[发明专利]一种适用于地下储层压裂作业的可降解材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种适用于地下储层压裂作业的可降解材料及其制备方法，该可降解材料是以组分I和组分II作为基体材料，辅以加工助剂制备而成，其中，所述组分I为含有乙醇酸重复单元的聚合物，所述组分II包含热塑性弹性体；所述组分I与组分II的质量比为1‑100:10。本发明解决了现有暂堵剂存在的刚性大、韧性差、热稳定性差等问题，制得的可降解材料用作暂堵剂时，兼具良好的耐高温性和韧性，在高温条件下仍可在一段时间内保持足够的机械强度，在使用后可自行降解而被容易地去除掉，且不会影响地下储层，可有效提高井下暂堵转向压裂的施工效率，减少施工成本。

技术领域

本发明属于油气开发技术领域，尤其是涉及一种适用于地下储层压裂作业的可降解材料及其制备方法。

背景技术

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。然而，目前针对具有纵向分布相对分散、油层多、纵向非均质性严重等特点的非均质低渗透油藏，采用多层笼统压裂改造往往无法实现均衡改造，而为了能够在一定程度上代替传统的多层笼统压裂技术，现今越来越多的科研工作者已开始研究以裂缝转向为目的的暂堵转向压裂技术。

暂堵转向压裂技术的成功与否，关键在于能否开启微裂缝或新裂缝，而封堵初级裂缝的暂堵剂在该技术中起到关键作用。不同于常规的油溶性暂堵剂和水溶性暂堵剂，采用可降解材料制成的暂堵剂由于其在地层温度、压力条件下能够进行自降解，现已逐渐成为油气井暂堵转向压裂技术领域中的研究热点。

聚乙醇酸是一种具有良好生物降解性和生物相容性的合成高分子材料，与传统的性能稳定的高分子材料，例如塑料、橡胶等不同，聚乙醇酸作为材料在使用到一定时间后逐渐降解，并最终变成对人体、动植物和自然环境无害的水和二氧化碳。因此，聚乙醇酸作为一种新型的具有良好生物降解性和生物相容性的环保可降解材料，可被应用于油气井压裂暂堵转向技术领域中。

虽然，现有的暂堵剂(例如，基于聚乙醇酸的暂堵剂)在常温下遇水不粘结，利于泵注，并且在储层温度下，其降解速率与时间可呈现非线性关系，但依然存在以下问题：例如，刚性较大，韧性较差，不利于暂堵剂能够快速地相互堆砌、桥接而形成具有稳定承压效果的封堵层，而且其在高温条件下的热稳定性较差，容易快速失去强度，而难以维持稳定的承压效果。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有暂堵剂存在的刚性大、韧性差、不利于暂堵剂快速地相互堆砌、桥接而形成具有稳定承压效果的封堵层，以及在高温条件下热稳定性较差、容易快速失去强度，难以维持稳定的承压效果的缺陷，而提供一种适用于地下储层压裂作业的可降解材料及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种适用于地下储层压裂作业的可降解材料，该可降解材料是以组分I和组分II作为基体材料，辅以加工助剂制备而成，其中，所述组分I为含有乙醇酸重复单元的聚合物，所述组分II包含热塑性弹性体，所述组分I与组分II的质量比为1-100:10。

本发明的发明构思为，在可降解材料体系中，通过引入热塑性弹性体用以改善最终材料的柔韧性，适当降低乙醇酸聚合物自身刚性，以使最终材料具有一定的韧性，当用作暂堵剂时，在井下地层的作用下可发生适当的形变，有利于材料相互堆砌、桥接以形成相对致密的封堵层，进而有利于维持稳定的承压强度。

另外，还可向可降解材料体系中引入水溶性聚合物，其可在热塑性弹性体的弹性与乙醇酸聚合物的刚性之间起到一定的缓冲释然作用，可有效消除或降低热塑性弹性体与乙醇酸聚合物熔融共混挤出过程中所产生的内应力，进而改善最终材料的力学性能。

本发明通过将含有乙醇酸重复单元的聚合物(即组分I)与热塑性弹性体(即组分II，还可包含水溶性聚合物)相复配，有效解决了现有暂堵剂材料刚性大、韧性差、不利于快速地相互堆砌、桥接以形成具有稳定承压效果的封堵层，以及在高温条件下热稳定性较差、容易快速失去强度，难以维持稳定的承压效果的问题。