一种高强度全降解仿生暂堵材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度全降解仿生暂堵材料的制备方法，首先将乙醇酸、乳酸、谷氨酸加入蒸馏水中，水浴保温90℃，并搅拌溶解完毕，然后加入催化剂，升温至150℃反应8

【技术实现步骤摘要】
一种高强度全降解仿生暂堵材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及油田增产
，尤其是一种高强度全降解仿生暂堵材料的制备方法。

技术介绍

[0002]国内新发现的油气资源超过70％是低渗透非常规油气藏，必须通过大规模体积压裂来进行开采，老井的重复压裂和水平井分段压裂已成为非常规油气藏改造的主要技术手段。目前国内外针对低渗透油气藏的改造主要采取体积压裂的方式，通过压裂将储层基质“打碎”，形成网络裂缝，使裂缝壁面与储层基质接触面积最大，使得基质中的油气向裂缝的渗流距离最短，基质流体向裂缝渗流阻力最小，极大提高储层整体渗流能力，实现对储层在长、宽、高三维方向的“立体改造”。国外数据统计：在第一次压裂时，大概有1/3的射孔簇没有被压裂改造，更严重的是有些井超过50％的射孔簇没有被改造，这些未被改造的射孔簇对页岩气井不产生任何贡献。国内某页岩气区块压裂统计表明：初次压裂产气簇贡献比在66％，还有1/3的射孔簇没有改造到。原因分析认为受天然裂缝、地应力差异等影响的井在第一次压裂时改造不充分，以及井筒条件复杂，常规分层分段受限等，由于第一次压裂改造不充分，通过体积压裂以后，随着开采时间的延长，油气层本身的能量不断消耗，压力不断下降，使产量大幅下降，甚至停产，造成地下残留大量的油气采不出来。需要采用重复压裂技术进行二次改造，从现有油气井中开采出更多的油气。解决水平井产能贡献问题，让没有发挥产能贡献的井段发挥作用。
[0003]很多重复压裂技术采用暂堵转向压裂进行二次改造，要求暂堵剂必须有效封堵炮眼，堵老孔压新孔，或堵老缝压新缝。重复压裂要求暂堵剂溶解时间长，现有常规暂堵材料满足不了要求。重复压裂需要封堵老的孔眼后重新射孔压裂，需要暂堵材料封堵后承压能力达到70MPa以上，常规暂堵剂也很难满足要求。另外目前市场上常规暂堵剂主要是油溶性或水溶高分子材料，只能在原油中或水中溶解，但不能生物降解，会产生环境污染。

