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。

技術(shù)特征：

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。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種酸壓用220℃控制釋放微膠囊酸的制備方法，步驟S1、將多官能度殼材、助聚劑、光引發(fā)劑及乳化劑A互溶構(gòu)成油相，然后將酸液倒入油相中形成油水混合物，高速攪拌形成W/O型初乳；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攪拌，形成W/O/W型復(fù)乳液；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，直至形成顆粒狀產(chǎn)物；抽濾，烘干得到220℃控制釋放微膠囊酸。本發(fā)明的制備方法操作簡(jiǎn)單，紫外光固化時(shí)間少于10min。制備的微膠囊酸具有較強(qiáng)的耐壓性能，能避免泵送沖擊造成其在井筒中提前破壞釋放；當(dāng)被泵送至儲(chǔ)層深部并達(dá)到響應(yīng)溫度時(shí)，微膠囊酸外殼才被破壞而大量釋放酸液，實(shí)現(xiàn)控制釋放。

技術(shù)研發(fā)人員：楊兆中,周杰,朱靜怡,李小剛,易良平,陳明菁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西南石油大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21