[發明專利]一種適用于地下儲層壓裂作業的可降解材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010883510.3
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111995996B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 毛彥鵬;紀海霞;譚磊
• 申請（專利權）人: 上海浦景化工技術股份有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C09K8/88;C09K8/508
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發明涉及一種適用于地下儲層壓裂作業的可降解材料及其制備方法，該可降解材料是以組分I和組分II作為基體材料，輔以加工助劑制備而成，其中，所述組分I為含有乙醇酸重復單元的聚合物，所述組分II包含熱塑性彈性體；所述組分I與組分II的質量比為1?100:10。本發明解決了現有暫堵劑存在的剛性大、韌性差、熱穩定性差等問題，制得的可降解材料用作暫堵劑時，兼具良好的耐高溫性和韌性，在高溫條件下仍可在一段時間內保持足夠的機械強度，在使用后可自行降解而被容易地去除掉，且不會影響地下儲層，可有效提高井下暫堵轉向壓裂的施工效率，減少施工成本。

技術領域

本發明屬于油氣開發技術領域，尤其是涉及一種適用于地下儲層壓裂作業的可降解材料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著油氣田的不斷開采，儲層的品質會逐年下降，為此相關的油氣開采商多采用儲層壓裂改造的方式來改善地下儲層的滲透性，以繼續有效地從這些地下儲層中開采油氣資源。然而，目前針對具有縱向分布相對分散、油層多、縱向非均質性嚴重等特點的非均質低滲透油藏，采用多層籠統壓裂改造往往無法實現均衡改造，而為了能夠在一定程度上代替傳統的多層籠統壓裂技術，現今越來越多的科研工作者已開始研究以裂縫轉向為目的的暫堵轉向壓裂技術。

暫堵轉向壓裂技術的成功與否，關鍵在于能否開啟微裂縫或新裂縫，而封堵初級裂縫的暫堵劑在該技術中起到關鍵作用。不同于常規的油溶性暫堵劑和水溶性暫堵劑，采用可降解材料制成的暫堵劑由于其在地層溫度、壓力條件下能夠進行自降解，現已逐漸成為油氣井暫堵轉向壓裂技術領域中的研究熱點。

聚乙醇酸是一種具有良好生物降解性和生物相容性的合成高分子材料，與傳統的性能穩定的高分子材料，例如塑料、橡膠等不同，聚乙醇酸作為材料在使用到一定時間后逐漸降解，并最終變成對人體、動植物和自然環境無害的水和二氧化碳。因此，聚乙醇酸作為一種新型的具有良好生物降解性和生物相容性的環保可降解材料，可被應用于油氣井壓裂暫堵轉向技術領域中。

雖然，現有的暫堵劑(例如，基于聚乙醇酸的暫堵劑)在常溫下遇水不粘結，利于泵注，并且在儲層溫度下，其降解速率與時間可呈現非線性關系，但依然存在以下問題：例如，剛性較大，韌性較差，不利于暫堵劑能夠快速地相互堆砌、橋接而形成具有穩定承壓效果的封堵層，而且其在高溫條件下的熱穩定性較差，容易快速失去強度，而難以維持穩定的承壓效果。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有暫堵劑存在的剛性大、韌性差、不利于暫堵劑快速地相互堆砌、橋接而形成具有穩定承壓效果的封堵層，以及在高溫條件下熱穩定性較差、容易快速失去強度，難以維持穩定的承壓效果的缺陷，而提供一種適用于地下儲層壓裂作業的可降解材料及其制備方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種適用于地下儲層壓裂作業的可降解材料，該可降解材料是以組分I和組分II作為基體材料，輔以加工助劑制備而成，其中，所述組分I為含有乙醇酸重復單元的聚合物，所述組分II包含熱塑性彈性體，所述組分I與組分II的質量比為1-100:10。

本發明的發明構思為，在可降解材料體系中，通過引入熱塑性彈性體用以改善最終材料的柔韌性，適當降低乙醇酸聚合物自身剛性，以使最終材料具有一定的韌性，當用作暫堵劑時，在井下地層的作用下可發生適當的形變，有利于材料相互堆砌、橋接以形成相對致密的封堵層，進而有利于維持穩定的承壓強度。

另外，還可向可降解材料體系中引入水溶性聚合物，其可在熱塑性彈性體的彈性與乙醇酸聚合物的剛性之間起到一定的緩沖釋然作用，可有效消除或降低熱塑性彈性體與乙醇酸聚合物熔融共混擠出過程中所產生的內應力，進而改善最終材料的力學性能。

本發明通過將含有乙醇酸重復單元的聚合物(即組分I)與熱塑性彈性體(即組分II，還可包含水溶性聚合物)相復配，有效解決了現有暫堵劑材料剛性大、韌性差、不利于快速地相互堆砌、橋接以形成具有穩定承壓效果的封堵層，以及在高溫條件下熱穩定性較差、容易快速失去強度，難以維持穩定的承壓效果的問題。