一种油气藏开发用固体缓释防垢微粒及其制备方法与流程

本发明涉及油气井地层和井筒结垢防治，尤其涉及一种油气藏开发用固体缓释防垢微粒及其制备方法。

背景技术：

1、随着页岩油、页岩气、煤岩气、超深井、超长水平井等非常规油气井开发增多，海上油气田大规模推广开发和应用，以及老油气井重复压裂改造是稳产增产重要措施，近地层和井筒的结垢矛盾越来越突出。因非常规油气井和老井重复压裂的要求，开采前基本都需要进行储层压裂改造，人为制造导流裂缝，因此通过压裂过程加入化学阻垢剂是一种非常有效的防垢工艺，能够同时延缓近地层和井筒结垢。

2、在油气田的压裂施工作业中，固体缓释防垢微粒随压裂液进入油层裂缝，在一定的温度、压力和产液介质中缓慢溶解释放，其内含有的阻垢剂也释放进入产液中并持续保持一定浓度，通过阻垢剂的化学防垢作用，达到预防和减缓油层和井筒及其管材表面各种结垢物的沉积。

3、目前国内外缓释防垢剂的种类很多，如中国专利cn105038750a公开了一种用于油井措施改造的缓释防垢剂，按重量百分比计，包括35～45％的主剂，5～15％的副剂以及40～50％的骨架；中国专利cn112080264a公开了一种阻垢颗粒及其制备方法和应用，包括缓释芯层和速释外层，所述速释外层包裹于缓释芯层的外部，通过将阻垢剂制成速释/缓释颗粒形式，兼具速释和缓释的双重释放速度，且阻垢颗粒的药剂负载率高，对油井的保护作用周期长；中国专利cn111909675a公开了固体颗粒阻垢剂，包括粘合剂、吸附剂、复合阻垢剂、缓释剂和交联剂，在聚乙烯醇的缓释作用、吸附剂的锁定作用和外壁缓溶壳层的共同作用下，所述固体颗粒阻垢剂在井底口袋缓慢释放，有效期＞60天。但是现有的缓释防垢剂均存在缓释有效期短的弊端。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种油气藏开发用固体缓释防垢微粒及其制备方法。本发明提供的油气藏开发用固体缓释防垢微粒缓释有效期长(室内模拟实验完全降解需要1114天)。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种油气藏开发用固体缓释防垢微粒，包括以下质量份数的组分：聚酯缓释载体50～85份，聚酯改性剂0.5～3份和阻垢剂12～49.5份，所述聚酯改性剂包括间苯二甲酸、二甘醇和聚碳化二亚胺中的一种或多种。

4、优选地，所述聚酯缓释载体包括热塑性聚酯。

5、优选地，所述热塑性聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚乳酸(pla)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚己内酯和聚β-羟基丁酸中的一种或多种。

6、优选地，所述热塑性聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯中的一种或多种。

7、优选地，所述热塑性聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乳酸，所述热塑性聚酯中聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乳酸的质量比为60～96:4～40。

8、优选地，所述热塑性聚酯包括聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯，所述热塑性聚酯中聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的质量比为90～95:5～10。

9、优选地，所述热塑性聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯，所述热塑性聚酯中聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的质量比为94～98:1～3:1～3。

10、优选地，所述聚酯改性剂包括间苯二甲酸、二甘醇和聚碳化二亚胺，所述间苯二甲酸、二甘醇和聚碳化二亚胺的质量比为0～0.4:0.1～0.8:0～0.8。

11、优选地，所述阻垢剂包括乙二胺四甲叉膦酸(edtmp)、己二胺四甲叉膦酸(hdtmpa)、乙二胺四乙酸二钠(edta-2na)、2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(pbtca)和聚环氧琥珀酸(pesa)中的一种或多种。

12、本发明还提供了上述技术方案所述的油气藏开发用固体缓释防垢微粒的制备方法，包括以下步骤：

13、将聚酯缓释载体、聚酯改性剂和阻垢剂混合后进行造粒，得到所述油气藏开发用固体缓释防垢微粒。

14、本发明提供了一种油气藏开发用固体缓释防垢微粒，包括以下质量份数的组分：聚酯缓释载体50～85份，聚酯改性剂0.5～3份和阻垢剂12～49.5份，所述聚酯改性剂包括间苯二甲酸、二甘醇和聚碳化二亚胺中的一种或多种。

