一种过硫酸钾微胶囊破胶剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及石油及天然气勘探与开发过程中一种水基压裂用过硫酸钟微胶囊破 胶剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 在油气藏储层开采改造中破胶剂是改善压裂液破胶效果，减少压裂液对储层伤害 的重要添加剂。在90年代W前，压裂液破胶体系比较简单，W常规过硫酸盐为主。随着人们 对保护储层、减少对储层支撑裂缝导流能力伤害认识的提高，既要保证压裂液达到一定的 累送粘度，还需压裂后能迅速降低液体的粘度，因此提出了胶囊破胶剂来解决运个问题。
[0003] 胶囊破胶剂是W-种或多种常用的破胶剂为主体，通过一定的生产工艺，在表面 裹上一层物理、机械性能良好的囊衣材料而形成的微小胶囊。具有隔水耐溫作用的囊衣使 破胶剂在随压裂液累入初期不发挥作用，压裂施工后，流体滤失压力下降，裂缝闭合，在充 填层内产生极高的点对点的压力，从而使囊衣破裂，释放破胶剂;此外，囊衣的溶解、分解， 液体的渗透及溫度等因素也是破胶剂释放的原因。胶囊破胶剂具有W下优点：能减少破胶 剂对压裂液流变性能的影响;可增大破胶剂用量，改善支撑裂缝导流能力;破胶剂不与滤液 一起滤失，能提高破胶效率;可沉积于裂缝表面或支撑裂缝之中，利于消除滤饼和减少残渣 的污染。
[0004] 在胶囊破胶剂的研究中，国外在该行业的发展仍处于领先地位，它们在技术掌握 和发展上都具有很大的优势。国外很多知名石油技术服务公司都拥有自主知识产权的产 品，而国内的破胶技术难W控制，且对进口产品依赖大，导致国内在施工成本上居高不下。 虽然国内近年来也加快了破胶剂的研究发展，取得了一定的成效，但是国内的胶囊破胶剂 都是由流化床、喷雾干燥等大型设备经过复杂程序操作，仍存在设备投资较大、颗粒包裹及 尺寸不均匀、工艺难控制及成本高等局限性，影响了其推广应用。本发明针对W上问题通过 溶液法采用天然高分子植物胶明胶包覆氧化破胶剂过硫酸钟，得到的颗粒圆球度高，囊材 包覆均匀，颗粒大小可控，有效含量较高，具备缓释性。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种过硫酸钟微胶囊破胶剂的制备方法，该方法原理可 靠，操作简便，制备的微胶囊破胶剂圆球度好，粒径分布均匀可控，有效含量较高，具备缓释 性，可用于油田水基压裂液的破胶，具有广阔的市场前景。
[0006] 为达到W上技术目的，本发明采取W下技术方案。
[0007] 由于目前胶囊破胶剂的制备成本高、操作复杂，工业应用需求大，需大量进口，结 合目前水基压裂液施工中普遍使用过硫酸盐，但若直接使用会破坏储层环境、储层导流能 力。因此本发明借鉴医药包覆的方法并加 W改进。
[000引本发明通过W下步骤实现:配置壁材溶液、配置连续相介质、分散忍材、微胶囊制 备、脱水固化交联、分离洗涂干燥。
[0009] -种过硫酸钟微胶囊破胶剂的制备方法，依次包括W下步骤：
[0010] (1)配置壁材溶液:称取明胶溶解在40°c恒溫蒸馈水中，配置成5-20质量％的明胶 溶液；
[0011] (2)配置连续相介质：45°C恒溫恒速揽拌下，量取液态石蜡至Ξ 口烧瓶中，并添加 稳定剂山梨醇酢油酸醋，液态石蜡的体积为步骤（1)中所用蒸馈水体积的4-10倍，山梨醇 酢油酸醋的体积为液态石蜡体积的1-3%，混合均匀后成为连续相介质；
[0012] (3)将氧化剂忍材分散于连续相介质:称取过硫酸钟粉末缓慢加入连续相介质中， 过硫酸钟和明胶的质量比为3:4-6:1，45°C恒溫水浴揽拌均匀分散，形成稳定的悬浮体系；
[0013] (4)制备忍壁W/0乳胶液:将步骤（1)的明胶溶液缓慢加入至步骤(3)的悬浮体系 中，45°C恒溫匀速揽拌形成稳定的乳胶液；
[0014] (5)脱水、交联固化微胶囊：将步骤(4)的乳胶液移至冰浴中恒速揽拌，待冷却至 〇-l(TC后加入脱水剂异丙醇，继续揽拌并缓慢加入交联剂甲醒，充分揽拌固化交联后，静 置沉降分层，上层为油相，下层为固体微胶囊；
