本发明涉及油气井开采压裂酸化暂堵转向工艺用的暂堵球，具体是一种射孔炮眼暂堵用的可溶解/可降解的暂堵球，以及该暂堵球的制备方法。
背景技术：
在油气井的开采中，随着体积压裂技术的不断推广，页岩气井压裂目的层越来越复杂。如何通过裂缝的复杂化增大泄气面积，提高压裂效果，以及针对页岩气开发中不可控因素导致的井筒完整性出现问题而无法下入工具进行作业施工，从而影响油气井产量的情况下，裂缝暂堵转向工艺作为一种特殊的分层压裂工艺技术，在油田开发生产中越来越显示出其优越性。
射孔炮眼暂堵工艺是裂缝暂堵工艺中的一种。射孔炮眼暂堵工艺通常是以塑料球、橡胶球、尼龙球、蜡球等作为暂堵球的，这些暂堵球在射孔炮眼的暂堵工艺中其存在如下主要技术问题：塑料球、橡胶球、尼龙球由于难以溶解，其变形后会卡在炮眼处而堵塞炮眼的通道，影响后期的返排及油气产量；蜡球虽然在一定的温度条件下可以溶解，但其抗压强度较低，封堵不稳定，特别是在地层破裂压力较高的情况下，无法承压实现有效地暂堵转向。因而，射孔炮眼暂堵用的现有常规暂堵球难以满足暂堵转向压裂施工的技术要求。为了保证射孔炮眼暂堵转向压裂施工效果，迫切需要一种高强度兼具可溶性的炮眼暂堵球。
针对上述技术现状和不足，行业内针对射孔炮眼暂堵的特殊性而积极研发各种高强度、可溶性的暂堵球，这些研究成果在公开出版物上屡见报道，例如中国专利文献公开的“一种高强、高速溶性的轻质暂堵球的制备方法”（公开号：cn105478748a，公开日：2016年04月13日）。该技术虽然披露了高强度、可溶性的暂堵球，但其成型所选用的镁合金材料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；此外，该技术的暂堵球刚度较好，然而，它所用于封堵的炮眼由于经过了前期加砂高速打磨而炮眼口尺寸不规则，此种刚度较好的暂堵球对其进行封堵时因弹性变形量小而密封性能差，暂堵效果差。
技术实现要素：
本发明的技术目的在于：针对上述射孔炮眼暂堵工艺的特殊性和现有暂堵球的不足，提供一种承压强度高、可溶性好、弹性变形能力好、对炮眼密封性能优异的射孔炮眼暂堵用可溶降解暂堵球，以及该暂堵球的制备方法。
本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种射孔炮眼暂堵用可溶降解暂堵球，所述暂堵球主要由可溶解聚合物的壳体和所包覆的可降解聚合物的球形芯体组成；所述壳体的成型材料为聚乙烯醇或聚己内酯；所述球形芯体的成型材料为聚乙醇酸、聚乙烯醇、聚乳酸和聚乙丙交酯中的任一种。
作为优选方案之一，所述壳体的成型材料为聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的熔融指数为2.0～15.0g/10min（170℃，5kg）。
作为优选方案之一，所述壳体的厚度为2～3mm。
作为优选方案之一，所述球形芯体的成型材料为聚乙醇酸、聚乙丙交酯或聚乙烯醇；所述聚乙醇酸的特性粘数为1.0～2.0dl/g；所述聚乙丙交酯的特性粘数为1.0～2.0dl/g；所述聚乙烯醇的熔融指数为2.0～15.0g/10min（170℃，5kg）。
作为优选方案之一，所述球形芯体的直径为12～20mm。
一种上述射孔炮眼暂堵用可溶降解暂堵球的制备方法，包括下列步骤：
步骤1.根据球形芯体所选用的成型材料，将球形芯体成型材料的粉料和/或粒料在非熔化的温度条件下加热进行烘干干燥处理，去除材料中的残余微量水分；然后，将球形芯体成型材料在干燥器中冷却至室温；
根据壳体所选用的成型材料，将壳体成型材料的粉料和/或粒料在非熔化的温度条件下加热进行烘干干燥处理，去除材料中的残余微量水分；然后，将壳体成型材料在干燥器中冷却至室温；
