本發(fā)明涉及油氣田酸化壓裂,尤其是一種酸壓用220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法。
背景技術(shù):
1、近年來(lái),我國(guó)碳酸鹽巖油氣藏開(kāi)發(fā)向著深層、超深層儲(chǔ)層邁進(jìn),酸化壓裂技術(shù)也隨之面臨超高溫、超高壓等難題,特別是酸液體系性能面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?,F(xiàn)有的高溫緩速酸液體系(如稠化酸、交聯(lián)酸等)主要通過(guò)增稠的方式減緩氫離子向巖石壁面?zhèn)鬟f的速率,延長(zhǎng)酸蝕裂縫長(zhǎng)度,從而改善酸壓施工效果。但在部分深層、超深層碳酸鹽巖油氣藏中,儲(chǔ)層溫度已然超過(guò)了220℃,現(xiàn)有的緩速酸液體系粘度急劇降低,難以滿足深層、超深層儲(chǔ)層酸壓工藝要求。微膠囊酸技術(shù)是一種有望解決上述難題的新型酸液體系,使用特定聚合物材料將酸液包裹起來(lái),形成微膠囊。若能夠保證微膠囊在低于220℃時(shí),酸液的釋放速率極其緩慢甚至無(wú)法釋放;超過(guò)220℃時(shí),微膠囊的殼發(fā)生形變,大量釋放酸液,以達(dá)到在裂縫遠(yuǎn)端釋放氫離子,有效延長(zhǎng)酸蝕裂縫長(zhǎng)度,從而能夠滿足深層、超深層碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸壓工藝的需求。但是,相對(duì)于液體酸液體系,作為固體的微膠囊酸面臨著另一個(gè)難題:即在酸壓施工泵送時(shí),微膠囊酸會(huì)被擠壓,會(huì)與管壁發(fā)生碰撞,發(fā)生變形或壁材破裂,導(dǎo)致酸液提前釋放。因此需要膠囊酸具有較強(qiáng)耐壓性能,以抵抗泵送帶來(lái)的沖擊,避免在到達(dá)儲(chǔ)層之前因外力破壞而提前釋放內(nèi)部酸液。但在目前的報(bào)道中,鮮見(jiàn)對(duì)微膠囊耐壓性能的研究。
2、另外,目前公開(kāi)的制備微膠囊酸的方法多為乳液聚合和溶液聚合等制備工序復(fù)雜、完成制備耗時(shí)長(zhǎng)的方法,極大地提高了微膠囊酸的生產(chǎn)時(shí)間成本。因此如何簡(jiǎn)化微膠囊酸的制備工藝也是技術(shù)難點(diǎn)之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有酸壓用微膠囊酸存在的上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種酸壓用220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法。
2、本發(fā)明提供的酸壓用220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法,步驟如下:
3、s1、將多官能度殼材、助聚劑、光引發(fā)劑及乳化劑a互溶形成油相,然后將作為內(nèi)水相的酸液倒入油相中形成油水混合物,使用高速攪拌機(jī)以1000-4000rpm轉(zhuǎn)速攪拌10-15min,形成w/o型初乳。
4、所述多官能度殼材選自三官能度的酚醛環(huán)氧丙烯酸酯(pnea-3)、三官能度的聚氨酯改性環(huán)氧丙烯酸酯(puea-3)、六官能度聚氨酯丙烯酸酯(pua-6)中任意一種。
5、所述助聚劑選自新戊二醇二丙稀酸酯(npgda)、鄰苯二甲酸乙二醇二丙烯酸酯(pdda)、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(hdoda)和二丙二醇二丙烯酸酯(dpgda)中任意一種。
6、所述酸液選自鹽酸、土酸、甲酸、乙酸、氫氟酸中的任意一種,酸液的體積濃度為10%-40%。
7、s2、在w/o型初乳中加入乳化劑b,然后將初乳與外水相溶液混合,以300-800rpm轉(zhuǎn)速攪拌10-15min,形成w/o/w型復(fù)乳液;所述外水相溶液為質(zhì)量百分濃度為2%的聚乙烯醇溶液或聚丙烯酰胺溶液。
8、s3、在攪拌下使用紫外光照射w/o/w型復(fù)乳液,引發(fā)光聚合,照射6-10min直至形成顆粒狀產(chǎn)物;抽濾,洗滌產(chǎn)物,烘干,得到220℃控制釋放微膠囊酸。
9、以所有原料的總質(zhì)量百分比記作100%,各原料質(zhì)量占所有原料總質(zhì)量的百分比如下:多官能度殼材質(zhì)量占比2.5%-15%,助聚劑質(zhì)量占比12%-24%,光引發(fā)劑質(zhì)量占比0.8%-1.4%,乳化劑a質(zhì)量占比0.7%-2.8%,酸液質(zhì)量占比15%-30%,乳化劑b質(zhì)量占比2.4%-4.8%,外水相溶液占比35%-65%。
10、優(yōu)選的是,所述光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮或2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
