[发明专利]一种微胶囊破胶剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油及天然气勘探与开发技术领域，具体是指一种微胶囊破胶 剂及其制备方法。

背景技术

压裂液是压裂技术的重要部分，是油气井增产增注主要措施之一。压裂液 是用于造缝和携砂的液体，因此在施工作业中要求具有较高的粘度保证支撑剂 顺利进入裂缝，避免堵塞井筒和裂缝的孔吼及孔道；同时在储层中要求压裂液 对地层伤害小，耐温耐盐耐剪切，不污染储层。

随着对油气田勘探开发的难度不断加大，虽然目前已研究开发了抗高温清 洁压裂液、微束聚合物压裂液、无聚合物压裂液以及新型原油基压裂液等新型 压裂液，但目前国外仍然有大约65％的压裂液以水基为主，而国内水基压裂液 的使用比例也达到了80％。

压裂造缝完成，为保持支撑剂填充层的导流能力需要适量的破胶剂破坏压 裂液中增稠剂的高分子结构，降低流体粘度防止流体虑失给地层和环境造成伤 害。而传统的破胶剂不能满足泵注要求，且破胶剂用量受限，容易提前破胶堵 塞井筒或破胶不彻底导致压裂失败。因此综合考虑目前开采困难、环境保护、 地层配伍性等问题，有必要对水基压裂液用化学助剂改性，并配置配伍性较好 的压裂液用于油、气井压裂作业，以达到施工增产增注的目的。水基聚合物压 裂液在加砂压裂施工过程中，有必要添加合适的破胶剂保证压裂液顺利破胶返 排，减少对地层的伤害。可通过改性破胶剂提高传统破胶剂的使用剂量和缓释 性能，使压裂液能在理想的时间、空间、环境条件下顺利破胶返排，保证压裂 施工前后的粘度需求。

20世纪90年代国内石油各高校，中科院等科研机构相继开展了胶囊破胶 剂的研究，并取得一定的成果。而国内现有制备胶囊破胶剂使用较多的手段是 通过物理方法：如空气悬浮、底喷、侧喷流化床、喷雾造粒等大型机械设备造 粒并包覆传统的破胶剂。虽然制备的产品壁材包覆均匀，且具备一定的化学、 机械稳定性，基本能够达到施工要求的缓释效果。但设备成本太高，设备操作 难度大且工艺操作复杂不易控制，颗粒圆球度低，包覆材料常用人工合成的聚 合物，对环境保护带来问题。现阶段的研究除了物理手段还有化学手段，此类 方法大多停留在室内研究阶段，未进入现场应用和工业化投产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆球度良好、粒径分布均匀、有效含量较高且 具备缓释破胶性，在压裂施工中能在理想条件下有效破胶植物胶水基压裂液的 过硫酸铵微胶囊破胶剂。

本发明的另一目的在于提供一种投入成本低、对机械设备及操作要求不 高、制备工艺简单的上述过硫酸铵微胶囊破胶剂的制备方法。

本发明通过下述技术方案实现：一种微胶囊破胶剂，主要由芯材为过硫酸 铵，衣材为乙基纤维素，保护剂为植物胶水溶液构成，其中，按质量百分比 计，芯材与衣材的质量比为2:1～1:4。

本技术方案中，所使用的芯材以过硫酸铵为主，现场中过硫酸铵的使用最 为普遍，效果最为显著；所用衣材乙基纤维素具备良好的热稳定性，能生成坚 韧薄膜；所用保护剂主要是由溶质为植物胶，溶剂为水构成的溶液，溶质和溶 剂均无毒，对环境对人体无伤害。该胶囊破胶剂主要用于植物胶水基压裂液的 破胶，作业时能通过储层的温度、压力、液体等条件使囊衣材料逐渐溶解，从 而实现芯材的缓释释放，避免破胶剂泵送过程中发生提前破胶而导致的井筒堵 塞，对压裂造缝施工造成不良影响。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述植物胶水溶液为质量百分浓度为 1％～2％的明胶水溶液。明胶具有良好成膜性、可降解性，并且具有溶胶——凝 胶可逆转换性，因此这里优选明胶水溶液作为植物胶保护剂，用于外水相保护 液时，可以有效防止芯材从衣材溶液向外扩散，保证包覆有效含量和微胶囊产 率。

一种上述微胶囊破胶剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按2:1～1:4的质量比称量过硫酸铵和乙基纤维素，并制备植物胶水溶 液作为保护剂，备用；

(2)选择能够与乙基纤维素配伍且具有挥发性的有机溶剂，在恒速搅拌 的条件下配置质量百分浓度为2％～6％的乙基纤维素有机溶液；

(3)将称量好的过硫酸铵缓慢加入配置好的的乙基纤维素有机溶液中， 并持续搅拌至乳化形成S/O悬浮体系；

(4)改变搅拌速率，将步骤(3)制得的S/O悬浮体系成细线状缓慢加入 制备好的植物胶水溶液中，恒速搅拌使之产生大量微胶囊，制得S/O/W复乳 化体系；