一种水溶性压裂暂堵剂及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种水溶性压裂暂堵剂及其制备方法，属于暂堵剂技术领域。将丙烯酰胺、N

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性压裂暂堵剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及暂堵剂
，具体涉及一种水溶性压裂暂堵剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]水力压裂技术作为油气井投产或增产的主要措施，已广泛应用在低渗透油气田的开发中，为油气田高产和稳产做出了重要贡献。随着压裂技术的发展及压裂思路的转变，为了增加水力压裂改造控制储量，增加油气井泄流面积，发展起来了转向压裂技术，如初次压裂裂缝转向技术、老井转向重复压裂技术等，其目的是在现有井网不变的情况下沿着其它方向压出裂缝，增加裂缝控制储量，提高或恢复油气井产能。
[0003]暂堵剂分为“酸溶性、水溶性和油溶性”三类。由于酸溶性暂堵剂需要酸化解堵，油溶性暂堵剂只能应用于油井施工，水溶性暂堵剂是发展主流。水溶性暂堵剂主要为水溶性聚合物冻胶类堵剂，该类堵剂易溶于水，在水中粘度显著增加，线大分子链上的极性基团能与某些有机基团或多价金属离子反应，并生成交联产物——冻胶。水溶性暂堵剂种类繁多，在使用形态上有颗粒、丝状、胶塞及其混合物，在化学组成上有交联的或非交联的各种合成或天然高分子聚合物。目前市场上主流的降解材料基本上是聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸丁二酸丁二醇酯(PBAT)等在力学性质上可以满足要求的材料，它们被制成各种形状的产品，用于纤维状物、压裂堵球、甚至一些可溶解的桥塞等，都有一定的市场规模。但研究表明，完成暂堵后的暂堵剂很难从地层中完全清除，造成的残留可能永久性地降低地层渗透率，一些案例中发现上述情况可使地层渗透率降低5
‑
40％，且生产成本高，堵漏速度慢，溶解速度慢，承压强度低，易产生固化作用，不易解堵等，但是油气田开发中对水溶性暂堵剂的需求比较大，水溶性暂堵剂还是很大的发展空间。
[0004]中国专利CN103835691B中提出多裂缝的产生方法，在裂缝压开完成之后，加入高强度水溶性颗粒暂堵剂，来封堵裂缝的缝口，直到完成预设的裂缝条数。中国专利申请CN103615228A中提到一种可降解纤维与线性胶和支撑剂作为缝内暂堵压裂液，形成分支裂缝。中国专利CN102020984B中提到一种地上交联型粘弹性颗粒暂堵剂，在炮眼和高渗透带形成滤饼桥堵，最终促使新缝产生。中国专利CN102344788B中专利技术一种地下交联型粉末或颗粒型暂堵剂，实现水平井段有效封堵，通过胶囊型破胶剂实现可控破胶。上述现有技术中多为使用单一的暂堵剂或者暂堵剂混合物来进行暂堵转向。然而，通过试验发现，当只有一种颗粒暂堵剂或纤维暂堵剂时，难以同时起到架桥富集和形成致密封堵层的作用。如仅使用非膨胀颗粒暂堵剂，难以形成致密封堵层；如仅使用可膨胀颗粒，因其柔软难以架桥富集。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种水溶性压裂暂堵剂及其制备方法，具有更好的压裂暂堵性能，由于该聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA@PVA复合纤维刚进入储层时，纤维表面溶解，裸漏出聚多巴胺层，其丰富的氨基、羟基等结构，容易被粗糙的裂缝壁面(含有丰富的
羟基等)捕获和粘附(形成氢键等)，通过架桥的方式形成网状结构，降低了工作液的流速，方便后续纤维被网状纤维层捕获。同时，其含有的纳米改性剂，包括纳米碳酸钙和纳米硅酸钠，粒度小，纳米硅酸钠溶于水中后容易形成溶胶而提高纤维的捕获能力，纳米碳酸钙的加入还能提高纤维的力学性能和稳定性，纳米改性剂的添加具有协同增效的作用。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]本专利技术提供一种水溶性压裂暂堵剂的制备方法，将丙烯酰胺、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸和PLGA溶于水中，在引发剂作用下聚合得到P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒，进一步在该复合颗粒表面包覆一层聚多巴胺层，得到的聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒与PVA树脂、纳米改性剂、复合交联剂溶于水中，得到纺丝液，静电纺丝，拉伸剪切，得到水溶性压裂暂堵剂。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，包括以下步骤：
[0009]S1.P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒的制备：将丙烯酰胺、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸和PLGA溶于水中，调节溶液pH，搅拌混合均匀，加热后通入惰性气体，加入引发剂水溶液，反应，过滤，洗涤，干燥，粉碎，得到P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒；
[0010]S2.聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒的制备：将步骤S1制得的P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒均匀分散于水中，加入多巴胺盐酸盐和催化剂水溶液，加热搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，得到聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒；
