一种暂堵剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及油藏开发用暂堵剂领域，特别涉及一种暂堵剂及其制备方法。一种暂堵剂，为亲油性的固相有机酸微粒外依次设置有有机树脂层和柔性凝胶层；柔性凝胶层由丙烯酰胺、有机交联剂和引发剂交联而成。本发明专利技术提供的暂堵剂，使用乙醇稀释的油溶性分散处理剂对其表面进行处理得到亲油性的固相有机酸微粒；然后与油溶性表面涂覆剂A按比例混合后进行一次涂覆处理，中温静置后进行烘干处理，得到表面涂覆暂堵剂母剂；将该母剂与表面涂覆剂B按体积比混合后进行二次涂覆处理，而后造粉，即得到所需的表面涂覆暂堵剂。本发明专利技术的暂堵剂对高渗基质和微裂缝具有很好的封堵性能，在水基溶液中的自消溶率高，在水力压裂过程中具有很好的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种暂堵剂及其制备方法
本专利技术涉及油藏开发用暂堵剂领域，具体而言，涉及一种暂堵剂及其制备方法。
技术介绍
水力压裂是提高低渗透油藏开发效果的关键技术，暂堵剂是水力压裂中常用的化学剂之一。暂堵剂的主要功效是对天然裂缝及水力压裂初期在近井地带形成的裂缝进行暂时封堵，减少压裂液滤失而诱发压裂液转向提高压裂形成裂缝的复杂程度的问题。中国专利技术专利申请CN103725277A中提出在可溶性暂堵剂颗粒中加入一定条件下可溶解的纤维，从而形成了一种纤维复合暂堵剂，该专利技术的暂堵剂具有封堵效果好、压裂酸化后容易自动解堵、对储层的伤害小的优点，显著提高了施工成功率。中国专利技术专利申请CN107129560A中使用玉米淀粉、茯苓多糖、纤维素和异丙醇等基料制备了一种颗粒暂堵剂，该暂堵剂具有耐120℃高温性能。中国专利技术专利申请CN107090282A中使用水溶性高分子、可降解纤维、砂子等制备了一种混合型暂堵剂，可以通过控制起粘时间和注入速度来控制其封堵位置，封堵强度大，有利于后续的压裂开新缝，进一步提高油气井的产量。然而，目前的暂堵剂主要是由水溶性高分子聚丙烯酰胺与附加产物的反应或复配产物制成，制备成本较高，高温条件下溶解(或降解)效果较好，中低温条件下解堵速率较慢，故而导致解堵时间可控性较差。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种暂堵剂，该暂堵剂对高渗基质和微裂缝具有很好的封堵性能，在水基溶液中的自消溶率高，在水力压裂过程中具有很好的应用潜力。本专利技术的第二目的在于提供一种所述的暂堵剂的制备方法，该方法制得的暂堵剂解堵时间可控，制备成本低。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种暂堵剂，为亲油性的固相有机酸微粒外依次设置有有机树脂层和柔性凝胶层；所述柔性凝胶层由丙烯酰胺、有机交联剂和引发剂制成。由于现有的暂堵剂主要是由水溶性高分子聚丙烯酰胺与附加产物的反应或复配产物，制备成本较高，高温条件下溶解(或降解)效果较好，中低温条件下解堵速率较慢，故而导致解堵时间可控性较差。因而，有必要研发一种适用于水力压裂的、各种温度条件下暂堵和解堵时间可控的、制备成本低、的暂堵剂，对于提高水力压裂效果具有重要意义。本专利技术提供的暂堵剂，使用在水溶液中具有较低溶解性能的固相有机酸作为表面涂覆暂堵剂的基料，同时也作为表面涂覆暂堵剂的内核，构成了该暂堵剂具有在水基溶液中自消溶性能的要件；分别对其表面进行了一次涂覆处理和二次涂覆处理，一次涂覆处理主要使用了油溶性分散剂和有机树脂，固相有机酸颗粒可在加有油溶性分散剂的有机树脂中均匀分散，固化处理后有机树脂将可将其均匀涂覆，隔断与二次涂覆层及压裂液的联系；二次涂覆主要用到了低分子丙烯酰胺、有机交联剂和引发剂，通过上述化合物的反应在一次涂覆层外部形成一层柔性凝胶层，与高分子聚丙烯酰胺反应形成的凝胶层相比，上述二次涂覆凝胶层的柔性和韧性显著较高，有利于提高暂堵剂的封堵强度。本专利技术提供的自消溶型暂堵剂的自消溶原理是一次涂覆层有机树脂层在地层温度下会由低强度固相缓慢变化为高粘液相，导致内核固相有机酸与二次涂覆凝胶层呈点状接触，在酸性作用下，二次涂覆凝胶层发生破胶降解，有机酸得以释放出来；通过调节一次涂覆层有机树脂层与二次涂覆凝胶层的厚度，即可对固相有机酸的释放速率进行调控，从而控制暂堵剂的自消溶速率；此外，一次涂覆层有机树脂层以及破胶后的二次涂覆凝胶层可随压裂液高效返排，减少对裂缝的伤害。此外，与传统水溶性暂堵剂相比，本专利技术制备的暂堵剂封堵效率高，适用于中高温地层，24h自消溶率高于90％。进一步地，所述固相有机酸主要由水杨酸、酒石酸、苯甲酸、苯乙酸中一种或多种组成。优选地，所述固相有机酸微粒平均粒径不高于50μm，如固相有机酸微粒平均粒径可以为20μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm等等。优选地，所述暂堵剂的平均粒径在70-200μm之间。如暂堵剂的平均粒径可以为70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、115μm、120μm、130μm、135μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm等等。