一种温度调控型暂堵剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及一种温度调控型暂堵剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.深层页岩气井的储层致密，渗透率一般在微达西或者纳达西级，为了提高单井生产率，现场多采用缝内暂堵转向压裂工艺，通过泵注暂堵剂扩展裂缝，增加裂缝网络的复杂性，进而有效调控裂缝、提高增产效果，目前常用的暂堵材料主要有颗粒类、纤维类、凝胶类和一些复合类暂堵剂；凝胶类暂堵剂由于其高封堵性和经济友好而广受欢迎，聚合物类暂堵剂是众多凝胶暂堵剂中使用率最高的一类堵剂。
3.如申请号：cn202110405391.5公开了一种温度响应型自降解暂堵剂，包括以下质量百分含量的组分：4％～6％的含烯基单体，0.1％～1％的交联剂，0.1％～1％的引发剂，0.05％～0.5％的降解催化剂和余量的水，所述交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯，所述降解催化剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇或乙二醇胺。该暂堵剂的成分复杂，而且需要加入催化剂。
4.申请号：cn202210721345.0的发明专利公开了一种油气井用可降解暂堵剂的合成方法，具体步骤如下：(1)在第1反应器中加入三丁基膦、1，4-二氯-2-丁烯、异丙醇、对羟基苯甲醚，通入氮气，置换掉反应器中的空气，搅拌溶解，升温，回流保温，得到丁烯基三丁基二氯双季鏻盐溶液；(2)将上述溶液减压蒸馏至干，得到粘稠状褐色固体，用乙酸乙酯重结晶，90-100℃烘干，得到丁烯基三丁基二氯双季鏻盐固体；(3)氮气将第2反应器吹扫2-3min，依次加入上述丁烯基三丁基二氯双季鏻盐、甲基丙烯酸萘酯、3-(2-氨基-5-溴-3-(三氟甲基)苯基)丙烯酸甲酯、3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐、双酚a甘油二丙烯酸、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠、水，氮气保证微正压，开启搅拌，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用10wt％的氢氧化钠溶液调节ph6-7；(4)将上述乳状液升温到40-45℃，高位槽缓慢滴加引发剂溶液，同时滴加还原剂溶液，滴加过程，反应放热，温度自动提高，同时滴加完毕，升温到60-65℃，继续搅拌2-3h，聚合反应形成高粘度聚合物即为可降解暂堵剂。该暂堵剂的原料复杂且制备方法复杂。


技术实现要素：

[0005]
为解决上述技术问题，本发明提供了一种温度调控型暂堵剂及其制备方法和应用。
[0006]
本发明实施方式的目的在于采用简单的原料得到温度响应优异的暂堵剂。
[0007]
为此，本发明采用的技术方案如下：
[0008]
一种温度调控型暂堵剂，暂堵剂的总质量为100％计，暂堵剂的原料组成包括5％～7％的具有叔胺基团的单体a、1％～2％的含有羧基的单体b和91％～94％的去离子水。
[0009]
优选地，该温度调控型暂堵剂的原料组成按质量百分数计，包括：5.5％～6.5％的具有长链叔胺基团的单体a、1％～1.5％的羧酸类单体b和92％～93.5％的去离子水。
[0010]
进一步地，单体a为n,n-二甲基己酰胺(c8h
17
no)、二甲基十四烷基胺(c
16h35
n)、n-甲基二癸基胺(c
21h45
n)、n,n-二甲基十二烷基胺(c
14h31
n)中的一种。
[0011]
进一步地，单体b为乙酰乙酸(c4h6o3)、乙二酸(hooccooh)、水杨酸(c7h6o3)中的一种。
[0012]
优选地，该温度调控型暂堵剂的原料组成按质量百分数计，包括：5％～6％的具有叔胺基团的单体a、1.2％～1.6％的乙酰乙酸和92.4％～93.8％的去离子水；
[0013]
所述单体a为n，n-二甲基己酰胺、二甲基十四烷基胺、n-甲基二癸基胺、n,n-二甲基十二烷基胺中的一种或几种。
[0014]
优选地，该温度调控型暂堵剂的原料组成按质量百分数计，包括：5％～6％的具有叔胺基团的单体a、1.2％～1.6％的水杨酸和92.4％～93.8％的去离子水；
[0015]
所述单体a为n，n-二甲基己酰胺、二甲基十四烷基胺、n-甲基二癸基胺、n,n-二甲基十二烷基胺中的一种或几种。
[0016]
优选地，该温度调控型暂堵剂的原料组成按质量百分数计，包括：5％～6％的具有叔胺基团的单体a、1.2％～1.6％的乙二酸和92.4％～93.8％的去离子水；
[0017]
所述单体a为n，n-二甲基己酰胺、二甲基十四烷基胺、n-甲基二癸基胺、n,n-二甲基十二烷基胺中的一种或几种。