[0011]S3.聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA@PVA复合纤维的制备：将步骤S2制得的聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒、PVA树脂、纳米改性剂、复合交联剂溶于水中，搅拌混合均匀，得到纺丝液，静电纺丝，拉伸剪切，得到聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA@PVA复合纤维，即为水溶性压裂暂堵剂。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述丙烯酰胺、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、PLGA、引发剂的质量比为(2
‑
5)：(1
‑
3)：(3
‑
5)：30：(0.01
‑
0.1)。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述溶液pH值调节为7
‑
7.8；所述加热至温度为50
‑
70℃，反应时间为5
‑
7h；步骤S1中所述引发剂选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸钠、亚硫酸氢钠、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种，优选地，为过硫酸钠和亚硫酸氢钠的复配混合物，质量比为(3
‑
5)：1。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中所述P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒、多巴胺盐酸盐和催化剂水溶液的质量比为100：(25
‑
35)：(1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，将丙烯酰胺、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸和PLGA溶于水中，在引发剂作用下聚合得到P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒，进一步在该复合颗粒表面包覆一层聚多巴胺层，得到的聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒与PVA树脂、纳米改性剂、复合交联剂溶于水中，得到纺丝液，静电纺丝，拉伸剪切，得到水溶性压裂暂堵剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒的制备：将丙烯酰胺、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸和PLGA溶于水中，调节溶液pH，搅拌混合均匀，加热后通入惰性气体，加入引发剂水溶液，反应，过滤，洗涤，干燥，粉碎，得到P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒；S2.聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒的制备：将步骤S1制得的P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒均匀分散于水中，加入多巴胺盐酸盐和催化剂水溶液，加热搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，得到聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒；S3.聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA@PVA复合纤维的制备：将步骤S2制得的聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒、PVA树脂、纳米改性剂、复合交联剂溶于水中，搅拌混合均匀，得到纺丝液，静电纺丝，拉伸剪切，得到聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA@PVA复合纤维，即为水溶性压裂暂堵剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述丙烯酰胺、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、PLGA、引发剂的质量比为(2
‑
5)：(1
‑
3)：(3
‑
5)：30：(0.01
‑
0.1)。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述溶液pH值调节为7
‑
7.8；所述加热至温度为50
‑
70℃，反应时间为5
‑
7h；步骤S1中所述引发剂选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸钠、亚硫酸氢钠、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种，优选地，为过硫酸钠和亚硫酸氢钠的复配混合物，质量比为(3
‑
5)：1。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述P(AM
‑
NVP
‑
AMPS)@PLGA复合颗粒、多巴胺盐酸盐和催化剂水溶液的质量比为100：(25
‑
35)：(1
‑
3)；所述催化剂水溶液为含有Co
2+
的Tris
‑
HCl溶液，pH值为5.5
‑
6.5，Co
2+
浓度为2
‑
5wt％；所述加热温度为40
‑
50℃，时间为2
‑
4h。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述聚多巴胺改性P(AM
‑
NVP
‑
AM...

【专利技术属性】
技术研发人员：余昭军，
申请(专利权)人：余昭军，
类型：发明
国别省市：