[发明专利]适用于井下压裂作业的可降解暂堵球及其制备方法

说明书

本发明涉及一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球，包括以下重量份的原料组分：聚乙醇酸70‑90份、柔性可降解树脂10‑30份、相容剂4‑8份、增塑剂2‑5份、扩链剂0.5‑2份、功能填料15‑30份、抗氧剂0.2‑1.6份、热稳定剂2‑4份、抗水解剂0.1‑1份。与现有技术相比，本发明将聚乙醇酸和柔性可降解树脂相复配，并辅以功能填料，不仅可使材料体系兼顾较高的机械强度和一定的柔韧性，还可有效改善材料体系的耐热稳定性，制得的暂堵球在高温条件下依然可保持相对稳定的封堵承压作用，且具有良好的可降解性。

技术领域

本发明属于油气井开采技术领域，具体涉及一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球及其制备方法。

背景技术

近年来，随着油气田的不断开采，储层的品质会逐年下降，为此相关的油气开采商多采用储层压裂改造的方式来改善地下储层的渗透性，以继续有效地从这些地下储层中开采油气资源。目前，在油气田的井下压裂作业中，通常需要使用暂堵球，而现有暂堵球一般是以橡胶、非可降解塑料、合金等材料制备而成，但由橡胶或非可降解塑料制成的暂堵球在实际应用时，往往难以溶解，容易被卡在炮眼中，难以在暂堵转向压裂施工结束后返排出井眼，为此必须采取措施对其进行钻磨或打捞，这不仅会大大增加作业成本，降低生产效率，并且在钻磨过程中通常会用到更多的液体，容易对地下储层造成二次污染。另外，由合金(例如，镁合金)制成的暂堵球，虽然刚性大且强度高，但其对溶解环境具有选择性，需要在较高的离子浓度下才能溶解，且溶解后具有残渣，容易对地下储层造成污染；当遇到炮眼形状不规则的情况时，由于合金材料的刚性大，其难以产生适应于不规则形状炮眼的形变，以致其对炮眼的密封性较差，难以形成稳定的承压强度，进而影响暂堵转向压裂的效果。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种适用于井下压裂作业的可降解暂堵球，其是由包括以下组分及其重量份含量的原料制备而成：聚乙醇酸70-90份、柔性可降解树脂10-30份、相容剂4-8份、增塑剂2-5份、扩链剂0.5-2份、功能填料15-30份、抗氧剂0.2-1.6份、热稳定剂2-4份以及抗水解剂0.1-1份。

作为一种实施方案，所述聚乙醇酸的分子量分布指数(M_w/M_n)为1.2-1.5，且重均分子量M_w为10-20万。

作为一种实施方案，所述柔性可降解树脂选自聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯、聚丁二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯、聚丁二酸-己二酸-丁二醇酯、聚甲基乙撑碳酸酯、或聚己二酸乙二醇酯中的至少一种。

作为一种实施方案，所述相容剂选自EBA-g-MAH或EVA-g-MAH中的至少一种。

优选地，所述EBA-g-MAH中BA含量为16-18wt％，且熔融指数≤10g/10min(190℃，2.16kg)。

优选地，所述EVA-g-MAH中VA含量为20-28wt％，且熔融指数≤20g/10min(190℃，2.16kg)。

作为一种实施方案，所述增塑剂选自市售的甘油、环氧大豆油、环氧糠油酸丁酯或乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。

作为一种实施方案，所述扩链剂为环氧类扩链剂，例如，可选自BASF生产的ADR4370S。

作为一种实施方案，所述功能填料为95％过800目筛的改性沸石粉。

所述改性沸石粉的制备方法如下：

1)将沸石粉加入至浓度为10-25wt％的NaOH溶液中，于50-60℃的水浴中搅拌处理20-60min，后经固液分离，保留固体，并用去离子水洗涤至中性，再置于80-100℃的烘箱中干燥4-8h，即制得预处理沸石粉；