[发明专利]一种可降解聚合物复合凝胶暂堵球

说明书

公开了一种聚合物复合凝胶混合原液，包括丙烯酸、丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、壳聚糖、改性玄武岩纤维、黄原胶、氯化铝以及过硫酸钾。此外，公开了由该混合原液反应形成的聚合物复合凝胶以及可降解暂堵球。其不仅具有优良的膨胀堵水性能，同时具有优良的降解性能。

技术领域

本发明属于石油开采技术领域；涉及一种可降解聚合物复合凝胶暂堵球。

背景技术

暂堵剂是一种暂时具有封堵作用的化学剂，已广泛用于选择性封堵高渗透层或窜槽段，以提高油气产量。我国油田所属油井地层绝大部分属于低渗透油藏，油井几乎都采用以暂堵为基础的选择性压裂开采的生产方式。随着低渗透油田开发的不断深入，油层压裂工艺技术的高速发展，压裂工况越来越苛刻、条件越来越复杂，对暂堵剂的要求越来越高，以及不断提升的高精度、高可靠性和高性能方面的要求，实现降低施工风险、地层深部流体转向、降低非目的层伤害的目的，对突破原有材料性能极限的高性能暂堵剂和技术的需求也越来越迫切，需解决暂堵剂的环境适应性、施工性及稳定性问题，从而研发出一类能够满足各种需求且具有各项优异性能的暂堵剂。

暂堵剂在裂缝内的作用原理是：当暂堵剂进入压裂裂缝后，暂堵剂颗粒就会在井筒附近形成桥堵，并挡住后续暂堵剂颗粒前进的道路形成堆积，随着产生桥堵和堆积的暂堵剂颗粒越来越多，在裂缝主通道形成一定厚度和长度的堵塞带，阻碍和限制了裂缝的继续延伸和发展。

已使用的暂堵剂有油溶性暂堵剂、酸溶性暂堵剂、水溶性暂堵剂和吸水膨胀型聚合物凝胶暂堵剂。聚合物凝胶暂堵剂因具有特殊的吸水堵水性及结构和性能的可调控性，成为一种极有潜力的新型暂堵剂，是压裂暂堵剂研究的重要方向。

这类暂堵剂具有以下特点：具备可控制性的合成条件，地面合成避免了地下无凝胶无交联或凝胶形成强度偏低的一系列困难；聚合物凝胶的尺寸可达到相对较小的量级单位，足够与孔喉相匹配。合成的聚合物凝胶为有大量的弹性体，可以在其工作环境中输送、堵漏、变形，然后再次完成输送和堵漏工作，并且可以在从水井到油井的整个过程中实现堵漏工作。聚合物凝胶具有很强的耐温性和耐盐性，堵漏效果明显，阻力系数以及残余阻力系数都相对较大，并且聚合物凝胶同时具备堵水和驱油的功能；凝胶尺寸分布普遍很小，在水溶液中很容易分散从而形成悬浮系统。

现在油井都存在含水量较高的问题，传统采用的近井堵水技术不能很好的改善复杂油田存在的各种问题。目前应用最为广泛的聚丙烯酰胺基类暂堵剂机械强度较好，具有优良的膨胀堵水性能，但存在不耐高温、难降解和毒性大等问题，在部分油田中不能很好的发挥其封堵特性，因而设计研究成本低廉、环境友好、长效及可应用于不同油藏条件的新型可降解聚合物复合凝胶暂堵剂是当今油田领域需要迫切解决的现实问题。

发明内容

本发明目的是提供一种成本低廉、环境友好、长效的新型可降解聚合物复合凝胶暂堵球。

为了实现上述目的，一方面，本发明所采取的技术方案如下：一种聚合物复合凝胶混合原液，包括丙烯酸、丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、壳聚糖、改性玄武岩纤维、黄原胶、氯化铝以及过硫酸钾。

根据本发明所述的混合原液，其中，所述壳聚糖选自甲基丙烯酰基接枝的壳聚糖。

根据本发明所述的混合原液，其中，将脱乙酰度90％的壳聚糖原料与甲基丙烯酸酐在50-70℃保温反应1-24h得到。

根据本发明所述的混合原液，其中，所述壳聚糖按照以下方法制备：所述壳聚糖原料的平均分子量M_w＝(100-200)kDa；所述壳聚糖原料与甲基丙烯酸酐的重量体积比为1g：(0.6-1.0)mL。

根据本发明所述的混合原液，其中，所述改性玄武岩纤维按照以下方法制备：

将硅烷偶联剂KH-550加入到80-95％的乙醇水溶液中，在50-70℃条件下醇解0.2-4h；再将纳米二氧化硅加入其中，40-60℃保温条件下搅拌0.2-4h；最后，将预先使用碱液预处理的玄武岩纤维加入其中，保温条件下搅拌1h。