[发明专利]一种酸性可降解压裂球及其制备方法

说明书

本申请公开一种酸性可降解压裂球，其特征在于，将原料乙醇酸纤维20‑40％、对甲苯磺酸酯1‑5％、硅磷晶粉10‑20％、小分子环氧处理剂0.5‑1.5％，余量为聚乳酸粉，经混合搅拌、增塑、平板硫化热压成型、冷却得到。本申请的压裂球在较宽温度范围都具有良好降解性能，且降解后可以产生多种酸，从而可促进镁合金材料溶解、防止氢氧化镁堵塞，同时还能够兼具承压强度高、加工简单等特点。

技术领域

本申请属于油气开采工具技术邻域，涉及一种基于油气开采用酸性可降解压裂球及其制备方法。

背景技术

我国近几年新增探明油气储量中，低渗透非常规油气资源达到70％，且未来我国油气产量中低渗透油气所占比例还将持续增大，油气产量稳产、增产将更多地依靠低渗透非常规油气资源。开发这些非常规油气资源需采用多层多段压裂工艺，而在井下分层分段压裂中，层段间需要暂堵性工具进行封隔，待施工完成后，需将此类暂堵性工具去除。目前，采用镁合金为基材制备的可溶解桥塞在该领域已经广泛采用，并且取得了一定的效果。但是，井下情况往往复杂多变，在某些地下水矿化度较低或者泥沙杂质较多的井况下，镁合金可溶解桥塞容易因为自身溶解产生的氢氧化镁杂质形成保护层或者堵塞井筒等原因造成镁合金溶解失效，堵住油气井，必须下工具钻碎排出或者打酸、氯化物等下井进行溶解，造成施工成本增加。

可溶解压裂球和可溶解桥塞是一组配套的工具，在具体施工中，投入压裂球落于桥塞的球座上即可开始压裂施工。施工完成后，压裂球和桥塞需要尽快溶解掉。因此，压裂球若能用酸性高强度材料来做，并且溶解后产生腐蚀性酸液，则可促进镁合金材料的溶解，减少施工事故的发生。公开号为CN107385245A的专利报道了一种可溶镁合金压裂球的制备方法，但由于该压裂球本身为镁合金材质，并不具有促进镁合金桥塞溶解的作用，反而可能因为自身和水反应后生成氢氧化镁堵塞井筒，隔绝镁合金桥塞与水的接触，造成镁合金桥塞溶解失败。公开号为CN110036052A和CN105437442A的专利都介绍了一种聚乙醇酸(PGA)的制备方法及其在压裂球中的应用，但由于组分结构单一，压裂球在低温环境下可能存在溶解速度偏慢的情况，并且溶解后仅产生单一的乙醇酸组分，可以预见其对镁合金的溶解效果相对较差，因此现有技术中并没有就这方面作用进行报道。

综上所述，本领域缺乏一种材质的压裂球，在较宽温度范围都具有良好降解性能，且降解后可以产生多种酸(包括缓释性酸)从而可促进镁合金材料溶解、防止氢氧化镁堵塞，同时还能够兼具承压强度高、加工简单等特点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供一种酸性可降解压裂球及其制备方法，该方法制备的压裂球兼具承压强度高、降解温度范围宽，降解后形成的酸液对镁合金材料的促溶效果好等优点。

本申请提供一种酸性可降解压裂球，按质量百分比，将原料聚乙醇酸纤维20-40％、对甲苯磺酸酯1-5％、硅磷晶粉10-20％、小分子环氧处理剂0.5-1.5％，余量为聚乳酸粉，经分步混合搅拌、增塑、平板硫化热压成型、冷却得到。

所述的小分子环氧处理剂优选缩水甘油醚化合物，更优选醇类缩水甘油醚，选自乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或几种混合物。所述小分子环氧处理剂为0.5-1％。

所述聚乙醇酸纤维尺寸为1-20mm，优选4-10mm；所述聚乳酸粉为非晶态，粒径尺寸为50-500目，优选80-400目，所述硅磷晶粉粒径为80-400目。

所述甲苯磺酸酯选自对甲苯磺酸甲酯、对甲苯磺酸乙酯、对甲苯磺酸丙酯、对甲苯磺酸丁酯、对甲苯磺酸戊酯中的一种或几种混合物；优选对甲苯磺酸丁酯和/或对甲苯磺酸戊酯。

本申请的酸性可降解压裂球的制造方法，包括以下步骤：

步骤1.按质量百分比称取如下原料：聚乙醇酸纤维20-40％、对甲苯磺酸酯1-5％、硅磷晶粉10-20％、小分子环氧处理剂0.5-1.5％，余量为聚乳酸粉，以上各组分的质量百分比之和为100％。