[0015] (6)微胶囊分离、洗涂、干燥:除去步骤(5)所形成产物的上层油相，下层固体微胶 囊用石油酸清洗，再用异丙醇和正己烧洗涂抽滤后，干燥即得过硫酸钟微胶囊破胶剂。
[0016] 本发明所用壁材明胶具有良好成膜性、可降解性，并且具有溶胶一一凝胶可逆转 换性，明胶常用于医药包覆制备，技术成熟;其良好的降解性使其不会污染储层，环保效果 好。
[0017] 本发明选用的稳定剂山梨醇酢油酸醋具有一定的亲油性，考虑到要参与油相液态 石蜡的乳化，根据化B值选择山梨醇酢油酸醋最为合适。同时综合考虑其用量，过多会导致 分散困难，粘结严重;过少会使乳化不彻底，不能形成稳定的连续相体系供衣材溶液包覆忍 材，因此选择其使用量控制在液态石蜡体积的1-3%。
[0018] 本发明乳化时采用的溫度45°C是根据过硫酸钟的分解溫度而确定，溫度超过50°C 会导致过硫酸钟快速分解造成过硫酸钟失效。
[0019] 本发明选择甲醒来交联固化，主要是针对明胶的基团可W与甲醒的醒基作用，改 变明胶的分子结构从而提高微胶囊的稳定性和耐热性能。
[0020] 与现有技术相比，本发明仅使用恒溫水浴锅、悬臂揽拌机、循环水真空累、超声洗 涂仪、离屯、机等设备，运大大缩减了设备投入，简化了制备工艺;制备药品来源广泛，易于获 得。本发明制备的过硫酸钟微胶囊破胶剂具备优良的外观形貌，其粒径百分数在70% W上 落在20-40目，有效含量接近75%，化内的释放率能达到85 % W上，它能在化后将高分子聚 合物降解成小分子片段，使压裂液破胶降粘至<5m化.S的水化液体。并且破胶残液的残渣 含量低。本发明解决了成本、设备、技术等一系列苛刻的制备条件问题，增加了胶囊破胶剂 在低溫储层水基压裂作业的推广应用性。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明制备的过硫酸钟微胶囊破胶剂的体视显微镜群貌图。
[0022] 图2为本发明制备的过硫酸钟微胶囊破胶剂的扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0023] 下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步说明，并不用W限制本发明，凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
[0024] 本发明制备的过硫酸钟微胶囊破胶剂用水基脈胶压裂液测试其破胶性能，测试过 程中为避免其他试剂的影响仅用脈胶作增稠剂，与棚砂交联，并用醋酸调节PH值。
[0025] 本发明实施例设及将过硫酸钟固体粉末忍材直接加入连续相是针对在室溫下忍 材的水溶性较低，而衣材极易溶于水且能与交联剂、稳定剂作用，能够吸附忍材形成微球达 到包覆目的。明胶溶液的配置考虑到其自身的分解溫度和溶解度W及胶体性质，调整其配 置溫度在40 °C和保溫在45 °C恒溫。
[00%] -、过硫酸钟微胶囊破胶剂的制备
[0027]实施例制备过硫酸钟微胶囊破胶剂
[00%] (1)称取4g明胶，在恒溫40°C、22.667ml的蒸馈水中溶解，配置成质量浓度为15% 的明胶溶液，并45 °C保溫备用；
[0029] (2)量取136ml液态石蜡至Ξ口烧瓶中，并添加2.72ml的山梨醇酢油酸醋稳定剂， 其中液态石蜡体积为（1)中所用蒸馈水体积的6倍，山梨醇酢油酸醋的加量为液态石蜡体积 的2%，45°C恒溫揽拌混合均匀，形成稳定的连续相介质；
[0030] (3)称取3g过硫酸钟粉末忍材，缓慢加入连续相介质中，并持续45°C恒溫恒速揽拌 均匀分散形成稳定的悬浮体系，其中过硫酸钟与明胶的质量比为3:4;
[0031] (4)在45°C恒溫恒速揽拌条件下，将（1)中的明胶溶液缓慢加入悬浮体系中，反应 30min后形成稳定的乳胶液；
[0032] (5)将(4)中的乳胶液置入冰浴继续揽拌冷却至0-10°C后，加入30ml脱水剂异丙 醇脱水lOmin，继续揽拌并缓慢加入1.5m