步骤2.将干燥好的球形芯体成型材料放入到注塑机中，加热至熔融状态；
步骤3.将熔融状态的球形芯体成型材料注射到设计尺寸的球形模具一的内腔中，球形模具一自然冷却以消除残余应力，得球形芯体；
将球形芯体密封干燥保存；
步骤4.将球形芯体固定在设计尺寸的球形模具二的内腔正中，使球形芯体的外周与所述球形模具二的内腔腔壁之间形成环空间隙；
步骤5.将干燥好的壳体成型材料放入到注塑机中，加热至熔融状态；
将熔融状态的壳体成型材料注射到正中具有球形芯体的球形模具二的内腔中，使熔融状态的壳体成型材料灌满球形芯体与球形模具二的内腔的环空间隙，球形模具二自然冷却以消除残余应力，得可溶降解的暂堵球；
将暂堵球密封干燥保存。
作为优选方案之一，所述球形芯体成型材料的粉料和/或粒料是在烘箱中进行烘干干燥处理，烘干干燥的时间至少为8h；所述壳体成型材料的粉料和/或粒料是在烘箱中进行烘干干燥处理，烘干干燥的时间至少为8h。
作为优选方案之一，步骤3中，所述球形模具一的内腔直径为12～20mm。
作为优选方案之一，步骤4中，所述球形模具二的内腔直径为14～23mm；所述球形芯体的外周与所述球形模具二的内腔腔壁之间的环空间隙为2～3mm。
本发明的有益技术效果是：上述可溶降解暂堵球针对油气井开采压裂酸化的射孔炮眼暂堵转向工艺技术要求而设计，其不仅具有良好的可溶解/可降解性能，具体表现为，本发明根据所选成型材料的特性粘数及熔融指数的不同，可实现在30～130℃的温度环境下溶解/降解，且其溶解/降解时间在6h～40天范围内可调整，此外，本发明既可以在中性环境下实现溶解/降解、也可以在酸性或碱性环境下实现溶解/降解，其对水质成分无要求，在溶解/降解后的产物无任何残渣，对储层环境友好，环保性好；而且，本发明具有良好的承压强度和弹性变形能力，经测试，本发明的封堵承压能力≥70mpa，不刺不漏，本发明能够对不规则尺寸的炮眼形成良好的密封封堵、封堵成功率高，可完全实现暂堵转向的压裂目的技术要求；综前所述，本发明可溶解/降解性能好，对溶解/降解水质环境无选择，适应的地理环境和温度环境范围广，具有良好的承压强度、弹性变形能力和对炮眼的密封性能，既适应于一般低温油气井的压裂酸化暂堵之用，亦能有效地满足高温深井的压裂酸化暂堵技术要求，在作业时具有优异的灵活性和可靠性，应用前景好。
具体实施方式
本发明涉及油气井开采压裂酸化暂堵转向工艺用的暂堵球，具体是一种射孔炮眼暂堵用的可溶解/可降解的暂堵球，以及该暂堵球的制备方法。下面以多个实施例对本发明的技术内容进行清楚、详细的说明。
实施例1
本发明主要由可溶解聚合物的壳体和所包覆的可降解聚合物的球形芯体组成。其中，壳体的成型材料为聚乙烯醇，该聚乙烯醇为可熔融加工的聚乙烯醇，由中石化四川维尼纶厂生产（商品代号rj-ⅰ），其熔融指数为6.0g/10min（170℃，5kg）；壳体的厚度约为2mm。
球形芯体的成型材料为聚乙醇酸，该聚乙醇酸的特性粘数为1.0～2.0dl/g（例如1.07dl/g或1.98dl/g等）；球形芯体的直径约为12mm。
由此可见，本发明的整体直径约为14mm。
本发明的制备方法，包括下列步骤：
步骤1.根据球形芯体所选用的成型材料-聚乙醇酸准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将球形芯体成型材料在非熔化的温度条件下（例如105℃）加热进行烘干干燥处理，该烘干干燥处理是在烘箱内实现，烘干干燥的时间约为8h，去除材料中的残余微量水分；然后，将球形芯体成型材料在干燥器中冷却至室温；
根据壳体所选用的成型材料-聚乙烯醇准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将壳体成型材料在非熔化的温度条件下（例如80℃）加热进行烘干干燥处理，该烘干干燥处理是在烘箱内实现，烘干干燥的时间约为8h，去除材料中的残余微量水分；然后，将壳体成型材料在干燥器中冷却至室温；
