一种压裂用二维柔性暂堵剂及其制备方法与流程

本发明涉及油气田化学品，尤其是一种压裂用可溶解可降解的二维柔性暂堵剂及其制备方法。

背景技术：

1、压裂暂堵是在压裂过程中，将暂堵剂泵入井内，选择性的暂时封堵优势进液通道，使得压裂液转向，促使新裂缝开启，以提高裂缝复杂度，从而达到储层体积改造，增加油气渗流通道的目的。要求压裂暂堵剂在压裂施工过程中，暂堵剂聚集封堵缝口或缝内，在施工期内不溶解或溶解缓慢，方便新裂缝的产生；压裂施工结束后一段时间内，暂堵剂溶解或降解，使被暂堵的裂缝恢复导流功能，从而在整体上实现油气增产的目的。

2、目前广泛使用的暂堵剂为复合改性聚合物，通过工作液将暂堵剂颗粒和粉末注入储层，然后通过大颗粒架桥，粉末填充的方式堆积形成滤饼，达到暂堵效果。但是该技术方案存在以下问题：(1)由于架桥填充形成的滤饼，其封堵效果取决于粒径与孔隙、喉道或裂缝宽度的匹配关系。但储层裂缝展布情况较为复杂，尺度未知，不同尺寸颗粒架桥能力有限，很难完全适用；(2)受限于混砂车加注工艺，传统硬质暂堵剂粒径尺寸＜5mm，粒径尺寸＞5mm的颗粒需要专用设备和特殊管汇进行施工，过程复杂，加注不便，且用量受限。(3)根据1/3架桥原理，传统暂堵剂较适合架桥封堵1～15mm开度的裂缝，当天然裂缝较为发育的储层条件下，裂缝开度＞15mm时，常规暂堵剂施工无法有效架桥封堵，甚至暂堵无效。(4)传统暂堵颗粒和粉末在加注过程中，其密度大于工作液，且在泵送过程中易被冲散，导致暂堵剂沿程损失较大，暂堵颗粒很难同时到达目标位置，导致化学颗粒暂堵剂的使用量相对较大，成本较高。

3、为解决上述问题，本申请人前期开发了纤维复合暂堵技术，利用可溶解或降解的纤维与暂堵剂混合同时加注，其目的是利用纤维对暂堵剂的缠绕，降低沿程损失，同时利用纤维与暂堵剂缠绕形成的团簇，提高暂堵时对不同开度的适应性。但纤维长度受加注条件限制，一般为3-12mm，纤维过长会对泵送及工具造城影响，不能顺利加注，其形成的团簇封堵适应性理论可提升至30mm左右。

技术实现思路

1、针对上述现有聚合物颗粒/粉末暂堵剂存在的暂堵剂形状与裂缝宽度匹配问题，以及封堵时间和封堵承压强度与溶解时间的矛盾问题，本发明提供了一种压裂用可溶解可降解的二维柔性暂堵剂。

2、本发明通过原材料熔融共混改性-纺丝形成纤维-纤维织布-裁切不同形状，制备适用不同温度储层的二维柔性暂堵剂，达到暂堵材料形状与储层裂缝宽度，二维柔性暂堵剂溶解(降解)温度与储层深度匹配。

3、所述压裂用二维柔性暂堵剂的制备方法，步骤如下：

4、s1、采用增韧剂与生物可降解材料进行熔融共混，以对生物可降解材料进行增韧改性，冷却，得到颗粒母料；所述增韧剂选自聚己内酯pcl、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物pbat、聚丁二酸丁二醇酯pbs、聚羟基脂肪酸酯pha中的至少一种；所述生物可降解材料为聚乳酸或聚乙交酯或两者的混合物。增韧剂与生物可降解材料的用量质量比为1：(2-5)。

5、在增韧改性过程中小分子增韧剂与大分子量的pla和(或)pga分子链间发生反应，产生-cooch2-、-conh-、-o-c-o-等柔性基团，从而提高了pla和(或)pga的纤维纺丝性能，进而使得纤维纺织加工成片状材料后在水和温度作用下的具有柔性可变形性能。

6、s2、在60～90℃条件下，将步骤s1得到的颗粒母料均匀分散在聚乙烯醇溶液中，得到混合溶液；

7、s3、将步骤s2的混合溶液进行纺丝，干燥后得到纤维，然后将纤维通过纺织工艺或无纺工艺加工成布，再将纺织的布切割成不同形状、不同尺寸规格，即得到二维柔性暂堵剂。

8、优选的是，步骤s1中，熔融共混的温度为170～200℃，时间为2～5min。

9、优选的是，步骤s2具体是：将步骤s1得到的颗粒母料加入聚乙烯醇溶液中，温度60～90℃条件下，先在800～1000rpm的转速下高速搅拌30～60min，然后在200～300rpm的转速下低速搅拌2～5h，得到混合溶液。