[0018]
本发明提供了以上技术方案所述温度调控型暂堵剂的制备方法，其特征在于，包括：称取质量百分数为5％～7％的单体a，质量百分数为1～2％的单体b，溶于在水浴加热的质量百分数为91％～94％的去离子水中，利用调节剂调节体系ph值至6～8，得到透明凝胶状产物，即为温度调控型暂堵剂；
[0019]
优选地，水浴温度为60～90℃。
[0020]
优选地，调节剂为naoh溶液和/或hcl溶液。
[0021]
本发明进一步提供了以上技术方案所述温度调控型暂堵剂或所述制备方法制备得到的温度调控型暂堵剂在井筒封堵中的应用。
[0022]
采用上述技术方案，本发明的有益效果如下：
[0023]
1.本发明的温度调控型暂堵剂集易注入、封堵性和降解性良好为一体，温度升至临界凝胶温度时，单体a的叔胺基团和单体b的羧基通过分子间氢键链接，进而自组装形成具有三维网络结构的超分子凝胶，持续升温则会导致氢键断裂，凝胶的氢键骨架断裂，网络结构坍塌，形成具有流动性的液体，在低于成胶温度时，该暂堵剂可以顺利注入储层，很大程度降低泵注成本。
[0024]
2.本发明的温度调控型暂堵剂具有温度刺激响应性，在低温时是低粘度液体，通过泵注进入储层，在适合的储层温度下成胶，实现缝内转向压裂。随着施工完成，凝胶在储层温度的长期作用下，粘度再次降低，顺利返排出地面。降低暂堵剂对储层的伤害，提高缝内暂堵转向压裂的改造效果。
[0025]
3.本发明采用简单的原料得到温度响应优异的暂堵剂，本发明所用原料均可在市场购得，且来源广泛、充足，各步反应条件温和、工艺简单，各步反应均为常规操作，有效的避免了高温高压的苛刻的反应条件。
[0026]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如
后。
附图说明
[0027]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的设计方案和附图。
[0028]
图1为实施例1制备的温度调控型暂堵剂粘度随温度的变化图；
[0029]
图2为实施例2制备的温度调控型暂堵剂粘度随温度的变化图；
[0030]
图3为实施例3制备的温度调控型暂堵剂粘度随温度的变化图；
[0031]
图4为实施例2制备的温度调控型暂堵剂的封堵性实验图。
[0032]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
[0033]
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本发明所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本发明中提供的任何定义不一致，则以本发明中提供的术语定义为准。
[0034]
需要说明的是，实施例中采用的实施条件可以根据具体实验环境做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。本发明中所提及的制备方法如无特殊说明则均为常规方法；下述实施例中提及的各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为市售获得。
[0035]
本发明保护一种温度调控型暂堵剂按质量百分数计，包括：5％～7％的具有叔胺基团的单体a、1％～2％的含有羧基的单体b和91～94％的去离子水。
[0036]
作为本发明的进一步优化或/和改进，该温度调控型暂堵剂的原料组成按质量百分数计，包括：5.5～6.5％的具有长链叔胺基团的单体a、1％～1.5％的羧酸类单体b和92％～93.5％的去离子水。
[0037]
进一步地，单体a为n，n-二甲基己酰胺、二甲基十四烷基胺、n-甲基二癸基胺、十二烷基二甲基叔胺中的一种或几种。
[0038]
作为本发明的进一步优化或/和改进，单体b为乙酰乙酸、乙二酸、水杨酸中的一种或几种。
[0039]
本发明进一步保护一种温度调控型暂堵剂制备方法，包括：称取称取质量百分数为5％～7％的单体a，质量百分数为1～2％的单体b，溶于x℃的质量百分数为91～94％的去离子水中，调节体系ph至y，即得到透明凝胶状产物。
[0040]
其中x为60-90。
[0041]
其中y为6-8。
[0042]
本发明进一步保护一种技术方案所述温度调控型暂堵剂或所述制备方法制备得到的温度调控型暂堵剂在井筒封堵中的应用。
[0043]
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
[0044]
实施例1
[0045]
本实施例提供的温度调控型暂堵剂，由下述方法制得：
[0046]
称取6.25g单体a(二甲基十四烷基胺)、1.63g单体b(乙二酸)，溶于在60℃水浴加热的100g去离子水中，用1mol/l的naoh溶液和1mol/l的hcl溶液调节ph值至7.4(用雷磁ph计检测)，得到ph值和温度双响应超分子凝胶暂堵剂。
