[发明专利]一种全可溶的桥塞密封胶筒及其制备方法与用途

说明书

本发明提供了一种全可溶的桥塞密封胶筒及其制备方法与用途，所述密封胶筒包含按密封胶筒总重量计30‑70份的热塑性聚氨酯弹性体和70‑30份的热塑性聚酯弹性体。本发明提供的全可溶的桥塞密封胶筒当温度超过一定值时，可以在返排液甚至清水中迅速、完全溶解，从而免除了在分段压裂工艺中的桥塞钻磨过程；另外，所述密封胶筒在使用时，一定时间内，可满足高达93℃高温下承受高达55MPa)的压力的要求。

技术领域

本发明涉及非常规油气资源(例如页岩气、页岩油、致密油气等)开采技术领域，具体涉及一种用于泵送桥塞水平井分段压裂技术的桥塞密封胶筒及其制备方法与用途。

背景技术

以美国为主的页岩气革命已经极大地改写了全球的能源及战略格局，页岩气使美国这个原最大的石油进口国逐步接近能源自给，原油价格由两年前的超过100美元/桶降至近来的50美元/桶附近，其中一个公认的主导力量就是美国页岩气产量的大幅增加。据测算，全球页岩气资源量约为456×10¹²m³，其中美国的页岩气资源量接近30×10¹²m³，而我国的页岩气潜在资源量超过30×10¹²m³。对于超过60％的原油都依赖进口并已超过美国成为最大石油进口国的我国而言，页岩气的开采可以减少能源的进口依赖，对能源安全有着重大的意义。

页岩气储层具有低孔特征和极低的基质渗透率，因此压裂是页岩气开采的主体技术，通常采用水平井分段压裂技术对页岩气储层进行改造，以获得较高的产能。而泵送桥塞水平井分段压裂技术与其他水平井分段压裂技术相比，可以从套管内注入携砂液，因此具有摩阻小，可以采用大排量和大液量施工，分段压裂级数不受限制等优势，并且通过泵送桥塞水平井分段压裂技术压裂后形成的缝网更加复杂，有效改造体积更大，从而收到更好的增产效果，所以泵送桥塞水平井分段压裂技术是目前页岩气开采的主要技术。

泵送桥塞水平井分段压裂工艺的具体施工步骤包括：(1)对第1压裂段进行油管输送射孔(Tubing Conveyed Perforation，简称TCP)和压裂；(2)电缆下入射孔枪和压裂桥塞并泵送到位；(3)坐封桥塞并脱手；(4)上提射孔枪至第2压裂段并射孔；(5)起出射孔枪和桥塞坐封工具；(6)投封堵球并泵送到位封堵压裂桥塞；(7)对第2压裂段进行压裂；(8)重复以上工序，实现多段分压；(9)钻磨掉所有桥塞和封堵球至井底；(10)排液求产。

常规泵送桥塞需要钻磨，影响投产的时间和效果，具有以下缺点和局限性：1)油井需要压井、气井需要动用连续油管或带压修井设备，费用高；2)施工风险高，深井、超深井桥塞钻磨困难；3)施工时间长，影响压裂液返排和产能建设，污染地层。

在公开号为CN103201453A和CN105840166A的专利中详述了传统的水平井钻磨工艺的缺点，采用可溶桥塞可以极大地降低工艺成本和施工时间，对非常规油气资源的开采具有重要意义。

在公开号为CN105672492及CN103201453A的专利中公开了金属基可溶桥塞的组成，它们可溶于特定的电解质溶液，在公开号为CN105672492的专利中提及了向铜铝合金中掺入少量(3.5％-4.5％)的生物基降解材料聚乳酸，但并未说明如何将易于高温降解的聚乳酸与高熔点的铜铝制成合金的工艺。并且，金属基可溶桥塞的溶解仍需向井下注入特定的电解质溶液，这增加了工艺难度和时间。

另外，密封胶筒是桥塞的重要组成部件，传统的密封胶筒使用的是全硫化的不溶不熔的橡胶材料(如丁腈橡胶)，因此十分不利于桥塞的溶解，不能满足快速水解的要求。

因此，亟需一种全新的配合可溶桥塞的密封胶筒。

发明内容