专利名称：一种强度高可控破胶化学暂堵液体胶塞的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种在水平井分段压裂作业中，可以代替机械封隔器起到桥塞封 堵作用的强度高可控破胶化学暂堵液体胶塞。
背景技术：
水平井的分段压裂中，有些井因为射孔井段太长或产油气层间距太小而无法使用 机械封隔器进行封隔，还有井段的特殊结构，机械封隔器不能在目的层进行封隔作用，这些 井无法完成分段压裂改造。一种用于水平井分段压裂的高强度可控破胶化学暂堵液体胶塞 可代替机械封隔器精确封堵目的层，具有很好的抗压强度，压裂施工完成后可自动破胶，为 水平井改造提供了一种新的化学暂堵方法。在以往的技术中，“液体胶塞封堵剂”(CN1182112A)，“抗高温完井暂堵 剂”(CN1047686A)是使用植物胶中的田菁胶和瓜胶粉为原料，采用四氯化钛和重铬酸钾为 交联剂，施工中通过填砂增加强度，并只能在直井中应用的暂堵剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种在60度内成胶破胶可控制，耐温性能好，能承受一定压 力，对储层伤害小的，不用填砂，能代替机械封隔器封隔储层，在水平井目标井段进行压裂 施工后可自动破胶的化学封堵剂。本发明所述的用于水平井分段压裂的高强度可控破胶化学暂堵液体胶塞是由高 分子聚合物与配套的破胶剂混合，在交联剂与引发剂作用下，聚合合成的。本发明提到的通过交联聚合形成高分子聚合物是由两性聚丙烯酰胺、阳离子单 体、阴离子单体、交联剂、引发剂按照和水的重量比0.3-1 6-12 1-5 0. 02-0. 06 0.02-0.06 81.9-93的比例在水中进行溶液交联聚合而成。两性聚丙烯酰胺的分子量为500-1400万，其中阳离子浓度占两性聚丙烯酰胺总 质量的5-10%，阴离子浓度占两性聚丙烯酰胺总质量的10-20%。例子有北京恒聚化学公 司的STP-2、HENGFL0C 50809,HENGFL0C 50812、北京希涛技术开发公司专利CN1995270A产 品中的一种。阳离子单体有二甲基二烯丙基氯化胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺(DAC)、甲基 丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺(DMC)等中的一种或几种。阴离子单体的例子有丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸钠、丙烯酸、甲基 丙烯酸、丙烯酰胺甲基丙烷磺酸(AMPS)等中的一种或几种。交联剂有PEI树脂，C10-30烷基丙烯酸脂，NN-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几 种。引发剂有硫代硫酸钠，硫代硫酸钾，过硫酸铵，过硫酸钠，过硫酸钾，过氧化氢中 的一种或几种。除氧剂有亚硫酸钠，亚硫酸钾，亚硫酸氢钠中的一种或几种，根据水质情况与水的重量比在0. 02-0. 08%内调整用量。根据本发明形成的高强度可控破胶化学暂堵液体胶塞，成胶时间可以控制在 2-50min内，在4_72h内胶塞可通过破胶剂作用自动破胶，破胶液粘度小于5mpa. s，对储层 伤害小于15%，抗压强度大于15MPa，使用温度为20-70°C。在油田现场完成了封堵三段，压 裂四段的液体胶塞封堵压裂施工，施工时压力为23-38MPa，施工完成后48小时起油管开始 正常压裂施工作业，未增加附加拉力，返排液粘度小于5mpa，S，压后产量由Im3增加到18m3。本发明通过室内实验和现场施工，证明配制方便、控制容易、抗压能力强、破胶快 速、施工简单等特点。
具体实施例方式实施例1在30°C时，各组分与水的重量比STP-2:丙烯酰胺甲基丙烯酰氧乙 基三甲基氯化胺(DMC) NN-亚甲基双丙烯酰胺过硫酸钾亚硫酸钠水= 0.6 10 1 0.05 0.05 0.05 89。基液配制在搅拌的水加入0.6% STP-2，搅拌15min后再加入10%丙烯酰胺、 0. 甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺，搅拌均勻后静置溶胀4小时，液体粘度15mpa. s。交联液配制在水中加入NN- 二甲基丙烯酰胺，搅拌均勻放置溶解。引发剂液配制在水中加入10%过硫酸钠，搅拌均勻放置溶解。除氧剂液配制在水中加入1 %亚硫酸钠，搅拌均勻放置溶解。液体胶塞配制在IOOOml基液中分别加入交联液5ml，加入引发剂液5ml，加入除 氧剂液5ml，快速搅拌均勻后放置，在iaiiin时液体开始增粘，20min成胶可变形，50min胶体 不可变形。实施例2在30 V时，各组分与水的重量比STP_2 丙烯酸钠二甲基 二烯丙基氯化胺NN- 二甲基丙烯酰胺过硫酸钠亚硫酸钠水= 0.8 10 1 0.03 0.05 0.05 89。