步骤2.将步骤1中干燥好的球形芯体成型材料放入到注塑机中，加热至约240℃，至其为熔融状态；
步骤3.将步骤2中熔融状态的球形芯体成型材料注射到内腔设计尺寸的直径约为12mm的球形模具一的内腔中，注射好后，使球形模具一自然冷却，以消除残余应力，得成型材料为聚乙醇酸、直径为12mm的球形芯体；
将球形芯体在-4℃下冷冻密封干燥保存；
步骤4.将球形芯体通过支撑构件固定在内腔设计尺寸的直径约为14mm的球形模具二的内腔，使球形芯体处在球形模具的内腔正中，确保球形芯体的外周与球形模具二的内腔腔壁之间形成环空间隙，该环空间隙的宽度约为2mm；
步骤5.将步骤1中干燥好的壳体成型材料放入到注塑机中，加热至约190℃，至其为熔融状态；
将熔融状态的壳体成型材料注射到正中具有球形芯体的球形模具二的内腔中，使熔融状态的壳体成型材料灌满球形芯体与球形模具二的内腔的环空间隙，注射好后，球形模具二自然冷却以消除残余应力，得具有壳体和球形芯体的可溶解/可降解的暂堵球；
将暂堵球在-4℃下冷冻密封干燥保存。
本发明的暂堵球在室内进行了模拟试验，具体是，将其在室内进行模拟炮眼封堵承压实验（炮眼直径约为10mm），约90℃下承压能力达到70mpa，2h内不刺不漏；将本发明的暂堵球放入约90℃的清水中，球体在2天内全部崩解成碎片，17天内全部降解成清水。
实施例2
本发明主要由可溶解聚合物的壳体和所包覆的可降解聚合物的球形芯体组成。其中，壳体的成型材料为聚己内酯；壳体的厚度约为3mm。
球形芯体的成型材料为聚乙醇酸，该聚乙醇酸的特性粘数约为1.0～2.0dl/g（例如1.07dl/g或1.98dl/g等）；球形芯体的直径约为15mm。
由此可见，本发明的整体直径约为18mm。
本发明的制备方法，包括下列步骤：
步骤1.根据球形芯体所选用的成型材料-聚乙醇酸准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将球形芯体成型材料在非熔化的温度条件下（例如100℃）加热进行烘干干燥处理，该烘干干燥处理是在烘箱内实现，烘干干燥的时间约为9h，去除材料中的残余微量水分；然后，将球形芯体成型材料在干燥器中冷却至室温；
根据壳体所选用的成型材料-聚己内酯准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将壳体成型材料在非熔化的温度条件下（例如50℃）加热进行真空干燥处理，该烘干干燥处理是在真空干燥箱内实现，烘干干燥的时间约为9h，去除材料中的残余微量水分；然后，将壳体成型材料在干燥器中冷却至室温；
步骤2.将步骤1中干燥好的球形芯体成型材料放入到注塑机中，加热至约235℃，至其为熔融状态；
步骤3.将步骤2中熔融状态的球形芯体成型材料注射到内腔设计尺寸的直径约为15mm的球形模具一的内腔中，注射好后，使球形模具一自然冷却，以消除残余应力，得成型材料为聚乙醇酸、直径为15mm的球形芯体；
将球形芯体在-4℃下冷冻密封干燥保存；
步骤4.将球形芯体通过支撑构件固定在内腔设计尺寸的直径约为18mm的球形模具二的内腔，使球形芯体处在球形模具的内腔正中，确保球形芯体的外周与球形模具二的内腔腔壁之间形成环空间隙，该环空间隙的宽度约为3mm；
步骤5.将步骤1中干燥好的壳体成型材料放入到注塑机中，加热至70℃使其成为熔融状态；
将熔融状态的壳体成型材料注射到正中具有球形芯体的球形模具二的内腔中，使熔融状态的壳体成型材料灌满球形芯体与球形模具二的内腔的环空间隙，注射好后，球形模具二自然冷却以消除残余应力，得具有壳体和球形芯体的可溶解/可降解的暂堵球；
