 | 12.9 | 8.9 | 0.77 |
| 实施例5 | 1.0 | 12.7 | 8.7 | 0.69 |
| 对比例1 | 7.7 | 11.9 | 9.7 | 1.12 |
| 对比例2 | 6.5 | 10.7 | 11.2 | 0.98 |
| 市售 | 5.3 | 9.5 | 10.8 | 1.01 |
由上表可知，本发明实施例3-5制备的新型压裂用暂堵剂具有较好的油溶性，不会造成油层的污染；残渣含量更低，不会对地层产生过渡的二次污染；弹性模量小，易变形，在地层中封堵效果好，明显优于对比例1、2和市售产品。
对比例1和对比例2与实施例5相比，分别未添加小分子胶凝剂或瓜尔胶，其油溶性下降，且突破压力增大，弹性模量增大，可见，两者的添加具有协同增效的作用。
与现有技术相比，本发明制备了一种含苯环的糖类小分子胶凝剂，由于其空间位阻，其具有良好的胶凝能力，该水溶性小分子胶凝剂，在水溶液中，可以自组装形成物理交联结构，从而达到裂缝暂堵转向所需的结构强度。且这种物理交联结构是可逆的，可以实现凝胶-溶胶相转变，因而具有很强的剪切触变性。在泵送过程中，在强剪切作用下，自组装结构破坏，粘度低、流动性好，易于进入裂缝深部。当进入裂缝后，流速降低，剪切作用减弱，自组装结构又重新恢复，实现有效封堵。由于溶液的这种特性，使其具有自动识别裂缝、对裂缝封堵率高的特点。且本发明方法制备简单，产率高，应用面广。
本发明通过添加适量的瓜尔胶与含苯环的糖类小分子胶凝剂进行复配，两者的协同作用使得其具有更好的封堵裂缝和炮眼的作用，通过调配瓜尔胶与含苯环的糖类小分子胶凝剂的含量，可以根据裂缝尺寸定制，可有效封堵不同尺度裂缝和炮眼，且常压生产，生产风险较小、生产工艺简单、安全可靠。
本发明通过添加高温稳定剂，使得该含苯环的糖类小分子胶凝剂和瓜尔胶协同后，还具有良好的抗温、抗盐的性能特点。其自身不含水不溶物，也无需化学交联，不会产生水不溶物，因而也不会对地层造成堵塞伤害。该胶凝剂溶液触变性好、粘弹性强，易于粘附在裂缝和岩石表面实现封堵。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型压裂用暂堵剂，其特征在于，由以下原料制备而成：小分子胶凝剂、瓜尔胶、高温稳定剂、增韧剂、稠化剂和分散剂；所述小分子胶凝剂具有如式Ⅰ所示结构：
所述高温稳定剂为硫代硫酸钠和/或甲醇。
2.根据权利要求1所述一种新型压裂用暂堵剂，其特征在于，由以下原料按重量百分比制备而成：小分子胶凝剂3-5％、瓜尔胶10-15％、高温稳定剂1-2％、增韧剂22-37％、稠化剂27-35％和分散剂6-37％。
3.根据权利要求2所述一种新型压裂用暂堵剂，其特征在于，由以下原料按重量百分比制备而成：小分子胶凝剂4％、瓜尔胶12％、高温稳定剂1.5％、增韧剂30％、稠化剂29％和分散剂23.5％。
4.根据权利要求1所述一种新型压裂用暂堵剂，其特征在于，所述小分子胶凝剂由以下方法合成：
S1.将9-芴甲基氯甲酸酯、三乙胺、间二苯胺混合反应，生成中间体，所述中间体的结构为
S2.将山梨糖酸内酯和中间体混合反应，生成如式Ⅰ所示小分子胶凝剂。
5.根据权利要求4所述一种新型压裂用暂堵剂，其特征在于，所述小分子胶凝剂的制备方法具体为：
S1.将9-芴甲基氯甲酸酯、过量的三乙胺溶于二氯甲烷，在冰浴下缓慢滴加间二苯胺的二氯甲烷溶液，边反应边搅拌，反应3-5h后，过滤，滤液加入无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液减压除去二氯甲烷和过量的三乙胺，得到中间体；
S2.将山梨糖酸内酯和中间体溶于甲醇中，回流反应8-10h，反应结束后冷却，过滤，所得固体用分别甲醇和水洗涤，干燥后得到淡黄色粉末，即式Ⅰ所示小分子胶凝剂。
6.根据权利要求1所述一种新型压裂用暂堵剂，其特征在于，所述稠化剂为膨润土和/或硅胶，所述增韧剂为磺化沥青和/或磺化栲胶，所述分散剂为矿物油和/或丙三醇。
7.根据权利要求6所述一种新型压裂用暂堵剂，其特征在于，所述矿物油为白油。
8.一种如权利要求1-7任一项权利要求所述新型压裂用暂堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在搅拌器搅拌条件下，按上述质量百分比缓慢加入高温稳定剂、增韧剂、稠化剂、分散剂，充分搅拌后，加热至30-40℃，继续加入小分子胶凝剂、瓜尔胶，继续充分搅拌，得到新型压裂用暂堵剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌转速为300-1000r/min。
10.一种如权利要求1-7任一项权利要求所述新型压裂用暂堵剂在老井重复压裂、非常规储层体积压裂、直井分层压裂、水平井分段压裂以及复杂情况井改造中的应用。
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| CN112228002A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-15 | 大庆康盛石油节能科技开发有限公司 | 射孔油层近井地带封堵装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102093864A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-06-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油水井重复压裂用暂堵转向剂及其制备方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112228002A (zh) * | 2020-09-09 | 2021-01-15 | 大庆康盛石油节能科技开发有限公司 | 射孔油层近井地带封堵装置 |
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