[0047]
实施例2
[0048]
本实施例提供的温度调控型暂堵剂，由下述方法制得：
[0049]
称取7.38g单体a(二甲基十四烷基胺)、1.92g单体b(水杨酸)，溶于在60℃水浴加热的120g去离子水中，用1mol/l的naoh溶液和1mol/l的hcl溶液调节ph值至7.4(用雷磁ph计检测)，得到ph值和温度双响应超分子凝胶暂堵剂。
[0050]
实施例3
[0051]
本实施例提供的温度调控型暂堵剂，由下述方法制得：
[0052]
称取6.85g单体a(二甲基十四烷基胺)、1.23g单体b(乙酰乙酸)，溶于在60℃水浴加热的100g去离子水中，用1mol/l的naoh溶液和1mol/l的hcl溶液调节ph值至7.4(用雷磁ph计检测)，得到ph值和温度双响应超分子凝胶暂堵剂。
[0053]
实施例4
[0054]
本实施例提供的温度调控型暂堵剂，由下述方法制得：
[0055]
称取8.43g单体a(n，n-二甲基己酰胺)、1.23g单体b(水杨酸)，溶于在70℃水浴加热的110g去离子水中，用1mol/l的naoh溶液和1mol/l的hcl溶液调节ph值至7.2(用雷磁ph计检测)，得到ph值和温度双响应超分子凝胶暂堵剂。
[0056]
实施例5
[0057]
本实施例提供的温度调控型暂堵剂，由下述方法制得：
[0058]
称取5.88g单体a(n-甲基二癸基胺)、1.78g单体b(乙酰乙酸)，溶于在90℃水浴加热的110g去离子水中，用1mol/l的naoh溶液和1mol/l的hcl溶液调节ph值至7.6(用雷磁ph计检测)，得到ph值和温度双响应超分子凝胶暂堵剂。
[0059]
实施例6
[0060]
本实施例提供的温度调控型暂堵剂，由下述方法制得：
[0061]
称取7.68g单体a(n,n-二甲基十二烷基胺)、2.29g单体b(乙二酸)，溶于在85℃水浴加热的105g去离子水中，用1mol/l的naoh溶液和1mol/l的hcl溶液调节ph值至7.1(用雷磁ph计检测)，得到ph值和温度双响应超分子凝胶暂堵剂。
[0062]
实施例7
[0063]
本实施例提供的温度调控型暂堵剂，由下述方法制得：
[0064]
称取9.75g单体a(n,n-二甲基十二烷基胺)、2.72g单体b(水杨酸)，溶于在60℃水浴加热的128g去离子水中，用1mol/l的naoh溶液和1mol/l的hcl溶液调节ph值至7.5(用雷磁ph计检测)，得到ph值和温度双响应超分子凝胶暂堵剂。
[0065]
采用下述方法检测实施例1-3制备的温度调控型暂堵剂的温度响应范围和黏度值。
[0066]
粘度测试方法：将锥板粘度仪转速设定为0.02rnm，测定温度值在30～90℃时检测
实施例1～3制备的温度响应超分子凝胶暂堵剂的黏度。
[0067]
实验结果如表1、图1、图2和图3所示：
[0068]
表1为超分子凝胶暂堵剂的温度响应范围及黏度检测结果
[0069][0070]
结论：由表1和图1可知，实施例1形成的超分子凝胶暂堵剂的温度响应范围为30℃～65℃，在此范围内黏度最大可达4.1
×
105mpa
·
s；
[0071]
由表1和图2可知，实施例2形成的超分子凝胶暂堵剂的温度响应范围为25℃～70℃，在此范围内黏度最大可达4.2
×
105mpa
·
s；
[0072]
由表1和图3可知，实施例3形成的超分子凝胶暂堵剂的温度响应范围为25℃～63℃，在此范围内黏度最大可达3.8
×
105mpa
·
s。
[0073]
综上所述，在单体a不变时，单体b的种类对体系的温度响应性有影响。根据实施例1～3的实验数据可以看出，水杨酸作为单体b时形成的体系温度响应范围较宽，同时黏度也最大。
[0074]
实施例暂堵剂动态评价实验
[0075]
利用实施例1-3形成的凝胶暂堵剂测量其承压强度，具体步骤如下：
[0076]
采用饱和水法测定填砂管的有效孔隙体积pv、孔隙度；以1ml/min的流速注水，测试初始渗透率；
[0077]
将实施例1-3形成的凝胶暂堵剂，以1ml/min的流速注入填砂管；将填砂管置于70℃烘箱中，两端密封后老化4小时；
[0078]
老化完成后，取出填砂管安装好，以1ml/min注水，直至压力突破，记下突破时的压力，最大承压值如表2和图4所示。
[0079]
表2实施例1-3的凝胶暂堵剂的最大承压值
[0080] 最大承压值(mpa)实施例15.1实施例25.3实施例34.9
[0081]
以上封堵实验结果表明，实施例2制备的凝胶暂堵剂最大承压为5.3mpa，封堵效果较好。值得一提的是，解堵时只需加入盐酸即可。
[0082]
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。