專利名稱：一種強(qiáng)度高可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種在水平井分段壓裂作業(yè)中，可以代替機(jī)械封隔器起到橋塞封 堵作用的強(qiáng)度高可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞。
背景技術(shù)：
水平井的分段壓裂中，有些井因?yàn)樯淇拙翁L或產(chǎn)油氣層間距太小而無法使用 機(jī)械封隔器進(jìn)行封隔，還有井段的特殊結(jié)構(gòu)，機(jī)械封隔器不能在目的層進(jìn)行封隔作用，這些 井無法完成分段壓裂改造。一種用于水平井分段壓裂的高強(qiáng)度可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞 可代替機(jī)械封隔器精確封堵目的層，具有很好的抗壓強(qiáng)度，壓裂施工完成后可自動破膠，為 水平井改造提供了一種新的化學(xué)暫堵方法。在以往的技術(shù)中，“液體膠塞封堵劑”(CN1182112A)，“抗高溫完井暫堵 劑”(CN1047686A)是使用植物膠中的田菁膠和瓜膠粉為原料，采用四氯化鈦和重鉻酸鉀為 交聯(lián)劑，施工中通過填砂增加強(qiáng)度，并只能在直井中應(yīng)用的暫堵劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在60度內(nèi)成膠破膠可控制，耐溫性能好，能承受一定壓 力，對儲層傷害小的，不用填砂，能代替機(jī)械封隔器封隔儲層，在水平井目標(biāo)井段進(jìn)行壓裂 施工后可自動破膠的化學(xué)封堵劑。本發(fā)明所述的用于水平井分段壓裂的高強(qiáng)度可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞是由高 分子聚合物與配套的破膠劑混合，在交聯(lián)劑與引發(fā)劑作用下，聚合合成的。本發(fā)明提到的通過交聯(lián)聚合形成高分子聚合物是由兩性聚丙烯酰胺、陽離子單 體、陰離子單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑按照和水的重量比0.3-1 6-12 1-5 0. 02-0. 06 0.02-0.06 81.9-93的比例在水中進(jìn)行溶液交聯(lián)聚合而成。兩性聚丙烯酰胺的分子量為500-1400萬，其中陽離子濃度占兩性聚丙烯酰胺總 質(zhì)量的5-10%，陰離子濃度占兩性聚丙烯酰胺總質(zhì)量的10-20%。例子有北京恒聚化學(xué)公 司的STP-2、HENGFL0C 50809,HENGFL0C 50812、北京希濤技術(shù)開發(fā)公司專利CN1995270A產(chǎn) 品中的一種。陽離子單體有二甲基二烯丙基氯化胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺(DAC)、甲基 丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺(DMC)等中的一種或幾種。陰離子單體的例子有丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸鈉、丙烯酸、甲基 丙烯酸、丙烯酰胺甲基丙烷磺酸(AMPS)等中的一種或幾種。交聯(lián)劑有PEI樹脂，C10-30烷基丙烯酸脂，NN-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾 種。引發(fā)劑有硫代硫酸鈉，硫代硫酸鉀，過硫酸銨，過硫酸鈉，過硫酸鉀，過氧化氫中 的一種或幾種。除氧劑有亞硫酸鈉，亞硫酸鉀，亞硫酸氫鈉中的一種或幾種，根據(jù)水質(zhì)情況與水的重量比在0. 02-0. 08%內(nèi)調(diào)整用量。根據(jù)本發(fā)明形成的高強(qiáng)度可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞，成膠時(shí)間可以控制在 2-50min內(nèi)，在4_72h內(nèi)膠塞可通過破膠劑作用自動破膠，破膠液粘度小于5mpa. s，對儲層 傷害小于15%，抗壓強(qiáng)度大于15MPa，使用溫度為20-70°C。在油田現(xiàn)場完成了封堵三段，壓 裂四段的液體膠塞封堵壓裂施工，施工時(shí)壓力為23-38MPa，施工完成后48小時(shí)起油管開始 正常壓裂施工作業(yè)，未增加附加拉力，返排液粘度小于5mpa，S，壓后產(chǎn)量由Im3增加到18m3。本發(fā)明通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場施工，證明配制方便、控制容易、抗壓能力強(qiáng)、破膠快 速、施工簡單等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1在30°C時(shí)，各組分與水的重量比STP-2:丙烯酰胺甲基丙烯酰氧乙 基三甲基氯化胺(DMC) NN-亞甲基雙丙烯酰胺過硫酸鉀亞硫酸鈉水= 0.6 10 1 0.05 0.05 0.05 89?；号渲圃跀嚢璧乃尤?.6% STP-2，攪拌15min后再加入10%丙烯酰胺、 0. 甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺，攪拌均勻后靜置溶脹4小時(shí)，液體粘度15mpa. s。交聯(lián)液配制在水中加入NN- 二甲基丙烯酰胺，攪拌均勻放置溶解。引發(fā)劑液配制在水中加入10%過硫酸鈉，攪拌均勻放置溶解。除氧劑液配制在水中加入1 %亞硫酸鈉，攪拌均勻放置溶解。液體膠塞配制在IOOOml基液中分別加入交聯(lián)液5ml，加入引發(fā)劑液5ml，加入除 氧劑液5ml，快速攪拌均勻后放置，在iaiiin時(shí)液體開始增粘，20min成膠可變形，50min膠體 不可變形。實(shí)施例2在30 V時(shí)，各組分與水的重量比STP_2 丙烯酸鈉二甲基 二烯丙基氯化胺NN- 二甲基丙烯酰胺過硫酸鈉亞硫酸鈉水= 0.8 10 1 0.03 0.05 0.05 89?