[发明专利]一种温度开关型暂堵剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种温度开关型暂堵剂及其制备方法和应用，制备方法包括：(1)将马来酸酐、引发剂偶氮二异丁腈和二甲基甲酰胺混合，不断搅拌加热至70～80℃，再加入的2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸进行反应；(2)随后开始缓慢滴1,1二苯乙烯与二甲基甲酰胺的混合溶液，70～80℃下保温反应3～5h；反应完全后减压蒸馏除去溶剂，得到白色固体，即温度开关型暂堵剂。本发明整个方法通过逐步加入反应物进行反应，原料廉价易得，工艺简单，适合工业化生产。制得的温度开关型暂堵剂具备明显的封堵能力和解堵能力。

技术领域

本发明涉及一种压裂作业中的化学封堵技术，具体涉及一种温度开关型暂堵剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前主流应用为地层的多级压裂，其机制为在封堵第一次人工裂缝之后，对地层进行加压，使地层出现更多裂缝，新老裂缝联通，增加储层中油气运移通道从而提高采收率。针对整个多级压裂过程，目前采取的技术为机械封堵和化学聚合物封堵老裂缝实现多级压裂。机械封堵施工中器材消耗程度较大，施工过程繁琐，且该方法只能做到缝口封堵，在井筒中受地层温度影响其密封性能，无法进行储层内部多级压裂。化学封堵技术包括颗粒暂堵、纤维暂堵及凝胶暂堵，其能够作为流体进入储层中对老裂缝实现封堵，且能够在施工后实现自行解堵，对地层污染较小，储层渗透率回复良好，该技术能够应用在封内、缝口封堵，操作流程简便，作业效率高，采收率提高明显。因此研发新型高效的暂堵剂，尤其是可以根据境内环境(如温度等)调节型的暂堵剂对提高油田开发经济效益，保持油田的稳产、增产具有重要的意义。

发明内溶

针对现有技术中各种井内环境不同暂堵剂无法随之调节解封时间的问题，本发明的目的在于提供一种温度开关型暂堵剂及其制备方法和应用。该温度开关型暂堵剂根据不同配方，在不同温度的井底，封堵的时间不同。在压裂注水时，携带一定的温度开关型暂堵剂注入井底，遇到裂缝暂时将其封堵，在一定温度下，随着时间变化。封堵剂中的马来酸酐水解，从疏水颗粒变成亲水高分子表面活性剂，随之解堵。

本发明所采用的技术方案是：

一种温度开关型暂堵剂，其结构式：

其中，马来酸酐和1,1二苯乙烯都不能自聚，所以生成交替共聚物，在与少量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸进行聚合，a是b的20-100倍，n＝280-350。

一种温度开关型暂堵剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将1mol马来酸酐、引发剂偶氮二异丁腈和二甲基甲酰胺混合，不断搅拌加热至70～80℃，再加入0.01-0.05mol的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸进行反应；

(2)随后开始缓慢滴1,1二苯乙烯与二甲基甲酰胺的混合溶液，70～80℃下保温反应3～5h；反应完全后减压蒸馏除去溶剂，得到白色固体，即温度开关型暂堵剂。

马来酸酐、1,1二苯乙烯和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的摩尔比为：1：1：(0.01-0.05)。

步骤(1)中，所述引发剂AIBN物质的量为马来酸酐和1,1二苯乙烯质量总和的3wt％。

步骤(1)中，所述DMF是马来酸酐质量的2倍。

步骤(2)中，所述DMF是1,1二苯乙烯质量的2倍。

一种温度开关型暂堵剂的应用，作为压裂作业中的化学暂堵剂的应用。

所述温度开关型暂堵剂的应用原理通过以下反应实现：

所述温度开关型暂堵剂的相应温度为60～80℃。

本发明具有以下优点：