15、本发明中，所述聚酯缓释载体为高分子长链物质，在油气井产液环境中，水中的h+会先接触羰基氧原子，使其先质子化，导致羰基碳的正电性增强，增强其接受水分子进攻的能力，然后水分子就更容易接触到羰基碳并且通过加成-消除反应破坏酯基从而形成羧酸和醇，长分子碳链断裂，宏观表现为载体从外到内缓慢降解，释放包裹的阻垢剂进入油气井产液中；

16、所述聚酯改性剂中间苯二甲酸(ipa)能够破坏聚酯缓释载体的大分子链的高对称性和高规整性，其间位取代所增加的自由体积能够增加聚酯缓释载体大分子链之间的间距，使链的排列松弛，使得大分子链活动能力提高，降低聚酯缓释载体的熔点，同时还会使结晶时链段向晶核的扩散排列速度更快，同时聚酯缓释载体结晶变得不完整以及变得更加无序，从而导致结晶速率和结晶度的降低，降低了聚酯缓释载体的缓熔点，破坏聚酯缓释载体大分子链规整性，从而降低加工成型温度，降低加工难度，提高加工效率和良品率；二甘醇(deg)能够破坏聚酯缓释载体分子链的规整性，降低分子间作用力，使聚酯缓释载体熔点下降，加工温度下降，由于deg主链较长，同时带有使聚酯缓释载体分子链易旋转的醚键，使得deg的引入大大提高了聚酯缓释载体分子链的柔顺性，使得聚酯缓释载体的熔点降低，从而降低加工成型温度，降低加工难度，提高加工效率和良品率；聚碳化二亚胺作用：对聚酯缓释载体的断链产生接枝的效果，从而恢复或部分恢复聚合物材料的使用性能，延长其使用寿命，聚碳化二亚胺基团中的碳化二亚胺基团与聚酯缓释载体中的羧基有较高的反应活性，能够生成结构稳定的脲基化合物，减少聚酯缓释载体在应用环境中(油气井产液)分子链中的酯键容易受水分子侵蚀而发生水解产生的羧基，有效抑制聚酯缓释载体因为水解而引起的分子链断裂，降低产品溶解速率，延长有效寿命周期；

17、所述阻垢剂通过螯合成垢阳离子增加溶解度、阻止和减缓结垢晶核生成、干扰和破坏结垢晶体析出沉积过程的作用达到防垢阻垢目的。

18、本发明首次将阻垢剂与聚酯缓释载体结合，克服了常规改性防垢支撑剂和液体防垢剂的有效组分低、用量大和周期短的弊端，本发明提供的油气藏开发用固体缓释防垢微粒在地层裂缝中缓慢溶解释放，可达到地层和井筒防垢目标，具有单井用量低、防垢效果好、缓释周期长和完全降解的技术优势，市场前景广阔。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

20、1、有效周期长：产品有效周期达3年以上，防垢剂不断溶解缓慢释放；

21、2、结构稳定：聚酯缓释载体材料强度高，抗压性能良好，高温和高压下结构稳定；

22、3、防垢效果好：产品阻垢效果好，可同时防治近地层孔隙和井筒的结垢；

23、4、完全降解：聚酯缓释载体可完全降解为小分子产物并呈弱酸性，能降低产液ph，产生持续微弱酸化的效果；

24、5、施工便捷：产品混入压裂砂中，结合压裂液体系注入地层，施工方便；

25、6、损失量少：产品为固体微粒形态，可更好的驻留地层，漏失损失量极少；

26、7、对地层无不良影响：不与地层发生成垢反应，不堵塞地层，不污染油层；

27、8、配伍性好：不影响压裂液系统渗透率，不与压裂液体系发生化学反应。

28、本发明还提供了上述技术方案所述油气藏开发用固体缓释防垢微粒的制备方法，本发明提供的制备方法简单易行，适于工业化应用。