适用于井下压裂作业的可降解暂堵球及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球，包括以下重量份的原料组分：聚乙醇酸70

【技术实现步骤摘要】
适用于井下压裂作业的可降解暂堵球及其制备方法


[0001]本专利技术属于油气井开采
，具体涉及一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着油气田的不断开采，储层的品质会逐年下降，为此相关的油气开采商多采用储层压裂改造的方式来改善地下储层的渗透性，以继续有效地从这些地下储层中开采油气资源。目前，在油气田的井下压裂作业中，通常需要使用暂堵球，而现有暂堵球一般是以橡胶、非可降解塑料、合金等材料制备而成，但由橡胶或非可降解塑料制成的暂堵球在实际应用时，往往难以溶解，容易被卡在炮眼中，难以在暂堵转向压裂施工结束后返排出井眼，为此必须采取措施对其进行钻磨或打捞，这不仅会大大增加作业成本，降低生产效率，并且在钻磨过程中通常会用到更多的液体，容易对地下储层造成二次污染。另外，由合金(例如，镁合金)制成的暂堵球，虽然刚性大且强度高，但其对溶解环境具有选择性，需要在较高的离子浓度下才能溶解，且溶解后具有残渣，容易对地下储层造成污染；当遇到炮眼形状不规则的情况时，由于合金材料的刚性大，其难以产生适应于不规则形状炮眼的形变，以致其对炮眼的密封性较差，难以形成稳定的承压强度，进而影响暂堵转向压裂的效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了解决上述问题而提供一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球及其制备方法。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0005]一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球，其是由包括以下组分及其重量份含量的原料制备而成：聚乙醇酸70
‑
90份、柔性可降解树脂10
‑
30份、相容剂4
‑
8份、增塑剂2
‑
5份、扩链剂0.5
‑
2份、功能填料15
‑
30份、抗氧剂0.2
‑
1.6份、热稳定剂2
‑
4份以及抗水解剂0.1
‑
1份。
[0006]作为一种实施方案，所述聚乙醇酸的分子量分布指数(M
w
/M
n
)为1.2
‑
1.5，且重均分子量M
w
为10
‑
20万。
[0007]作为一种实施方案，所述柔性可降解树脂选自聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸
‑
对苯二甲酸
‑
丁二醇酯、聚丁二酸
‑
对苯二甲酸
‑
丁二醇酯、聚丁二酸
‑
己二酸
‑
丁二醇酯、聚甲基乙撑碳酸酯、或聚己二酸乙二醇酯中的至少一种。
[0008]作为一种实施方案，所述相容剂选自EBA
‑
g
‑
MAH或EVA
‑
g
‑
MAH中的至少一种。
[0009]优选地，所述EBA
‑
g
‑
MAH中BA含量为16
‑
18wt％，且熔融指数≤10g/10min(190℃，2.16kg)。
[0010]优选地，所述EVA
‑
g
‑
MAH中VA含量为20
‑
28wt％，且熔融指数≤20g/10min(190℃，2.16kg)。
[0011]作为一种实施方案，所述增塑剂选自市售的甘油、环氧大豆油、环氧糠油酸丁酯或
乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。
[0012]作为一种实施方案，所述扩链剂为环氧类扩链剂，例如，可选自BASF生产的ADR 4370S。
[0013]作为一种实施方案，所述功能填料为95％过800目筛的改性沸石粉。
[0014]所述改性沸石粉的制备方法如下：
[0015]1)将沸石粉加入至浓度为10
‑
25wt％的NaOH溶液中，于50
‑
60℃的水浴中搅拌处理20
‑
60min，后经固液分离，保留固体，并用去离子水洗涤至中性，再置于80
‑
100℃的烘箱中干燥4
‑
8h，即制得预处理沸石粉；
[0016]2)将预处理沸石粉加入至含有γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷和3
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷的乙醇溶液中，于80
‑
90℃的水浴中搅拌处理1
‑
2h，制得悬浮液，再将悬浮液转移至超声波分散机，于35
‑
60℃下超声处理1
‑
2h，后经固液分离，保留固体，采用无水乙醇洗涤数次，于80
‑
100℃的烘箱中干燥10
‑
24h，经研磨，即制得改性沸石粉。
[0017]优选地，上述步骤2)所采用的乙醇溶液是由无水乙醇和去离子水按质量比为1:1
‑
5混合而成。
[0018]优选地，上述步骤2)中，所述预处理沸石粉和乙醇溶液的用量关系为：每100g乙醇溶液中加入10
‑
25g预处理沸石粉。
[0019]优选地，上述步骤2)中，所述γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷的用量为预处理沸石粉质量的1.2