；号渲圃?500ml混調(diào)器杯中，加入清潔水882g，在100轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下，加 入8g STP-2，攪拌15min后再加入IOOg丙烯酸鈉，再加入IOg甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯 化胺，攪拌均勻后倒入IOOOml燒杯中靜置溶脹4小時(shí)，液體粘度36mpa. s。交聯(lián)液配制在IOOml燒杯中，加入NN- 二甲基丙烯酰胺lg，攪拌均勻放置溶解。引發(fā)劑配制在50ml燒杯中，加入過硫酸鈉5g，攪拌均勻放置溶解。除氧劑配制在IOOml燒杯中，加入亞硫酸鈉lg，攪拌均勻放置溶解。液體膠塞配制在IOOOml基液中分別加入交聯(lián)液:3ml，加入引發(fā)劑5ml，加入除氧 劑5ml，快速攪拌均勻后放置，在17min時(shí)液體開始增粘，30min成膠可變形，50min膠體不可 變形。實(shí)施例3在30°C時(shí)，各組分與水的重量比STP_2 丙烯酰胺丙烯酸NN-亞甲基雙丙 烯酰胺過硫酸鈉亞硫酸氫鈉水=0.8 8 1 0. 03 0. 03 0. 05 90。液體 粘度 36mpa. s.
基液配制在1500ml混調(diào)器杯中，加入清潔水892g，在100轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下，加 入8g STP-2，攪拌15min后再加入80g丙烯酸鈉和IOg丙烯酸，攪拌均勻后倒入IOOOml燒 杯中靜置溶脹4小時(shí)。交聯(lián)液配制在IOOml燒杯中，加入NN- 二甲基丙烯酰胺lg，攪拌均勻放置溶解。引發(fā)劑液配制在50ml燒杯中，加入過硫酸鈉5g，攪拌均勻放置溶解。.除氧劑液配制在IOOml燒杯中，加入亞硫酸鈉lg，攪拌均勻放置溶解。液體膠塞配制在IOOOml基液中分別加入交聯(lián)液:3ml，加入引發(fā)劑液:3ml，加入除 氧劑液5ml，快速攪拌均勻后放置，在20min時(shí)液體開始增粘，40min成膠可變形，50min膠體 不可變形。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)度高可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞，其特征在于由兩性聚丙烯酰胺、陽離子 單體、陰離子單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑按照和水的重量比0.3-1 6-12 1-5 0. 02-0. 06 0.0 2-0.06 81.9-93的比例在水中進(jìn)行溶液交聯(lián)聚合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)度高可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞，其特征在于兩性聚丙 烯酰胺分子量在500-1400萬，其中陽離子濃度占兩性聚丙烯酰胺總質(zhì)量的5-10%，陰離 子濃度占兩性聚丙烯酰胺總質(zhì)量的10-20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)度高可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞，其特征在于陽離子單 體是二甲基二烯丙基氯化胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化 胺中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)度高可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞，其特征在于陰離子單 體是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸鈉、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺甲基丙烷 磺酸中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)度高可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞，其特征在于交聯(lián)劑是 PEI樹脂，C10-30烷基丙烯酸脂，NN-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)度高可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞，其特征在于引發(fā)劑是 硫代硫酸鈉，硫代硫酸鉀，過硫酸銨，過硫酸鈉，過硫酸鉀，過氧化氫中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)度高可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞，其特征在于除氧 劑是亞硫酸鈉，亞硫酸鉀，亞硫酸氫鈉中的一種或幾種，根據(jù)水質(zhì)情況與水的重量比在 0. 02-0. 08%內(nèi)調(diào)整用量。
全文摘要
本發(fā)明涉及強(qiáng)度高可控破膠化學(xué)暫堵液體膠塞，其特點(diǎn)是由兩性聚丙烯酰胺、陽離子單體、陰離子單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑按照和水的重量比0.3-1∶6-12∶1-5∶0.02-0.06∶0.02-0.06∶81.9-93的比例在水中進(jìn)行溶液交聯(lián)聚合而成；該液體膠塞耐溫60度，成膠時(shí)間在2-50min內(nèi)可調(diào)整，能承受15MPa以上的壓裂施工壓差，可代替機(jī)械封隔器有效封堵目的層后進(jìn)行常規(guī)壓裂施工，并在要求時(shí)間內(nèi)可控制破膠水化。
文檔編號C09K8/42GK102061152SQ20091023781
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者丁云宏, 劉萍, 崔明月, 楊艷麗, 梁麗, 王振鐸, 管寶山, 胥云, 邱曉惠 申請人:中國石油天然氣股份有限公司