[发明专利]干热岩压裂用耐超高温可降解暂堵剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种干热岩压裂用耐超高温可降解暂堵剂及其制备方法和应用，属于深部地热、油田化学领域。该聚合物暂堵剂由以下质量百分数的原料通过聚合反应制备获得，20～40％丙烯酰胺、10～20％磺酸类单体、4～20％刚性单体、0.01～0.08％交联剂、0.05～0.2％的引发剂，余量为水。该暂堵剂可与压裂液一同用于180℃以上深部热能及油气储层，并有效地封堵裂隙发育和高渗区域，提升储层整体改造效率；在地层高温的作用下自动降解，随流体一起返排出地层，对地层无污染。

技术领域

本发明涉及一种干热岩压裂用耐超高温可降解聚合物暂堵剂及其制备方法和应用，属于深部地热压裂领域。

背景技术

以干热岩为主的深部热储，岩性致密，以花岗岩、似斑状二长花岗岩、花岗闪长岩为主；裂隙总体上不发育，部分储层裂隙少量发育，水力压裂是形成换热裂隙网络的主要技术手段，受构造应力状态，应力剪切而破碎，裂隙角度差异较大，裂缝延伸压力极高，施工困难，导致裂缝延展不均衡，裂缝网络构建困难。为解决复杂裂缝扩展问题，需要研究各类型的堵剂，堵剂最主要的作用是改变裂缝扩展和提高干热岩压裂裂缝复杂性，从而提高热储采热量。

聚丙烯酰胺基水凝胶颗粒(PHP)由于具有良好的溶胀和溶解性能，以及低成本和环境友好等优点，越来越受到广大科研工作者的认可和关注，PHP不但能控制成胶固化和破胶时间，而且通过改变微观结构满足不同储层条件下封堵需求。但目前使用的这类暂堵剂普遍存在耐温耐盐性较差，强度低、选择性封堵能力差以及降解性能差等缺点。

发明内容

本发明的目的在与克服现有技术中的缺陷，而提供一种吸水能力、抗温能力和承压能力优异的压裂用耐超高温可降解聚合物暂堵剂及其制备方法。

为了克服目前现有暂堵剂存在的缺点，本发明将丙烯酰胺、磺酸单体、刚性单体以及交联剂引入到聚合物分子中，从而制备得到一种具有优异的吸水性能、耐温性能、承压能力以及降解性能的聚合物暂堵剂。然后通过压裂液将暂堵剂携带进裂缝深处。根据阻力最小原则，暂堵剂优先流入高渗层的大孔道内降低孔隙度，在高渗层的小孔道内可以形成有效封堵，在高渗层内形成薄厚不均的封堵层，这样不仅可以使压裂液进入低渗层进行有效压裂，也为后续注入的高强度堵剂增加了作用距离，提高了堵水的有效性，这样就使得同一井中既可以高效堵水又可以增加储层的导流能力，这对深部热能开发具有重要的意义。

本发明采取的技术方案是：

一种压裂用耐超高温可降解聚合物暂堵剂，该高分子聚合物暂堵剂由以下质量百分数的原料通过聚合反应制备获得：20～40％丙烯酰胺、10～20％磺酸类单体、4～20％刚性单体、0.01～0.08％交联剂、0.05～0.2％的引发剂，余量为水。

进一步的，所述的高分子聚合物暂堵剂中，按质量百分数计算原料中含有：5～20％刚性单体、0.01～0.05％交联剂。

进一步的，所述的磺酸类单体为2-丙烯酰胺-2-甲基磺酸，乙烯基磺酸钠，2-丙烯酸酰胺基乙基磺酸和对苯乙烯磺酸钠中的至少一种。

进一步的，所述的刚性单体为二乙烯基苯，对苯乙烯磺酸钠，(4-乙烯基苄基)三甲基氯化铵和二甲基二烯丙基氯化铵中的至少一种。

进一步的，所述的交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和对二乙烯基苯中的至少一种。

进一步的，所述的引发剂为过硫酸铵、亚硫酸钠、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢和亚硫酸钠中的一种。

进一步的，所述的耐超高温可降解聚合物暂堵剂结构如下：

其中，上述聚合物的分子量为400万-1200万。