进一步地，所述有机树脂层由有机硅树脂和有机氟树脂中的一种或多种涂覆制成。优选地，所述有机交联剂包括N-羟甲基丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或多种。进一步地，所述引发剂包括过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或多种。本专利技术还提供了上述的暂堵剂的制备方法，包括以下步骤：(a)亲油性的固相有机酸微粒与油溶性表面涂覆剂A混合，进行涂覆处理，静置后烘干处理，得到表面一次涂覆暂堵剂；(b)所述表面一次涂覆暂堵剂加入到由丙烯酰胺、有机交联剂与引发剂组成的表面涂覆剂B中后恒温静置反应，进行二次涂覆处理，得到表面二次涂覆暂堵剂；(c)将所述表面二次涂覆暂堵剂烘干处理，即可。本专利技术中，步骤(a)中，烘干处理后，一般进行研磨造粉，由于涂覆剂A比较粘稠，因此，通过研磨将连在一起的粉末进行分离。油溶性表面涂覆剂A由有机硅树脂和有机氟树脂中的一种或多种组成，涂覆后，得到有机树脂层。同样地，步骤(c)中，表面二次涂覆暂堵剂烘干处理后，一般进行研磨造粉，是将连在一起的粉末进行分离。当然，也可采用其他手段进行分离连在一起的粉末。另外，若是没有连在一起的粉末，则不需要处置。本专利技术提供的暂堵剂的制备方法，为一种水力压裂用自消溶型表面涂覆暂堵剂，在水力压裂过程中实现对高渗基质和近井地带微裂缝的长效暂堵功效，减少压裂液在近井地带的滤失，促使其向裂缝深部运移。本专利技术的表面涂覆暂堵剂具有在水基溶液中缓慢自消溶功效，减少对压裂形成微裂缝导流能力的伤害。进一步地，所述亲油性的固相有机酸微粒通过以下方法制备：固相有机酸微粒加入到油溶性分散处理剂中，静置后低温烘干，即得。为了达到较好的分散效果，优选地，所述油溶性分散处理剂中的固相有机酸微粒体积占比为20％-30％；静置的时间为12-24h，烘干的温度为40-60℃。优选地，所述油溶性分散处理剂为Span60、Span80、Tween80中的一种或多种组成。为了更均一的分散，进一步地，所述油溶性分散处理剂在使用前还经过醇类溶剂稀释；稀释后的油溶性分散处理剂在所述醇类溶剂中的质量浓度为2％-5％。所述醇类溶剂优选为乙醇或甲醇。进一步地，在步骤(a)中，所述亲油性的固相有机酸微粒与所述油溶性表面涂覆剂A以体积比4-6:1混合，静置温度为50-60℃。进一步地，在步骤(b)中，所述表面一次涂覆暂堵剂与所述表面涂覆剂B的体积比为5-8:1，30-50℃温度下静置反应20-24h。通过控制涂覆剂A和涂覆剂B的添加比例，对固相有机酸的释放速率进行调控，从而控制暂堵剂的自消溶速率。优选地，在步骤(c)中，所述表面二次涂覆暂堵剂的烘干处理的温度为40-60℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术提供的暂堵剂，一次涂覆层有机树脂层在地层温度下会由低强度固相缓慢变化为高粘液相，导致内核固相有机酸与二次涂覆凝胶层呈点状接触，在酸性作用下，二次涂覆凝胶层发生破胶降解，有机酸得以释放出来。通过调节一次涂覆层有机树脂层与二次涂覆凝胶层的厚度，即可对固相有机酸的释放速率进行调控，从而控制暂堵剂的自消溶速率。(2)此外，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种暂堵剂，其特征在于，为亲油性的固相有机酸微粒外依次设置有有机树脂层和柔性凝胶层；所述柔性凝胶层由丙烯酰胺、有机交联剂和引发剂制成。

【技术特征摘要】
1.一种暂堵剂，其特征在于，为亲油性的固相有机酸微粒外依次设置有有机树脂层和柔性凝胶层；所述柔性凝胶层由丙烯酰胺、有机交联剂和引发剂制成。2.根据权利要求1所述的暂堵剂，其特征在于，所述固相有机酸主要由水杨酸、酒石酸、苯甲酸、苯乙酸中一种或多种组成；优选地，所述固相有机酸微粒平均粒径不高于50μm；优选地，所述暂堵剂的平均粒径在70-200μm之间。3.根据权利要求1-4任一项所述的暂堵剂，其特征在于，所述有机树脂层由有机硅树脂和有机氟树脂中的一种或多种涂覆制成。4.根据权利要求1-4任一项所述的暂堵剂，其特征在于，所述有机交联剂包括N-羟甲基丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或多种；所述引发剂包括过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或多种。5.权利要求1-3任一项所述的暂堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)亲油性的固相有机酸微粒与油溶性表面涂覆剂A混合，进行涂覆处理，静置后烘干处理，得到表面一次涂覆暂堵剂；(b)所述表面一次涂覆暂堵剂加入到由丙烯酰胺、有机交联剂与引发剂组成的表面涂覆剂B中后恒温静置反应，进行二次涂覆处理，得到表面二次涂覆暂堵剂；(c)将所述表面二次涂覆暂堵剂烘干处理，即可。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：白英睿，纪圆，王增宝，赵修太，赵梦云，尚校森，李雪鹏，陈桾泽，何海峰，陈安胜，宋立阳，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37