将暂堵球在-4℃下冷冻密封干燥保存。
本发明的暂堵球在室内进行了模拟试验，具体是，将其在室内进行模拟炮眼封堵承压实验（炮眼直径约为13mm），约60℃下承压能力达到70mpa，2h内不刺不漏；将本发明的暂堵球放入约60℃的清水中，球体在3天内全部崩解成碎片，20天内全部降解成清水。
实施例3
本发明主要由可溶解聚合物的壳体和所包覆的可降解聚合物的球形芯体组成。其中，壳体的成型材料为聚己内酯；壳体的厚度约为3mm。
球形芯体的成型材料为聚乙烯醇，该聚乙烯醇为可熔融加工的聚乙烯醇，由中石化四川维尼纶厂生产（商品代号rj-ⅱ），其熔融指数为2.0g/10min（170℃，5kg）；球形芯体的直径约为17mm。
由此可见，本发明的整体直径约为20mm。
本发明的制备方法，包括下列步骤：
步骤1.根据球形芯体所选用的成型材料-聚乙烯醇准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将球形芯体成型材料在非熔化的温度条件下（例如75℃）加热进行烘干干燥处理，该烘干干燥处理是在烘箱内实现，烘干干燥的时间约为8.5h，去除材料中的残余微量水分；然后，将球形芯体成型材料在干燥器中冷却至室温；
根据壳体所选用的成型材料-聚己内酯准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将壳体成型材料在非熔化的温度条件下（例如50℃）加热进行真空干燥处理，该烘干干燥处理是在真空干燥箱内实现，烘干干燥的时间约为9h，去除材料中的残余微量水分；然后，将壳体成型材料在干燥器中冷却至室温；
步骤2.将步骤1中干燥好的球形芯体成型材料放入到注塑机中，加热至约193℃，至其为熔融状态；
步骤3.将步骤2中熔融状态的球形芯体成型材料注射到内腔设计尺寸的直径约为17mm的球形模具一的内腔中，注射好后，使球形模具一自然冷却，以消除残余应力，得成型材料为聚乙烯醇、直径为17mm的球形芯体；
将球形芯体在室温下密封干燥保存；
步骤4.将球形芯体通过支撑构件固定在内腔设计尺寸的直径约为20mm的球形模具二的内腔，使球形芯体处在球形模具的内腔正中，确保球形芯体的外周与球形模具二的内腔腔壁之间形成环空间隙，该环空间隙的宽度约为3mm；
步骤5.将步骤1中干燥好的壳体成型材料放入到注塑机中，加热至70℃使其成为熔融状态；
将熔融状态的壳体成型材料注射到正中具有球形芯体的球形模具二的内腔中，使熔融状态的壳体成型材料灌满球形芯体与球形模具二的内腔的环空间隙，注射好后，球形模具二自然冷却以消除残余应力，得具有壳体和球形芯体的可溶解/可降解的暂堵球；
将暂堵球在-4℃下冷冻密封干燥保存。
本发明的暂堵球在室内进行了模拟试验，具体是，将其在室内进行模拟炮眼封堵承压实验（炮眼直径约为12mm），约50℃下承压能力达到70mpa，1h内不刺不漏；将本发明的暂堵球放入约50℃的清水中，球体在8h内全部溶解。
实施例4
本发明主要由可溶解聚合物的壳体和所包覆的可降解聚合物的球形芯体组成。其中，壳体的成型材料为聚乙烯醇，该聚乙烯醇的熔融指数约为2.0～15.0g/10min（170℃，5kg）；壳体的厚度约为3mm。
球形芯体的成型材料为聚乙烯醇，该聚乙烯醇的熔融指数约为2.0～15.0g/10min（170℃，5kg）；球形芯体的直径约为20mm。
由此可见，本发明的整体直径约为23mm。
本发明的制备方法，包括下列步骤：
步骤1.根据球形芯体所选用的成型材料-聚乙烯醇准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将球形芯体成型材料在非熔化的温度条件下（例如80℃）加热进行烘干干燥处理，该烘干干燥处理是在烘箱内实现，烘干干燥的时间约为8.5h，去除材料中的残余微量水分；然后，将球形芯体成型材料在干燥器中冷却至室温；