10、优选的是，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为20～40％，醇解度为88％，聚合度为1700或580，聚乙烯醇溶液与颗粒母料的用量重量比为(1～3):(2～4)。

11、优选的是，步骤s3中纺丝的喷丝板孔数800～1200，孔直径为70～90μm，纤维直径为30～70d。将纺织的布切割成三角形、四边形、多边形、圆形中任意一种形状；不同尺寸规格包括边长或直径1～150mm，厚度0.1～2.0mm。

12、与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

13、(1)本发明制备的二维柔性暂堵剂通过调节增韧剂的比例，改善了pla和pga的韧性与不同温度下的溶(降)解性能，解决了常规pla纤维和pga纤维脆性大、柔性变形差的问题以及单一组份高温溶解时间长、分散性差的问题。

14、(2)本发明的二维柔性暂堵剂适用于与颗粒暂堵剂，粉末暂堵剂配合使用。所述二维柔性暂堵剂在低温条件下不溶解、不降解，加注过程中二维柔性暂堵剂在一定的地层温度下，遇水变成柔性发生变形，会包裹颗粒暂堵剂和粉末暂堵剂形成复合暂堵，对储层裂缝适应性强，加注工艺简单。包裹形成的复合暂堵在泵送过程中不易被冲散，降低了沿程损失，对开度＞15mm的裂缝也能顺利抵达储层裂缝，抵达地层的二维柔性暂堵剂在压裂液不停补充情况下，升温较慢，能让二维柔性暂堵剂有充足时间发挥封堵作用，确保新裂缝的形成。当压裂施工结束，没有了低温压裂液的补充，储层温度快速升温至周围环境温度，二维柔性暂堵剂开始加速溶解或降解，最终二维柔性暂堵剂在施工完成后24～48h内溶解或降解，充分发挥压裂增产作用。

15、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种压裂用二维柔性暂堵剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

2.如权利要求1所述的压裂用二维柔性暂堵剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，熔融共混的温度为170～200℃，时间为2～5min。

3.如权利要求1所述的压裂用二维柔性暂堵剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，增韧剂与生物可降解材料的用量质量比为1：(2～5)。

4.如权利要求1所述的压裂用二维柔性暂堵剂的制备方法，其特征在于，步骤s2具体是：将步骤s1得到的颗粒母料加入聚乙烯醇溶液中，温度60～90℃条件下，先在800-1000rpm的转速下搅拌30-60min，然后在200-300rpm的转速下搅拌2～5h，得到混合溶液。

5.如权利要求4所述的压裂用二维柔性暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为20～40％，醇解度为88％，聚合度为1700或580，聚乙烯醇溶液与颗粒母料的用量重量比为(1～3):(2～4)。

6.如权利要求1所述的压裂用二维柔性暂堵剂的制备方法，其特征在于，步骤s3中纺丝的喷丝板孔数800～1200，孔直径为70～90μm，纤维直径为30～70d。

7.如权利要求6所述的压裂用二维柔性暂堵剂的制备方法，其特征在于，步骤s3中，将纺织的布切割成三角形、四边形、多边形、圆形中任意一种形状；不同尺寸规格包括边长或直径1～150mm，厚度0.1～2.0mm。

8.一种压裂用二维柔性暂堵剂，其特征在于，采用如权利要求1-7任意一项所述压裂用二维柔性暂堵剂制备方法制成。

9.如权利要求8所述的压裂用二维柔性暂堵剂，其特征在于，该二维柔性暂堵剂与颗粒暂堵剂和粉末暂堵剂配合使用。

技术总结本发明公开了一种压裂用二维柔性暂堵剂及其制备方法，步骤S1、采用增韧剂与生物可降解材料进行熔融共混，以对生物可降解材料进行增韧改性，冷却，得到颗粒母料；增韧剂选自聚己内酯PCL、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物PBAT、聚丁二酸丁二醇酯PBS、聚羟基脂肪酸酯PHA中的至少一种；生物可降解材料为聚乳酸或聚乙交酯或两者的混合物；S2、将颗粒母料均匀分散在聚乙烯醇溶液中，得到混合溶液；S3、混合溶液进行纺丝得到纤维，将纤维加工成布，再将纺织的布切割成不同形状即得到二维柔性暂堵剂。该二维柔性暂堵剂，遇水后到达一定温度可柔性变形包裹暂堵剂颗粒和粉末形成复合暂堵转向，显著提升暂堵效果。技术研发人员：郭建春,刘斌,卢聪,杨浩,卢杨,张绍彬,路千里,冷长松,朱永鑫,孟飞受保护的技术使用者：成都劳恩普斯科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20