[发明专利]适用于不同温度的压裂用可溶暂堵剂、暂堵球及其制备方法

说明书

本发明及油气田改造压裂液领域中的物理、化学封堵技术，具体涉及适用于不同温度的压裂用可溶暂堵剂、暂堵球及其制备方法。为了提高生物可降解聚酯类材料的热稳定性，使用16‑46％的聚己内酯、10‑30％的聚乙醇酸、20‑30％的聚乳酸、4‑17％的聚丁酸丁二酯、扩链剂异氰脲酸三缩水甘油酯、3％的纳米二氧化硅组成合成新型可降解聚酯类材料；通过改变各原料比例，可以调节材料的降解温度，以适应不同井底温度的降解需求。与传统生物可降解材料相比，研发的可降解暂堵球通过调节分子结构和添加纳米材料克服了传统生物可降解材料耐温性和机械强度，突破了传统生物可降解材料不具备低温溶解以及温度使用范围窄的难题，并且该发明合成工艺简单，原材料来源广，成本低。

技术领域

本发明涉及压裂作业中的物理、化学封堵技术，具体涉及一种适用于不同温度的压裂用可溶暂堵剂、暂堵球及其制备方法。

背景技术

暂堵工艺通常是以塑料球、橡胶球、尼龙球、蜡球等作为暂堵球的，这些暂堵球在射孔炮眼的暂堵工艺中其存在如下主要技术问题：塑料球、橡胶球、尼龙球由于难以溶解，其变形后会卡在炮眼处而堵塞炮眼的通道，影响后期的返排及油气产量；蜡球虽然在一定的温度条件下可以溶解(耐温30～43℃)，但其抗压强度较低(暂堵压力只有3～5MPa)，封堵不稳定，特别是在地层破裂压力较高的情况下，无法承压实现有效地暂堵转向。

现有技术，如中国专利申请(申请号：CN2017108813988，公开号：CN107573913 A)公开一种射孔炮眼暂堵用可溶降解暂堵球，其特征在于：所述暂堵球主要由可溶解聚合物的壳体和所包覆的可降解聚合物的球形芯体组成；所述壳体的成型材料为聚乙烯醇或聚己内酯；所述球形芯体的成型材料为聚乙醇酸、聚乙烯醇、聚乳酸和聚乙丙交酯中的任一种。所述球形芯体的成型材料为聚乙醇酸、聚乙丙交酯或聚乙烯醇；所述聚乙醇酸的特性粘数为1.0～2.0dl/g；所述聚乙丙交酯的特性粘数为1.0～2.0dl/g；所述聚乙烯醇的熔融指数为2.0～15.0g/10min (170℃，5kg)。中国专利申请(申请号：CN2020111672760，公开号：CN111997560 A)公开一种油气井压裂用完全可降解暂堵塞及其制备方法，包括如下重量份的组分：聚乙醇酸80.0-100.0，聚(L-丙交酯-ε-己内酯)2.0-6.0，聚已内酯 30.0-50.0，二氧化硅0.5-2.0，增韧剂1.0-10.0，阻水剂1.0-10.0，油酸酰胺0.1-1.0，淀粉10.0-30.0，壳聚糖1.0-5.0。

现有技术，如中国专利申请(申请号：CN2016109450987，公开号：CN106520094 A)公开一种酸化压裂用可溶暂堵剂及其制备方法，所述可溶暂堵剂主要由下列重量百分比的可溶原料组成：镁合金粒料60～90％，镁合金薄片6～39％，纤维1～ 4％。制备方法包括：步骤1.将烘干预处理好的镁粉、铝粉、铁粉按配方量加入到熔炼炉中，在惰性气体的保护下升温至660～700℃，使镁粉和铝粉熔化，搅拌，使铁粉在镁铝熔融液中混合均匀，在660～700℃的条件下保温25～35分钟；将熔融液浇铸成棒材；冷却至室温；步骤2.将镁合金棒材加工成颗粒状和薄片状；步骤3.将配方量的镁合金粒料、镁合金薄片和纤维按比例混合入携带液中。

然而，上述现有技术并没有引入纳米材料二氧化硅，利用纳米二氧化硅表面缺陷和非配对原子多的特点，与聚合物发生物理或化学结合，从而达到增强增韧聚合物的目的，以此提高暂堵剂、暂堵球的耐压强度；从而突破现有暂堵材料使用温度范围单一、耐压强度差、成本高等缺陷。

综上所述，投球暂堵用的现有常规暂堵球难以满足暂堵转向压裂施工的技术要求。为了保证暂堵转向压裂施工效果，迫切需要一种高强度兼具可溶性的暂堵剂、暂堵球。

发明内容