根据壳体所选用的成型材料-聚乙烯醇准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将壳体成型材料在非熔化的温度条件下（例如80℃）加热进行烘干干燥处理，该烘干干燥处理是在烘箱内实现，烘干干燥的时间约为8.5h，去除材料中的残余微量水分；然后，将壳体成型材料在干燥器中冷却至室温；
步骤2.将步骤1中干燥好的球形芯体成型材料放入到注塑机中，加热至约190℃，至其为熔融状态；
步骤3.将步骤2中熔融状态的球形芯体成型材料注射到内腔设计尺寸的直径约为20mm的球形模具一的内腔中，注射好后，使球形模具一自然冷却，以消除残余应力，得成型材料为聚乙烯醇、直径为20mm的球形芯体；
将球形芯体在室温下密封干燥保存；
步骤4.将球形芯体通过支撑构件固定在内腔设计尺寸的直径约为23mm的球形模具二的内腔，使球形芯体处在球形模具的内腔正中，确保球形芯体的外周与球形模具二的内腔腔壁之间形成环空间隙，该环空间隙的宽度约为3mm；
步骤5.将步骤1中干燥好的壳体成型材料放入到注塑机中，加热至约190℃，至其为熔融状态；
将熔融状态的壳体成型材料注射到正中具有球形芯体的球形模具二的内腔中，使熔融状态的壳体成型材料灌满球形芯体与球形模具二的内腔的环空间隙，注射好后，球形模具二自然冷却以消除残余应力，得具有壳体和球形芯体的可溶解/可降解的暂堵球；
将暂堵球在室温下密封干燥保存。
本发明的暂堵球在室内进行了模拟试验，具体是，将其在室内进行模拟炮眼封堵承压实验（炮眼直径约为14mm），约30℃下承压能力达到70mpa，2h内不刺不漏；将本发明的暂堵球放入约30℃的清水中，在8h内全部溶解。
实施例5
本发明主要由可溶解聚合物的壳体和所包覆的可降解聚合物的球形芯体组成。其中，壳体的成型材料为聚乙烯醇，该聚乙烯醇的熔融指数约为2.0～15.0g/10min（170℃，5kg）；壳体的厚度约为2.5mm。
球形芯体的成型材料为聚乳酸；球形芯体的直径约为13mm。
由此可见，本发明的整体直径约为15.5mm。
本发明的制备方法，包括下列步骤：
步骤1.根据球形芯体所选用的成型材料-聚乳酸准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将球形芯体成型材料在非熔化的温度条件下加热进行烘干干燥处理（例如80℃），该烘干干燥处理是在烘箱内实现，烘干干燥的时间约为8h，去除材料中的残余微量水分；然后，将球形芯体成型材料在干燥器中冷却至室温；
根据壳体所选用的成型材料-聚乙烯醇准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将壳体成型材料在非熔化的温度条件下加热进行烘干干燥处理（例如80℃），该烘干干燥处理是在烘箱内实现，烘干干燥的时间约为8h，去除材料中的残余微量水分；然后，将壳体成型材料在干燥器中冷却至室温；
步骤2.将步骤1中干燥好的球形芯体成型材料放入到注塑机中，加热至190℃，至其为熔融状态；
步骤3.将步骤2中熔融状态的球形芯体成型材料注射到内腔设计尺寸的直径约为13mm的球形模具一的内腔中，注射好后，使球形模具一自然冷却，以消除残余应力，得成型材料为聚乳酸、直径为13mm的球形芯体；
将球形芯体在-4℃下冷冻密封干燥保存；
步骤4.将球形芯体通过支撑构件固定在内腔设计尺寸的直径约为15.5mm的球形模具二的内腔，使球形芯体处在球形模具的内腔正中，确保球形芯体的外周与球形模具二的内腔腔壁之间形成环空间隙，该环空间隙的宽度约为2.5mm；
