一种暂堵压裂用可降解材料及其制备方法技术

一种暂堵压裂用可降解材料及其制备方法，按照质量百分比计，将己交酯共聚物40％‑55％、丙交酯共聚物44.3％‑56％、抗氧剂0.1％‑1％、热稳定剂0.1％‑1％以及抗冲击改进剂0.5％‑2％，混合均匀，得到混合样品；混合样品经双螺杆挤出机的双螺杆搅拌，从机头挤出，然后下垂落入水槽内，再拉至牵引机，并送至切粒机的卡槽，经粉碎后过筛得到暂堵压裂用可降解材料。本发明专利技术由己交酯共聚物和丙交酯共聚物通过熔融加工制备脂肪族聚酯的无规共聚物。此时的材料呈现颗粒状，具有合适的硬度和分散性以及较好的耐热性和可加工性，从而制备了降解速度较快、结晶度较低的可降解材料。

A kind of degradable material for temporary plugging and fracturing and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种暂堵压裂用可降解材料及其制备方法
本专利技术涉及一种封堵材料，具体涉及一种暂堵压裂用可降解材料及其制备方法。
技术介绍
随着石油产品价格的逐步上扬，世界各国对油田开发的再次开发成为热点，目前，各国大部分油田均采用注水开发，即使是经过注水开发也仅能获得25％-35％的地下原油，油层中仍有大量未动用的储层或动用程度较低的油层存在。随着注水油田长期不断开发，进入开发中后期阶段以后，出现油田综合含水上升，油田开采效益逐年变差。各国大多数采取通过对作业井某些层面进行短时期的暂堵，从而对目的层原油进行开采，以提高原油的采收率。各国对石油开采暂堵剂的研究一直没有中断过，而将石油作业与环保结合起来，研制出一种既满足工程上暂时封堵的需要，又不污染地质，而且在不同条件下，可以对材料降解时间进行调节的环保型可降解石油开采暂堵剂对于油田的再次开发及提高原油采收率有着重要意义。虽然一些压裂暂堵剂在一些油田取得了一定的效果，但是针对压裂堵剂的研究仍然较少。虽然现有很多堵剂在堵水方面成功应用的例子，但是这些堵剂是针对油田控水稳油要求提出来的，只能满足一般堵水作业要求。因此，将这些堵剂照搬到暂堵压裂中应用是不切实际的。研制一种针对低渗透油气田新型可降解暂堵材料的暂堵剂是有必要的，具有积极作用。现在国内外油田中应用的压裂用暂堵剂主要包括水溶性暂堵剂、酸溶性暂堵剂、油溶性暂堵剂三大类。酸溶性暂堵剂主要是CaCO3类产品，仅能在孔喉或裂缝处架桥封堵，封堵效果不佳。油溶性暂堵剂主要是溶于油的暂堵剂，但现在油田大多处于高含水开发阶段，压裂完成后不易返排，污染地层。油溶性树脂类的暂堵剂主要是具有较高熔点的树脂类产品，有松香和松香改性物、聚氨酯、油溶性树脂等。这些材料不溶于水，在原油中能较好的溶解，对油层伤害小。水溶性暂堵剂亲水性良好，压裂完工后，溶于水，不污染地层，绿色环保，符合我们国家绿色油田环保的要求。水溶性暂堵剂被压裂液带到地层裂缝，在裂缝中架桥，堆积形成滤饼，封堵裂缝，封堵强度高，在压裂完成后，溶于地层水，可顺利返排出地面。目前，我国在储层井段的钻井过程中，尽管已广泛使用了水溶性、酸溶性和油溶性暂堵剂，并大力推广了暂堵技术，但总的来看，近年来在这方面的创新成果不多，实际上对一些特殊油气藏，如裂缝性油藏、气藏、高温油藏等，如何科学地实施暂堵技术保护油气层，仍有许多技术难题需要研究和解决。因此对于今后暂堵剂的开发应主要注意以下几个方面：1、选择廉价原料，优化工艺，提高性能，开发低成本、高性能、多功能的暂堵剂，特别是能适于不同地层情况的暂堵剂；2、加大暂堵剂的暂堵机理方面的理论研究，为今后暂堵剂的进一步研究开发提供理论基础；3、随着绿色油田化学品的日益发展，开发研制新型的可降解的暂堵剂已经成为人们关注的焦点，对新型高分子材料的研究与开发将是未来暂堵技术发展的主要驱势。根据压裂暂堵剂要求，在室内实验认知的基础上，暂堵材料性能应满足以下要求：①暂堵材料具有一定的承压强度，在压裂时能提供较高的突破压力；②暂堵材料在地层环境下必须具有一定变形但变形后有一定强度，应具有塑性特征，方能与刚性支撑剂混合后发挥更好的裂缝封堵效果；③水力压裂结束，在排液过程中暂堵材料可溶于水，快速排出；④暂堵材料可成型，根据需求可加工成一定外观、粒径，同时可调节自身密度；⑤常温下暂堵材料应具有一定强度，不粘泵、易泵送；⑥具体使用时施工简单方便，作业费用低；⑦生产所需原材料来源广，价格便宜；⑧原材料和其它助剂为环境友好，并对油气开采无显著影响，同时保证井下施工时井上设备及井筒的安全。针对低渗透储层暂堵压裂的暂堵转向材料需求，认为可降解材料是可自降解暂堵剂本体材料的理想选择，可降解材料使用后在自然界中可完全降解，降解产物为CO2、H2O等，对自然界没有危害。可降解材料包括光降解、热或氧化降解、生物降解、部分生物降解、水解型聚合物等。由于地层或自然界含有水和多种多样的微生物，所以生物可降解高分子最为适宜用作暂堵剂的本体材料，该类高分子即可水解，又可在微生物环境中发生降解。生物可降解高分子的种类较多，包括天然高分子(如纤维素、淀粉、蛋白质、多肽、木质素、甲壳素、壳聚糖等)、脂肪族聚酯、聚酰胺、脂肪族聚碳酸酯等。