应用于油气田的可降解树脂材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了应用于油气田的可降解树脂材料及其制备方法。该应用于油气田的可降解树脂材料的制备方法为使聚羟基乙酸、聚己内酯和聚乳酸中的两种或三种聚合物和扩链剂进行熔融混炼反应，制备得到树脂合金，即为所述的应用于油气田的可降解树脂材料。该应用于油气田的可降解树脂材料由上述方法制备得到，可以制备成片状、粉末、颗粒、球等形状，或者由聚羟基乙酸、聚己内酯和聚乳酸中的一种制备成片状、粉末、颗粒、球等形状，在油气井各种施工(钻井、完井、修井和酸化压裂)作业中，用于暂堵降滤保护储层，暂时封堵炮眼、已施工的层段等，具有可完全降解、对地层零伤害的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及，属于石油天然气开采

技术介绍
在油气井各种施工作业中，如钻井、完井、修井或增产作业过程中，广泛使用降滤 失材料来降低工作液对储层的侵入，减少其对储层的伤害。使用的降滤失剂对储层裂缝、孔 隙进行堵塞，从而降低工作液侵入，封堵储层的孔隙喉道、裂缝，待作业完成后，该些封堵材 料也同样堵住了油气从储层流入井筒，对储层带来伤害。 为了降低降滤失剂对储层带来伤害，通常使用暂堵性材料，在施工作业完成后暂 堵性的降滤失剂会自行溶解、降解而消失，该是油田工程科技人员一直追求的目标。 经常使用的暂堵剂主要有水溶性、酸溶性和油溶性=类。水溶性有聚合物类，如聚 丙締酷胺、聚己締醇等，水溶性无机盐类主用于饱和盐水体系中，如氯化钟、氯化钢等盐粒。 酸溶性主要是碳酸巧颗粒，待施工作业完成后，使用盐酸来解除。油溶性的暂堵剂主要是一 些树脂材料，如C6-C10的树脂，渐青等。 但该些暂堵性材料均存在一些缺点和不足，水溶性暂堵材料，其携带液需要是有 机姪类，且在作业完成后，需要地层中有足够量的水，在后续排液过程中，地层的产出水将 其溶解，解除其暂堵，疏通油气通道，如果地层没有足够的水，或地层压力不足，没有足够的 水产出，就需要后续在向地层中挤注水，来溶解该些水溶性暂堵材料，经常无法完全将其溶 解解除，给地层带来一定的损害；酸溶性暂堵材料，在完成暂堵作业功能后，需要注入酸液 对其暂堵材料进行酸溶，解除其堵塞，对于酸敏性储层不适合，就是非酸敏性储层，也要增 加一次作业，增加作业费用，由于无法保证酸液对所有的暂堵材料充分浸泡，导致无法完全 将其溶解，解除其油气通道的堵塞；对于油溶性暂堵材料，首先不适用气井，其二，就是油 井，由于地层原油只是对暂堵的前缘接触，当溶解达到饱和时，主要靠扩散对流，来实现缓 慢溶解，该导致接触时间长，且不充分，对地层存在一定的损害。 基于现有的暂堵材料存在W上的不足，需要专利技术能在地层中仅靠地层温度就可W 降解的材料。由于油气藏埋深不同，因此，油气井的井底温度也不同，如大庆油田主力储层 埋深只有1000-1600米，井底温度只有50-60°C，如塔里木油田塔中、塔北、库车山前等油气 藏，埋深5000-8000米，井底温度为130-180°C，该就要求可降解材料在不同温度条件下可 W降解。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供应用于油气田的可降解树脂材料及 其制备方法。该可降解树脂材料是在地层温度下就可W降解的新型材料，在油气井各种施 工作业中能够起到暂堵等作用，对地层零伤害。[000引为达到上述目的，本专利技术提供了应用于油气田的可降解树脂材料的制备方法，其 包括w下步骤：使聚合物和扩链剂进行烙融混炼反应（优选是在氮气保护下进行的），制备 得到树脂合金，即为所述的应用于油气田的可降解树脂材料，其中所述聚合物包括聚哲基 己酸（PGA)、聚己内醋（PCL)和聚乳酸（PLA)中的两种或立种。 在本专利技术中，所采用的聚己内醋的结构式中具有H- (0-畑2)广CO)。-(化其玻璃化 温度为-60°C，烙点为60°C，因此将该聚合物用于高于60°C的油气井施工作业的暂堵剂难 度大。所采用的聚哲基己酸是具有-(0-CH2-C0)-所示的己醇酸重复单元的均聚物，其玻璃 化温度（Tg)为36°C左右，在储层温度条件下其结构中的醋基可完全降解，降解速度快，降 解中间产物是哲基己酸，最终产物是二氧化碳和水。所采用的聚乳酸（结晶成型的聚乳酸） 烙点为180-210°C，其分子结构中的醋基都可W在储层温度下完全降解，最终产物是二氧化 碳和水。