基液配制在1500ml混调器杯中，加入清洁水882g，在100转/min的转速下，加 入8g STP-2，搅拌15min后再加入IOOg丙烯酸钠，再加入IOg甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯 化胺，搅拌均勻后倒入IOOOml烧杯中静置溶胀4小时，液体粘度36mpa. s。交联液配制在IOOml烧杯中，加入NN- 二甲基丙烯酰胺lg，搅拌均勻放置溶解。引发剂配制在50ml烧杯中，加入过硫酸钠5g，搅拌均勻放置溶解。除氧剂配制在IOOml烧杯中，加入亚硫酸钠lg，搅拌均勻放置溶解。液体胶塞配制在IOOOml基液中分别加入交联液:3ml，加入引发剂5ml，加入除氧 剂5ml，快速搅拌均勻后放置，在17min时液体开始增粘，30min成胶可变形，50min胶体不可 变形。实施例3在30°C时，各组分与水的重量比STP_2 丙烯酰胺丙烯酸NN-亚甲基双丙 烯酰胺过硫酸钠亚硫酸氢钠水=0.8 8 1 0. 03 0. 03 0. 05 90。液体 粘度 36mpa. s.
基液配制在1500ml混调器杯中，加入清洁水892g，在100转/min的转速下，加 入8g STP-2，搅拌15min后再加入80g丙烯酸钠和IOg丙烯酸，搅拌均勻后倒入IOOOml烧 杯中静置溶胀4小时。交联液配制在IOOml烧杯中，加入NN- 二甲基丙烯酰胺lg，搅拌均勻放置溶解。引发剂液配制在50ml烧杯中，加入过硫酸钠5g，搅拌均勻放置溶解。.除氧剂液配制在IOOml烧杯中，加入亚硫酸钠lg，搅拌均勻放置溶解。液体胶塞配制在IOOOml基液中分别加入交联液:3ml，加入引发剂液:3ml，加入除 氧剂液5ml，快速搅拌均勻后放置，在20min时液体开始增粘，40min成胶可变形，50min胶体 不可变形。
权利要求
1.一种强度高可控破胶化学暂堵液体胶塞，其特征在于由两性聚丙烯酰胺、阳离子 单体、阴离子单体、交联剂、引发剂按照和水的重量比0.3-1 6-12 1-5 0. 02-0. 06 0.0 2-0.06 81.9-93的比例在水中进行溶液交联聚合而成。
2.根据权利要求1所述的强度高可控破胶化学暂堵液体胶塞，其特征在于两性聚丙 烯酰胺分子量在500-1400万，其中阳离子浓度占两性聚丙烯酰胺总质量的5-10%，阴离 子浓度占两性聚丙烯酰胺总质量的10-20%。
3.根据权利要求1所述的强度高可控破胶化学暂堵液体胶塞，其特征在于阳离子单 体是二甲基二烯丙基氯化胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化 胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的强度高可控破胶化学暂堵液体胶塞，其特征在于阴离子单 体是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸钠、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺甲基丙烷 磺酸中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的强度高可控破胶化学暂堵液体胶塞，其特征在于交联剂是 PEI树脂，C10-30烷基丙烯酸脂，NN-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的强度高可控破胶化学暂堵液体胶塞，其特征在于引发剂是 硫代硫酸钠，硫代硫酸钾，过硫酸铵，过硫酸钠，过硫酸钾，过氧化氢中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的强度高可控破胶化学暂堵液体胶塞，其特征在于除氧 剂是亚硫酸钠，亚硫酸钾，亚硫酸氢钠中的一种或几种，根据水质情况与水的重量比在 0. 02-0. 08%内调整用量。
全文摘要
本发明涉及强度高可控破胶化学暂堵液体胶塞，其特点是由两性聚丙烯酰胺、阳离子单体、阴离子单体、交联剂、引发剂按照和水的重量比0.3-1∶6-12∶1-5∶0.02-0.06∶0.02-0.06∶81.9-93的比例在水中进行溶液交联聚合而成；该液体胶塞耐温60度，成胶时间在2-50min内可调整，能承受15MPa以上的压裂施工压差，可代替机械封隔器有效封堵目的层后进行常规压裂施工，并在要求时间内可控制破胶水化。
文档编号C09K8/42GK102061152SQ20091023781
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者丁云宏, 刘萍, 崔明月, 杨艳丽, 梁丽, 王振铎, 管宝山, 胥云, 邱晓惠 申请人:中国石油天然气股份有限公司