在生物可降解高分子中，脂肪族聚酯是最大的一类，其种类较多，材料性能可通过所使用单体的化学结构进行精确调控，常用的脂肪族聚酯包括聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酯(PCL)、聚(3-羟基丁酸酯)(P3HB)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乙丙交酯(PLGA)等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种暂堵压裂用可降解材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种暂堵压裂用可降解材料的制备方法，包括以下步骤：1)按照质量百分比计，将己交酯共聚物40％-55％、丙交酯共聚物44.3％-56％、抗氧剂0.1％-1％、热稳定剂0.1％-1％以及抗冲击改进剂0.5％-2％，混合均匀，得到混合样品；2)混合样品经双螺杆挤出机的双螺杆搅拌，从机头挤出，然后下垂落入水槽内，再拉至牵引机，并送至切粒机的卡槽，经粉碎后过筛得到暂堵压裂用可降解材料。本专利技术进一步的改进在于，己交酯共聚物通过以下过程制得：将己交酯与催化剂混合，然后在氮气保护下，于140～180℃下聚合反应1～5h，得到己交酯共聚物。本专利技术进一步的改进在于，催化剂为辛酸亚锡，催化剂的用量为己交酯的质量的0.1～0.3％。本专利技术进一步的改进在于，丙交酯共聚物通过以下过程制得：将丙交酯与催化剂混合，然后在氮气保护下，于130～180℃下聚合反应1～5h，得到丙交酯共聚物。本专利技术进一步的改进在于，催化剂为辛酸亚锡，催化剂的用量为丙交酯的质量的0.1～0.3％；抗氧剂为亚磷酸酯。本专利技术进一步的改进在于，热稳定剂为甘油与甘油酯的混合物；抗冲击改进剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。本专利技术进一步的改进在于，双螺杆挤出机的主机温度为170～180℃，牵引机的转速为10-30m/min；切粒机转速为100-300r/min。一种暂堵压裂用可降解材料，按照质量百分比计，包括己交酯共聚物40％-55％、丙交酯共聚物44.3％-56％、抗氧剂0.1％-1％、热稳定剂0.1％-1％以及抗冲击改进剂0.5％-2％。本专利技术进一步的改进在于，己交酯共聚物通过以下过程制得：将己交酯与催化剂混合，然后在氮气保护下，于140～180℃下聚合反应1～5h，得到己交酯共聚物；丙交酯共聚物通过以下过程制得：将丙交酯与催化剂混合，然后在氮气保护下，于130～180℃下聚合反应1～5h，得到丙交酯共聚物。本专利技术进一步的改进在于，抗氧剂为亚磷酸酯热稳定剂为甘油与甘油酯的混合物；抗冲击改进剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：为了制备理想的暂堵压裂用可降解材料，本专利技术利用多种材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种暂堵压裂用可降解材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)按照质量百分比计，将己交酯共聚物40％-55％、丙交酯共聚物44.3％-56％、抗氧剂0.1％-1％、热稳定剂0.1％-1％以及抗冲击改进剂0.5％-2％，混合均匀，得到混合样品；/n2)混合样品经双螺杆挤出机的双螺杆搅拌，从机头挤出，然后下垂落入水槽内，再拉至牵引机，并送至切粒机的卡槽，经粉碎后过筛得到暂堵压裂用可降解材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种暂堵压裂用可降解材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照质量百分比计，将己交酯共聚物40％-55％、丙交酯共聚物44.3％-56％、抗氧剂0.1％-1％、热稳定剂0.1％-1％以及抗冲击改进剂0.5％-2％，混合均匀，得到混合样品；
2)混合样品经双螺杆挤出机的双螺杆搅拌，从机头挤出，然后下垂落入水槽内，再拉至牵引机，并送至切粒机的卡槽，经粉碎后过筛得到暂堵压裂用可降解材料。


2.根据权利要求1所述的暂堵压裂用可降解材料的制备方法，其特征在于，己交酯共聚物通过以下过程制得：将己交酯与催化剂混合，然后在氮气保护下，于140～180℃下聚合反应1～5h，得到己交酯共聚物。


3.根据权利要求2所述的暂堵压裂用可降解材料的制备方法，其特征在于，催化剂为辛酸亚锡，催化剂的用量为己交酯的质量的0.1～0.3％。


4.根据权利要求1所述的暂堵压裂用可降解材料的制备方法，其特征在于，丙交酯共聚物通过以下过程制得：将丙交酯与催化剂混合，然后在氮气保护下，于130～180℃下聚合反应1～5h，得到丙交酯共聚物。


5.根据权利要求4所述的暂堵压裂用可降解材料的制备方法，其特征在于，催化剂为辛酸亚锡，催化剂的用量为丙交酯的质量的0.1～0.3％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭鑫，薛泽华，惠永豪，陈飞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61