一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于致密油气井压裂，具体涉及一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、我国低渗透油田石油地质储量丰富，在以往资料中可以查到低渗透油藏的比例约占全国总储量的2/3以上，具有较大的开发潜力。近些年，国内各大油田均在压裂施工中采用段内多裂缝技术或是裂缝转向技术，加大对低渗储层的改造力度，目的是为了将储层产量最大化。对于超深井、高温度的油气井经常采取多裂缝的开采工艺，其中各大油田90％以上都是采用暂堵球形状的材料来使裂缝方位发生偏离、转向，从而打开新的油气渗流通道以达到增产的目的。但是暂堵球的暂堵效果受其自身密度、射孔孔眼尺寸和数量影响较大；若套管变形长度较长，暂堵球用量多，就难以确保裂缝的均匀程度。而且暂堵球的密度一般都比较大，施工停泵后会导致部分球掉落产生沉降问题，最后造成暂堵失效。

2、国内油井所用的聚乙二醇、聚乳酸等均不能实现深处油气井超高温度下(120℃～190℃)的有效暂堵时间。国家知识产局于2022年9月23日授权公开的公告号为cn113637466b的发明专利，专利名称为“一种耐高温可降解绳结式暂堵剂及其制备方法和应用”，该绳结式暂堵剂包括以下重量份数的耐高温可降解固化树脂颗粒60-70份、聚丙交酯30-38份、阻水剂2-4份。该绳结式暂堵剂可以实现耐高温，但是耐压有限，因此，对于深井高温压裂施工中不能实现对裂缝的有效封堵，从而对储层造成永久性的伤害。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂，克服现有技术存在的上述技术问题。

2、本发明的另一目的在于提供一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂的制备方法，可以得到具有独特绳结状结构的炮眼暂堵剂。

3、本发明的另一目的在于提供一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂的应用，可以对不规则形状及尺寸的射孔炮眼形成良好的密封暂堵。

4、为此，本发明提供的技术方案如下：

5、一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂，由以下重量百分比的原料组成后编织成绳结式结构：可降解耐高温固化树脂碎颗粒55％-65％，聚乙烯醇20％-30％，聚丙烯酰胺10％～15％，梳形聚合物5％～8％。

6、所述可降解耐高温固化树脂碎颗粒粒径为0.2-10mm，由耐高温树脂与可降解固化剂加热固化后得到，所述耐高温树脂与可降解固化剂的质量比为15～20:20～30。

7、所述聚乙烯醇为粉末状固体，平均分子量约为150000～180000。

8、所述聚丙烯酰胺为pam1200，平均粒径为1mm～3mm。

9、所述梳形聚合物为丙烯酸-聚氧化乙烯或聚乙二醇单乙醚。

10、所述耐高温树脂由苯酚、甲醛、乙醛和邻苯二甲醛共聚合成，所述苯酚、甲醛、乙醛、邻苯二甲醛的质量比为15～20：2～5：8～12：2～5。

11、所述可降解固化剂由六氢苯二甲酸酐、癸二酸二酰肼与二氨甲基环己烷混合组成，所述六氢苯二甲酸酐、癸二酸二酰肼与二氨甲基环己烷的质量比为1～3：0.5～1.2：0.5～1.2。

12、一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂的制备方法，包括以下步骤：

13、步骤1)将配方量的耐高温树脂与可降解固化剂于90～120℃下直接加热固化4～8h，接着升温至120～170℃继续反应4～5h，即可得到固化物，最后利用粉碎机制成粒径为0.2-10mm的可降解耐高温固化树脂碎颗粒；

14、步骤2)将配方量的可降解耐高温固化树脂碎颗粒、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和梳形聚合物，充分混合均匀，随后通过熔融纺丝形成100d～120d细丝；

15、步骤3)将纺成的细丝进行s捻向捻线成为900d～1050d细线，随后按照不同的股数编织成8字结状的绳结式结构；其中，股数可选65股、70股、78股或89股；

16、步骤4)将绳结两端的绳头进行打散分离在烘箱中烘干即得。

17、所得绳结暂堵剂长度为23mm～35mm，外径为11mm～18mm。

18、一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂在120℃-190℃超高温6000m以上油井中的应用。