‑
1.8％，所述3
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷的用量为预处理沸石粉质量的0.4
‑
0.8％。
[0020]优选地，上述步骤2)中，所述超声波分散机的超声处理功率为400
‑
600W。
[0021]优选地，所述固液分离可采用本领域常规的过滤、抽滤、离心分离等方法来实现，在此不再赘述。
[0022]作为一种实施方案，所述抗氧剂选自β
‑
(3,5二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸十八醇酯、1,1,3三(2
‑
甲基
‑
4羟基
‑
5叔丁基苯基)丁烷、2,2
’‑
甲撑双(4
‑
乙基
‑
6叔丁基苯酚)、1,3,5
‑
三(3,5叔丁基
‑4‑
羟基苄基)三甲基苯、2,2
’‑
甲撑双(4
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)或4,4
’‑
二叔辛基二苯胺中的至少一种。
[0023]作为一种实施方案，所述热稳定剂为有机锡类热稳定剂，优选为马来酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、月桂酸马来酸二丁基锡、马来酸二正辛基锡、二月桂酸二正辛基锡或双(硫代甘醇酸异辛酯)二正辛基锡中的至少一种。
[0024]作为一种实施方案，所述抗水解剂为双(2,6
‑
二异丙基苯基)碳二亚胺。
[0025]上述可降解暂堵球的制备方法如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：聚乙醇酸70
‑
90份、柔性可降解树脂10
‑
30份、相容剂4
‑
8份、增塑剂2
‑
5份、扩链剂0.5
‑
2份、功能填料15
‑
30份、抗氧剂0.2
‑
1.6份、热稳定剂2
‑
4份、抗水解剂0.1
‑
1份。2.根据权利要求1所述的一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球，其特征在于，所述功能填料为改性沸石粉，通过以下制备方法制得：1)将沸石粉经碱溶液处理后制得预处理沸石粉；2)将预处理沸石粉加入至含有γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷和3
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷的乙醇溶液中搅拌制得悬浮液，再将悬浮液超声分散处理，后经固液分离，保留固体，采用无水乙醇洗涤，干燥后研磨，即制得改性沸石粉。3.根据权利要求1所述的一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球，其特征在于，所述聚乙醇酸的分子量分布指数(M
w
/M
n
)为1.2
‑
1.5，且重均分子量M
w
为10
‑
20万，由以下制备方法制备得到：将纯化的乙交酯粉末导入至熔融混合釜中，于常压下升温至110
‑
120℃，边搅拌边加入适量的反应助剂，使熔融的乙交酯与反应助剂混合均匀，获得呈流体态的预混料；将呈流体态的预混料输送至静态混合器中进行预聚合，获得乙醇酸预聚物，随后将所述乙醇酸预聚物与交联剂一起输送至增粘设备中进行终聚合，获得熔融聚乙醇酸。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球，其特征在于，所述柔性可降解树脂选自聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸
‑
对苯二甲酸
‑
丁二醇酯、聚丁二酸
‑
对苯二甲酸
‑
丁二醇酯、聚丁二酸
‑
己二酸
‑
丁二醇酯、聚甲基乙撑碳酸酯、或聚己二酸乙二醇酯中的至少一种；所述相容剂选自EBA
‑
g
‑
MAH或EVA
‑
g
‑
MAH中的至少一种；所述增塑剂选自市售的甘油、环氧大豆油、环氧糠油酸丁酯或乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种；所述扩链剂为环氧类扩链剂；所述抗氧剂选自β
‑
(3,5二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸十八醇酯、1,1,3三(2
‑
甲基
‑
4羟基
‑
5叔丁基苯基)丁烷、2,2
’‑
甲撑双(4
‑
乙基
‑
6叔丁基苯酚)、1,3,5
‑
三(3,5叔丁基
‑4‑
羟基苄基)三甲基苯、2,2
’‑
甲撑双(4
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)或4,4
’‑
二叔辛基二苯胺中的至少一种；所述热稳定剂为有机锡类热稳定剂；所述抗水解剂为双...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄维捷，谭磊，纪海霞，
申请(专利权)人：内蒙古浦景聚合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：