可见，聚哲基己酸（PGA)、聚己内醋（PCL)和聚乳酸（PLA)该S种聚合物均可W在 储层条件下（地层温度和地层水）降解，降解的最终产物均为水和二氧化碳，对环境友好， 不污染储层岩石和地层水。 在上述的制备方法中，优选地，W所述聚合物的总质量为基准，所述聚合物由 10-90%的聚哲基己酸和10-90%的聚己内醋组成（二者之和为100%);或者由10-90%的 聚哲基己酸和10-90%的聚乳酸组成（二者之和为100% );或者由10-90%的聚己内醋和 10-90%的聚乳酸组成（二者之和为100% );或者由10-80%的聚哲基己酸、10-60%的聚 己内醋和10-70%的聚乳酸组成者之和为100% )。 在本专利技术中，通过使聚哲基己酸、聚己内醋和聚乳酸中的两种或=种与扩链剂进 行烙融混炼而形成的树脂合金具有新的结构，其力学性能、化学性能均发生改变。通过调整 各聚合物的比例，能够形成一定比例多段镶嵌的结构，W得到不同强度、不同温度降解的材 料，满足不同深度油气井的不同施工目的的暂堵材料的要求。具体而言，聚己内醋在地层温 度下可完全分解成二氧化碳和水，结晶烙点低，只有60°C，将该聚合物用于高于60°C的油 气井施工作业的暂堵剂难度大，但是通过与另外两种聚合物中一种或两种W及扩链剂进行 混炼，所制得的树脂合金就可W具有新的力学、化学性能。 在上述的制备方法中，优选地，所述聚哲基己酸的重均分子量为1万-12万（更优 选采用聚哲基己酸切片）；所述聚己内醋的重均分子量为1万-15万（更优选采用聚己内 醋切片）；所述聚乳酸的重均分子量为1万-15万（更优选采用聚乳酸切片）。 根据本专利技术的【具体实施方式】，优选地，上述的制备方法还包括W下步骤：对所述聚 合物进行真空揽拌干燥前处理，使聚哲基己酸、聚己内醋和聚乳酸的含水量均低于0.Iwt% (重量百分含量），更优选地，低于0.oiwt% ;尤为优选地，对所述聚哲基己酸的前真空揽拌 干燥为：在90-105°C、真空度低10-100千帕下，揽拌干燥2-8小时（更优选为4-6小时）； 对所述聚己内醋的真空揽拌干燥为：在50-55°C、真空度10-100千帕下，揽拌干燥5-16小 时；对所述聚乳酸的真空揽拌干燥为；在80-95°C、真空度10-100千帕下，揽拌干燥2-12小 时（更优选为6-8小时）。经过所述前处理后，使=种聚合物的含水量低于0. 1%，最好低 于0. 01%，该样有利于后续的烙融混炼反应的进行。 根据本专利技术的【具体实施方式】，优选地，上述的制备方法还包括W下步骤：在进行所 述烙融混炼反应时，加入无机纳米材料，制备得到树脂纳米合金，即为所述的油气田作业用 的可降解树脂材料；其中所述无机纳米材料包括纳米二氧化娃和/或纳米二氧化铁，其颗 粒直径为5-20nm，所述无机纳米材料的添加量为所述聚合物总质量的0. 01-3%。 在上述的制备方法中，优选地，所述扩链剂为含活性基团环氧基的扩链剂，优选为 己斯夫股份公司炬ASFS巧生产的ADR-4300、ADR-4370和ADR-4380的一种或几种的组合。 更优选地，所述扩链剂为ADR-4370,其每个分子中均含有9个活性基团环氧基。 在上述的制备方法中，优选地，所述扩链剂的添加量为所述聚合物总质量的 0. 05% -5. 0%，优选地，所述扩链剂的添加量为所述聚合物总质量的0. 1-0. 3%。 本专利技术选用聚哲基己酸、聚己内醋和聚乳酸可W降解的聚合物作为基础原料预聚 体分子，其端基均为哲基和駿基，可W与含活性基团环氧基的扩链剂反应；例如己斯夫股份 公司生产的ADR本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用于油气田的可降解树脂材料的制备方法，其包括以下步骤：使聚合物和扩链剂进行熔融混炼反应，制备得到树脂合金，即为所述的应用于油气田的可降解树脂材料，其中所述聚合物包括聚羟基乙酸、聚己内酯和聚乳酸中的两种或三种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周福建，周翠红，王旻，周志澎，左洁，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，北京科麦仕油田化学剂技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11