技术实现思路

[0004]针对现有的暂堵剂存在的抗压强度不够，无法生物降解引起环境污染的问题，本专利技术提供一种高强度全降解仿生暂堵材料的制备方法。
[0005]本专利技术提供的高强度全降解仿生暂堵材料的制备方法，步骤如下：
[0006]S1、将乙醇酸、乳酸、谷氨酸加入蒸馏水中，水浴保温90℃，并搅拌溶解完毕，然后加入催化剂，升温至150℃反应8
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10h，得到多元共聚物。催化剂为氯化亚锡或对甲苯磺酸、或两种复配使用。
[0007]S2、将多元共聚物加入干燥共混装置，加入聚乙二醇丙烯酸酯和黄原胶，在真空下干燥共辊粉碎，得到暂堵材料母料。
[0008]各原料组分的用量重量份比例如下：乙醇酸4
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7份、乳酸8
‑
12份、谷氨酸13
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16份、聚乙二醇丙烯酸酯10
‑
15份、黄原胶6
‑
9份、水45
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55份。
[0009]S3、将暂堵材料母料进一步加工成不同形态的暂堵材料成品。可以根据实际使用情况进行如下进一步加工：
[0010]将暂堵材料母料经过熔融、纺丝得到暂堵纤维。
[0011]将暂堵材料母料经过熔融、纺丝、编织、裁剪得到绳结暂堵塞。
[0012]将暂堵材料母料经过熔融、模具成型得到暂堵球。
[0013]将暂堵材料母料经过熔融造粒、粉碎、筛分得到不同粒径规格的暂堵剂。
[0014]本专利技术的多元共聚物的聚合反应机理：乙醇酸、乳酸在150℃、催化剂(氯化亚锡、对甲苯磺酸)作用下能够直接聚合(
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OH与别的分子的
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COOH脱水缩合)形成聚乳酸
‑
乙醇酸共聚物。而谷氨酸涉及到两种官能团:氨基和羧基。谷氨酸的羧基更容易与氨基反应，也可以与羟基发生反应，因此共聚物中的聚L
‑
谷氨酸单元可能有两种结构单元:戊二酰亚胺段和开环单元。
[0015]最终聚合产物的主要结构如下：
[0016][0017]其中，
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
[0019](1)现有技术中聚乙醇酸、聚乳酸、聚谷氨酸都有工业化产品，也有做为暂堵剂使用的，但聚乙醇酸溶解速度过快、强度低，不能作为高强度长效暂堵剂使用。聚乳酸强度高，但溶解速度过慢，降解时间长，作为暂堵剂使用在低温下不适用。聚谷氨酸具有较好的粘结性能，但溶解速度快，暂堵时间太短。本专利技术采用三种单体进行共聚，改变单体的配比可以得到高强度的溶解时间可控、完全生物降解的暂堵剂。
[0020](2)本专利技术能够满足重复压裂技术对暂堵材料的要求，制备的暂堵材料耐压强度高，可在80～100MPa的强压下进行暂堵；降解时间可控，在10～60天完全降解；温度适用范围广，可在30～180℃范围内适用。
[0021](3)本专利技术的暂堵材料母料可以加工制成粒径在1
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8mm的颗粒或20
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100目粉末，或者用注塑机加工成6mm，9mm，12mm，15mm，18mm，25mm等球体，也可加工成纤维状、绳结状暂堵材料等不同形态，满足不同的暂堵需求。
[0022]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0023]图1是应用案例1中的压裂施工曲线。
[0024]图2是应用案例2中吉XXH重复压裂微地震事件点。
[0025]图3是应用案例3中Mxxx井1
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6鹰眼测试结果图。
[0026]图4是应用案例3中Mxxx井压后生产情况。
[0027]图5是应用案例4中百XX井压后生产曲线。
具体实施方式
[0028]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]实施例1
[0030]将乙醇酸5重量份、乳酸10重量份、谷氨酸15重量份加入50重量份蒸馏水中，水浴保温90℃，并搅拌溶解完毕，然后加入催化剂氯化亚锡0.5重量份，升温至150℃反应8
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10h，得到三元共聚物，将共聚物加入干燥共混装置，同时加入聚乙二醇丙烯酸酯12重量份、黄原胶8重量份，在真空下干燥(温度：70℃，干燥8小时)共辊，得到暂堵材料母料。
[0031]实施例2
[0032]将实施例1所得干燥的暂堵材料母料在螺杆挤压机230℃下熔融挤出进入纺丝箱，纺丝速度为1000m/min，纺丝得到暂堵纤维，其性能测试见表1。
[0033]表1、暂堵纤维性能测试结果
[0034][0035][0036]实施例3
[0037]将实施例1所得暂堵材料母料经过熔融、纺丝、编织、裁剪得到绳结暂堵塞。螺杆挤压机230℃下熔融挤出进入纺丝箱，纺丝速度为1000m/min，将纺丝丝线裁剪为15
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度全降解仿生暂堵材料的制备方法，其特征在于，由乙醇酸、乳酸、谷氨酸在催化剂作用下原位聚合形成多元共聚物；然后在共聚物中加入聚乙二醇丙烯酸酯和黄原胶，在真空下干燥共辊粉碎，形成暂堵材料母料；暂堵材料母料进一步加工成不同形态的暂堵材料成品。2.如权利要求1所述的高强度全降解仿生暂堵材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：S1、将乙醇酸、乳酸、谷氨酸加入蒸馏水中，水浴保温90℃，并搅拌溶解完毕，然后加入催化剂，升温至150℃反应8
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10h，得到多元共聚物；S2、将多元共聚物加入干燥共混装置，加入聚乙二醇丙烯酸酯和黄原胶，在真空下干燥共辊粉碎，得到暂堵材料母料；S3、将暂堵材料母料进一步加工成不同形态的暂堵材料成品。3.如权利要求2所述的高强度全降解仿生暂堵材料的制备方法，其特征在于，各原料组分的用量重量份比例如下：乙醇酸4
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7份、乳酸8
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12份、谷氨酸13
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐太平，李栓，周京伟，袁发明，陈丽，费廷凯，
申请(专利权)人：捷贝通石油技术集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：