[發(fā)明專利]一種用于酸化壓裂井下壓裂工具的耐酸智能溶解材料在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310458425.6 | 申請日： | 2023-04-26 |
| 公開（公告）號： | CN116480329A | 公開（公告）日： | 2023-07-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王小紅;徐仕磊;郭建春;劉濤;何霄翰;李志鵬;王沛瑤 | 申請（專利權(quán)）人： | 西南石油大學(xué) |
| 主分類號： | E21B43/27 | 分類號： | E21B43/27;E21B43/26 |
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| 地址： | 610500 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 酸化 井下 工具 耐酸 智能 溶解 材料 | ||
為解決現(xiàn)有可溶井下壓裂工具在酸液中溶解速度過快，不能滿足壓裂承壓要求的問題，本發(fā)明公開了一種用于酸化壓裂井下壓裂工具的耐酸智能溶解材料，包括可溶的鎂基或鋁基合金基體、包覆在可溶合金基體表面的耐酸涂層及均勻分布于耐酸涂層中的由熱致形狀記憶材料制備的智能溶解控件。用該耐酸智能溶解材料制備的井下壓裂工具不但能保障壓裂工具在酸化時不溶解，保證壓裂時的承壓能力，還能通過酸?巖反應(yīng)的累積放熱，使智能溶解控件達到形變觸發(fā)溫度，發(fā)生形變回復(fù)并在耐酸涂層中形成可供酸液進入的通道，實現(xiàn)酸化壓裂后壓裂工具的快速溶解，從而使可溶井下壓裂工具同時具備耐酸性和可溶性，有效提高油氣資源開采效率、降低油氣資源開采成本。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明專利屬于石油開采領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于酸化壓裂井下壓裂工具的耐酸智能溶解材料。
背景技術(shù)
碳酸鹽巖油氣藏在全球油氣資源中占有極為重要的地位。我國碳酸鹽巖油氣藏具有儲層埋藏深、低滲、非均質(zhì)等特點，開發(fā)難度大。酸化壓裂是溝通儲層，保障碳酸鹽巖油氣藏安全、高效開采的關(guān)鍵技術(shù)。
酸化壓裂是指在高于地層破裂壓力條件下下將酸注入地層，在地層內(nèi)形成裂縫，通過酸液對裂縫壁面物質(zhì)的不均勻溶蝕形成高導(dǎo)流能力的裂縫。井下壓裂工具如可溶球、可溶球座、可溶篩管、可溶封隔器，在壓裂時通過對套管進行封堵，滿足壓裂時的壓力要求，是保障壓裂順利進行的關(guān)鍵。現(xiàn)有的井下壓裂工具主要由可溶鎂基合金或可溶鋁基合金制備，可滿足水力壓裂條件下的承壓要求以及壓裂后快速溶解等要求，在水力壓裂中得到了廣泛的應(yīng)用。酸化壓裂通常采用濃度為5％-20％鹽酸、稠化劑、交聯(lián)劑、延緩劑、調(diào)理劑、破膠劑混合使用，提高碳酸鹽巖儲層的導(dǎo)流能力，現(xiàn)有的鎂基或鋁基可溶井下壓裂工具可以在水力壓裂條件下可以滿足使用需求，但鎂基或鋁基可溶井下壓裂工具在酸液中溶解速度高達5763mg/(cm2·h)以上，在酸液中會快速溶蝕，無法滿足酸化壓裂條件下的封堵承壓要求。
針對現(xiàn)有井下壓裂工具材料耐酸性與可溶性不能同時具備的難題，本發(fā)明在現(xiàn)有井下壓裂工具常用的鎂基合金或鋁基合金材料表面包覆一層耐酸涂層，形成一種耐酸復(fù)合材料，保證鎂基合金或鋁基合金基體在酸化壓裂時不溶蝕；在耐酸涂層內(nèi)部設(shè)計了大量由熱致形狀記憶材料制備的智能溶解控件，酸化壓裂過程中，酸液與巖石發(fā)生反應(yīng)放出大量的熱量，這些熱量不斷累積使埋在耐酸涂層中的由熱致形狀記憶材料制備的智能溶解控件達到回復(fù)溫度并發(fā)生回復(fù)變形，回復(fù)到其最初的形態(tài)；通過設(shè)計合理的智能溶解控件的初始形狀和埋在耐酸涂層中的形狀，以及智能溶解控件大小與涂層厚度的相對關(guān)系，可使智能溶解控件在回復(fù)到其初始形狀的過程中破壞其表面的耐酸涂層，從而使酸液或地層水通過耐酸涂層破裂處與內(nèi)部的可溶鎂基合金或鋁基合金基體接觸，并使鎂基合金或鋁基合金基體快速溶解。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于制備酸化壓裂井下壓裂工具的耐酸智能溶解材料，用該耐酸智能溶解材料制備的井下壓裂工具既能保障井下壓裂工具在酸化時不溶蝕，保證酸化壓裂時的承壓暫堵作用，又能在酸化壓裂后實現(xiàn)壓裂工具的快速溶解，不僅避免了常規(guī)酸化壓裂井下工具(鋼質(zhì)壓裂工具)帶來的鉆磨周期長、鉆磨成本高、鉆磨事故多等鉆磨難題，還可以有效解決現(xiàn)有可溶壓裂工具(可溶鎂合金和可溶鋁合金壓裂工具)在酸液中溶解速度過快的問題，可有效提高酸化壓裂作業(yè)效率，提高油氣資源開采效率、降低油氣資源開采成本，可廣泛用于可溶球、可溶球座、可溶篩管、可溶封隔器等井下壓裂工具。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種用于酸化壓裂的井下壓裂工具的耐酸智能溶解材料，該智能溶解材料包括可溶鎂基合金或鋁基合金基體、包覆在鎂基合金或鋁基合金表面的耐酸涂層及均勻分布在耐酸涂層中的智能溶解控件。
進一步地，所述可溶鎂基合金或鋁基合金基體其抗壓強度需滿足酸化壓裂時的承壓需求，通常要求其承壓能力大于70MPa。
進一步地，所述耐酸涂層厚度可根據(jù)酸化壓裂時酸液的總量、流速確定的酸化時間進行調(diào)整，但耐酸涂層總厚度不大于1.5mm，可采用環(huán)氧樹脂、聚胺脂、氟碳樹脂涂等材料制備，壓力作用下屈服強度不大于130MPa。
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