19、本发明的有益效果是：

20、本发明提供的这种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂，通过降解耐高温固化树脂碎颗粒增加暂堵剂的耐高温，可将暂堵剂的玻璃化转变温度提高到200℃以上，聚乙烯醇可以增强材料的柔韧性，便于加工以及在应用过程中自变形以适应不同的炮眼工况条件；聚丙烯酰胺既可以在水热环境中保持一定时间的功能强度，还可以自解聚达到降解的目的；梳形聚合物可以提高暂堵剂交联特性，进一度增加暂堵剂的分子量和机械强度，使得暂堵剂的承压和耐高温能力增强。

21、本发明暂堵剂相较于传统球形暂堵剂可在超深井(6000m以上)、高温度(120℃～190℃)下完全溶解且无任何杂质固体残留且降解率达到99％以上，在降解完成后对于产层的伤害最小，即可以有效的提高产量。

22、该暂堵剂能够完全对压裂过的孔眼进行封堵，承压压强超过95mpa，并且施工操作方便、配套工艺简单、成本也比较低。而且该暂堵剂具有独特的绳结状结构，可以对不规则形状及尺寸的射孔炮眼形成良好的密封暂堵，适用于较广的井筒环境且对环境的污染较小，符合绿色生产的理念。

技术特征：

1.一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成后编织成绳结式结构：可降解耐高温固化树脂碎颗粒55％-65％，聚乙烯醇20％-30％，聚丙烯酰胺10％～15％，梳形聚合物5％～8％。

2.根据权利要求1所述的一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂，其特征在于：所述可降解耐高温固化树脂碎颗粒粒径为0.2-10mm，由耐高温树脂与可降解固化剂加热固化后得到，所述耐高温树脂与可降解固化剂的质量比为15～20:20～30。

3.根据权利要求1所述的一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂，其特征在于：所述聚乙烯醇为粉末状固体，平均分子量约为150000～180000。

4.根据权利要求1所述的一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂，其特征在于：所述聚丙烯酰胺为pam1200，平均粒径为1mm～3mm。

5.根据权利要求1所述的一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂，其特征在于：所述梳形聚合物为丙烯酸-聚氧化乙烯或聚乙二醇单乙醚。

6.根据权利要求2所述的一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂，其特征在于：所述耐高温树脂由苯酚、甲醛、乙醛和邻苯二甲醛共聚合成，所述苯酚、甲醛、乙醛、邻苯二甲醛的质量比为15～20：2～5：8～12：2～5。

7.根据权利要求2所述的一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂，其特征在于：所述可降解固化剂由六氢苯二甲酸酐、癸二酸二酰肼与二氨甲基环己烷混合组成，所述六氢苯二甲酸酐、癸二酸二酰肼与二氨甲基环己烷的质量比为1～3：0.5～1.2：0.5～1.2。

8.根据权利要求2所述的一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.据权利要求8所述的一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂的制备方法，其特征在于：所得绳结暂堵剂长度为23mm～35mm，外径为11mm～18mm。

10.根据权利要求1-7任一项所述的一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂在120℃-190℃超高温6000m以上油井中的应用。

技术总结本发明提供了一种可降解的耐高温高压绳结暂堵剂及其制备方法和应用，暂堵剂由以下重量百分比的原料组成后编织成绳结式结构：可降解耐高温固化树脂碎颗粒55％‑65％，聚乙烯醇20％‑30％，聚丙烯酰胺10％～15％，梳形聚合物5％～8％。本发明通过降解耐高温固化树脂碎颗粒增加暂堵剂的耐高温，可将暂堵剂的玻璃化转变温度提高到200℃以上，聚乙烯醇可以增强材料的柔韧性，便于加工以及在应用过程中自变形以适应不同的炮眼工况条件；聚丙烯酰胺既可以在水热环境中保持一定功能强度，还可以自解聚达到降解的目的；梳形聚合物可以提高暂堵剂交联特性，进一度增加暂堵剂的分子量和机械强度，使得暂堵剂的承压和耐高温能力增强。技术研发人员：何明舫,刘汉斌,张燕明,周长静,马占国,陈宝春,梁凌云,高伟,韩巧荣,王亚娟受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18