11、優(yōu)選的是,所述乳化劑a選自peg-30二聚羥基硬脂酸酯、甘油硬脂酸酯、硬脂酸聚氧乙烯醚中的至少一種。
12、優(yōu)選的是,所述乳化劑b選自司班80和吐溫80以質(zhì)量比4:6復(fù)配形成的復(fù)合乳化劑、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的任意一種。
13、優(yōu)選的是,步驟s3中,以300-800rpm轉(zhuǎn)速在攪拌下采用25-100w的紫外光照強(qiáng)度照射w/o/w型復(fù)乳液。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益之處在于:
15、(1)本發(fā)明提供的220℃控制釋放微膠囊酸的外殼是由官能度為3~6的殼材聚合而成,制備過(guò)程中具有多官能團(tuán)的殼材的分子鏈發(fā)生復(fù)雜的體式交聯(lián),因而制備的微膠囊具有致密光滑的外殼,能耐受220℃的高溫且具有顯著的耐壓性能。該耐壓性能可以避免泵送沖擊造成微膠囊酸在井筒中提前破壞釋放。
16、(2)本發(fā)明提供的220℃控制釋放微膠囊酸形成的致密外殼可有效包裹液體酸液。在低于220℃時(shí),微膠囊外殼可有效阻礙內(nèi)部酸液向外界溶液釋放,大幅降低氫離子向巖石表面?zhèn)鬟f的速度,從而減少近井地帶的酸巖反應(yīng);而在高于220℃時(shí),微膠囊已被運(yùn)移至儲(chǔ)層深部,殼材被高溫破壞,酸液大量釋放并在深部與巖石反應(yīng)形成酸蝕裂縫。因此,本發(fā)明的微膠囊酸可有效解決超高溫碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸鹽反應(yīng)過(guò)快導(dǎo)致的酸蝕裂縫長(zhǎng)度不足的問(wèn)題。
17、(3)本發(fā)明提供的220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法操作簡(jiǎn)便,制備迅速,微膠囊酸殼材聚合反應(yīng)所需時(shí)間范圍為6~10分鐘。而且制備的微膠囊酸為一種顆粒型固體,在常溫下基本不會(huì)釋放,有利于施工過(guò)程中的運(yùn)輸、儲(chǔ)存。
18、本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn),部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
1.一種酸壓用220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.如權(quán)利要求1所述的酸壓用220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法,其特征在于,以所有原料的總質(zhì)量百分?jǐn)?shù)記作100%,多官能度殼材質(zhì)量占比2.5%-15%,助聚劑質(zhì)量占比12%-24%,光引發(fā)劑質(zhì)量占比0.8%-1.4%,乳化劑a質(zhì)量占比0.7%-2.8%,酸液質(zhì)量占比15%-30%,乳化劑b質(zhì)量占比2.4%-4.8%,外水相溶液占比35%-65%。
3.如權(quán)利要求1所述的酸壓用220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法,其特征在于,所述酸液質(zhì)量濃度為10%-40%。
4.如權(quán)利要求1所述的酸壓用220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法,其特征在于,所述光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮或2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
5.如權(quán)利要求1所述的酸壓用220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法,其特征在于,所述乳化劑a選自peg-30二聚羥基硬脂酸酯、甘油硬脂酸酯、硬脂酸聚氧乙烯醚中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的酸壓用220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法,其特征在于,所述乳化劑b選自司班80與吐溫80復(fù)合乳化劑、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的任意一種;司班80和吐溫80以質(zhì)量比4:6或3:7復(fù)配形成復(fù)合乳化劑。
7.如權(quán)利要求1所述的酸壓用220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法,其特征在于,步驟s3中,采用25-100w的紫外光照強(qiáng)度照射w/o/w型復(fù)乳液。