[发明专利]一种压裂用豆荚式可降解暂堵球及其制备与应用

说明书

本发明公开了一种压裂用豆荚式可降解暂堵球及其制备与应用。所述暂堵球包括可降解外壳和内核；所述外壳的原料包括共聚物D、乙烯α‑烯烃的共聚物和纳米填料；所述共聚物D通过乙交酯、丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯预聚物聚合而成；所述内核的原料包括可降解柔性材料PBAT、PBSA和TPU中的一种或两种以上的组合。本发明压裂用豆荚式暂堵球可对射孔炮眼、压裂裂缝封堵，迫使工作液转向效果显著；施工结束后暂堵球水解成水溶性液体的酸和醇，并随其它液体一起排出，无堵塞风险。

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种压裂用豆荚式可降解暂堵球及其制备与应用。

背景技术

国内典型海相页岩气水平井压裂增产均获得明显商业效益，陆相页岩油水平井压裂增产技术也在发挥重要作用。水平井压裂技术在低渗、超低渗油气资源增产开发中举足轻重，成为决定低渗、超低渗油气油田难采储量能否有效开发的重要手段。

在同样保证施工安全、质量、效果的前提下，针对低渗、超低渗油气储层的特点，现有常规水平井压裂工艺技术存在局限，针对性不强，并没有实现最大程度的“降本增效”，难以取得明显增产效果，针对部分难动用低渗油藏主要表现在以下几个方面：1)部分低渗油藏岩性多样，纵向非均质性强，常规压裂改造程度低；2)部分油层厚度薄，物性差、含油性差，常规压裂人工裂缝泄油面积有限，措施效果差；3)部分难动用储层无注采关系或注采关系不完善，常规压裂难以建立有效驱动体系，措施有效期短。

另外，根据现场压裂案例分析，部分页岩气水平井压裂改造后储层多呈现单一裂缝特征，说明压裂施工过程中部分暂堵剂材料封堵射孔炮眼成功，相对而言裂缝内暂堵并不是很有效，亟需开发适合水平井体积压裂工艺技术的相关暂堵转向压裂材料，确保储层段一次压裂施工充分改造，从而形成全井段复杂缝网体系。

基于以上情况，针对自然产能低的致密储层，必须进行体积压裂形成多条裂缝，并尽可能的确保形成的裂缝具有高导流能力以实现油气增产。因此，亟需开发一种转向压裂时可成功封堵炮眼及裂缝的可控降解暂堵材料。

发明内容

为解决以上至少之一的技术问题，本发明提供一种压裂用豆荚式可降解暂堵球及其制备与应用。本发明针对中高温油气储层改造，模拟豆荚形状设计可控降解的具备核壳结构的暂堵球，该暂堵球壳层具有高强度、降解速度可控、硬度可控，内核是可降解型热塑性弹性体球或绳结，不仅可以即时封堵炮眼，在暂堵球壳体破碎或降解后内核小球或绳结与破碎后的外壳材料可以进入裂缝内封堵，实现转向压裂以大幅度提高压裂人工裂缝泄油面积，提高储层的动用率，最后暂堵材料完全降解，导流能力增加以恢复并投产。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种压裂用豆荚式可降解暂堵球，所述暂堵球包括可降解外壳和内核；

所述外壳的原料包括共聚物D、乙烯α-烯烃的共聚物和纳米填料；所述共聚物D通过乙交酯、丙交酯、聚丁二酸丁二醇酯预聚物聚合而成；其降解速率可控、壳层硬度可控；

所述内核的原料包括可降解柔性材料PBAT(为己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)、PBSA(聚丁二酸-己二酸丁二酯树脂)和TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)中的一种或两种以上的组合；为降解速率可控的热塑性弹性体球。

根据本发明的暂堵球，优选地，所述内核的原料包括以下重量份的可降解柔性材料：30-50份PBAT、5-25份PBSA和5-25份TPU。

根据本发明的暂堵球，优选地，所述可降解外壳为两个半球形，通过可降解特种强力胶粘接在一起；所述内核为球形或绳结形。

根据本发明的暂堵球，优选地，所述可降解特种强力胶包括聚氨酯预聚体(本发明实施例中该原料购于上海鹤城高分子科技有限公司)、环氧类固化剂、酸酐对聚苯乙烯和聚谷氨酸粉末，最优质量比为3:1:2:1。