步骤5.将步骤1中干燥好的壳体成型材料放入到注塑机中，加热至约190℃，至其为熔融状态；
将熔融状态的壳体成型材料注射到正中具有球形芯体的球形模具二的内腔中，使熔融状态的壳体成型材料灌满球形芯体与球形模具二的内腔的环空间隙，注射好后，球形模具二自然冷却以消除残余应力，得具有壳体和球形芯体的可溶解/可降解的暂堵球；
将暂堵球在-4℃下冷冻密封干燥保存。
本发明的暂堵球在室内进行了模拟试验，具体是，将其在室内进行模拟炮眼封堵承压实验（炮眼直径约为11mm），130℃下承压能力达到70mpa，2h内不刺不漏。将该暂堵球放入130℃清水中，球体4天内全部崩解成碎片，19天内全部降解成清水。
实施例6
本发明主要由可溶解聚合物的壳体和所包覆的可降解聚合物的球形芯体组成。其中，壳体的成型材料为聚乙烯醇，该聚乙烯醇的熔融指数约为2.0～15.0g/10min（170℃，5kg）；壳体的厚度约为2mm。
球形芯体的成型材料为聚乙丙交酯，该聚乙丙交酯的特性粘数约为1.0～2.0dl/g（例如1.14dl/g或1.95dl/g等）；球形芯体的直径约为16mm。
由此可见，本发明的整体直径约为18mm。
本发明的制备方法，包括下列步骤：
步骤1.根据球形芯体所选用的成型材料-聚乙丙交酯准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将球形芯体成型材料在非熔化的温度条件下加热进行烘干干燥处理（例如80℃），该烘干干燥处理是在烘箱内实现，烘干干燥的时间约为8h，去除材料中的残余微量水分；然后，将球形芯体成型材料在干燥器中冷却至室温；
根据壳体所选用的成型材料-聚乙烯醇准备材料，该材料为粉料和粒料结构的混合物；将壳体成型材料在非熔化的温度条件下加热进行烘干干燥处理（例如80℃），该烘干干燥处理是在烘箱内实现，烘干干燥的时间约为8h，去除材料中的残余微量水分；然后，将壳体成型材料在干燥器中冷却至室温；
步骤2.将步骤1中干燥好的球形芯体成型材料放入到注塑机中，加热至220℃，至其为熔融状态；
步骤3.将步骤2中熔融状态的球形芯体成型材料注射到内腔设计尺寸的直径约为16mm的球形模具一的内腔中，注射好后，使球形模具一自然冷却，以消除残余应力，得成型材料为聚乙丙交酯、直径为16mm的球形芯体；
将球形芯体在-4℃下冷冻密封干燥保存；
步骤4.将球形芯体通过支撑构件固定在内腔设计尺寸的直径约为18mm的球形模具二的内腔，使球形芯体处在球形模具的内腔正中，确保球形芯体的外周与球形模具二的内腔腔壁之间形成环空间隙，该环空间隙的宽度约为2mm；
步骤5.将步骤1中干燥好的壳体成型材料放入到注塑机中，加热至约195℃，至其为熔融状态；
将熔融状态的壳体成型材料注射到正中具有球形芯体的球形模具二的内腔中，使熔融状态的壳体成型材料灌满球形芯体与球形模具二的内腔的环空间隙，注射好后，球形模具二自然冷却以消除残余应力，得具有壳体和球形芯体的可溶解/可降解的暂堵球；
将暂堵球在-4℃下冷冻密封干燥保存。
本发明的暂堵球在室内进行了模拟试验，具体是，将其在室内进行模拟炮眼封堵承压实验（炮眼直径约为13mm），110℃下承压能力达到70mpa，2h内不刺不漏。将该暂堵球放入110℃清水中，球体3天内全部崩解成碎片，16天内全部降解成清水。
以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述各实施例中的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换（例如成型材料单独选择粉料或粒料），而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。