本發(fā)明屬于油田化學(xué)品開發(fā)，具體地，涉及一種可控降解的聚乙醇酸暫堵劑，該可控降解的聚乙醇酸暫堵劑的制備方法，以及一種可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、暫堵轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)是提高油氣開采量的常用技術(shù)手段之一，實(shí)現(xiàn)暫堵轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)的關(guān)鍵是將暫堵劑提前注入目的地層，封堵已有裂縫或孔眼，形成致密暫堵層，增加高滲區(qū)域滲流阻力，進(jìn)而提高暫堵轉(zhuǎn)向壓裂面積。聚酯類可降解材料對地層的傷害最小，在不添加任何助劑條件下，能夠降解并最終順利排出地層，成為了暫堵材料新的發(fā)展方向。

2、聚乙醇酸(pga)是一種已知的單元碳數(shù)最少、可完全可降解的聚酯材料，具有更加優(yōu)異的降解性能、更高力學(xué)強(qiáng)度和剛度，是制備可降解暫堵劑的理想材料之一。pga在油田領(lǐng)域的應(yīng)用最早由日本kureha報(bào)道，該公司與美國杜邦聯(lián)合建成了一條4000t/a的pga生產(chǎn)裝置，并制造pga基壓裂球和暫堵劑輔助美國油氣開發(fā)。us20150126414a1公開了利用sncl4作催化劑合成相對分子質(zhì)量在150000-200000之間的pga材料，并將pga制成短纖維，通過控制纖維的長度、直徑以及相對分子質(zhì)量，制備了一種高強(qiáng)度的纖維狀可降解暫堵劑，降低了石油開采過程中對地層環(huán)境的污染。us20160298017a1介紹了一種含pga的合成樹脂用作鉆井暫堵劑，在93～204℃的溫度范圍內(nèi)在2～40天具有封堵功能。目前，傳統(tǒng)可降解材料聚乳酸(pla)、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(pbat)、聚羥基脂肪酸(pha)等作為暫堵劑材料，存在暫堵強(qiáng)度不夠，降解太慢，不易粉碎等問題。pga的高剛性使其易于粉碎，更加適合制備顆粒狀暫堵劑，該類暫堵劑具有封堵強(qiáng)度高、適用縫寬范圍廣、使用溫度窗口寬、易返排和材料易加工等優(yōu)點(diǎn)。

3、pga的降解形式多樣，包括光降解、水降解、酶降解等，特別是油田地層環(huán)境復(fù)雜苛刻，作為暫堵劑產(chǎn)品應(yīng)滿足油田不同作業(yè)的時(shí)間要求，對pga降解速率的可控性提出進(jìn)一步的要求。因此，需要對pga降解性能進(jìn)行適當(dāng)調(diào)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對目前的可降解暫堵劑材料難粉碎、降解時(shí)間不可控的問題，提供一種降解可控、超細(xì)粉體狀暫堵劑及其制備方法，以及一種可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法。

2、本發(fā)明的第一方面提供一種可控降解的pga暫堵劑，所述暫堵劑包括pga、調(diào)節(jié)助劑和抗氧劑；以暫堵劑的總重量為基準(zhǔn)，所述pga的含量為83-99.7wt％，所述調(diào)節(jié)助劑的含量為0.2-15wt％，所述抗氧劑的含量為0.1-2wt％；所述調(diào)節(jié)助劑為降解促進(jìn)劑或擴(kuò)鏈劑；所述降解促進(jìn)劑選自胺類化合物、無機(jī)碳酸鹽和金屬氫氧化物中的一種或多種。

3、本發(fā)明的第二方面提供上述的可控降解的pga暫堵劑的制備方法，包括以下步驟：將pga與調(diào)節(jié)助劑和抗氧劑共混，以及將pga或共混物進(jìn)行破碎處理。

4、本發(fā)明的第三方面提供一種可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法，該方法包括以下步驟：

5、s1、根據(jù)調(diào)控目標(biāo)選擇調(diào)節(jié)助劑，所述調(diào)節(jié)助劑為降解促進(jìn)劑或擴(kuò)鏈劑；

6、s2、將pga與調(diào)節(jié)助劑和抗氧劑共混，所述pga在共混前進(jìn)行破碎處理或者將共混物進(jìn)行破碎處理，得到所需降解性能的暫堵劑；

7、以暫堵劑的總重量為基準(zhǔn)，所述pga的含量為83-99.7wt％，所述調(diào)節(jié)助劑的含量為0.2-15wt％，所述抗氧劑的含量為0.1-2wt％；所述降解促進(jìn)劑選自胺類化合物、無機(jī)碳酸鹽和金屬氫氧化物中的一種或多種。

8、本發(fā)明提供一種可控降解的pga暫堵劑，通過共混改性調(diào)控暫堵劑的降解速率，能夠滿足油田不同作業(yè)時(shí)間需求，pga的高剛度特性使其更易粉碎成超細(xì)粉體，適用于中、低滲透地層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向壓裂。

9、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種可控降解的聚乙醇酸暫堵劑，其特征在于，所述暫堵劑包括聚乙醇酸、調(diào)節(jié)助劑和抗氧劑；以暫堵劑的總重量為基準(zhǔn)，所述聚乙醇酸的含量為83-99.7wt％，所述調(diào)節(jié)助劑的含量為0.2-15wt％，所述抗氧劑的含量為0.1-2wt％；所述調(diào)節(jié)助劑為降解促進(jìn)劑或擴(kuò)鏈劑；所述降解促進(jìn)劑選自胺類化合物、無機(jī)碳酸鹽和金屬氫氧化物中的一種或多種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙醇酸暫堵劑，其中，所述暫堵劑的粒度為10-500目，優(yōu)選為20-200目。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙醇酸暫堵劑，其中，所述聚乙醇酸的數(shù)均分子量為50000-100000，優(yōu)選為50000-70000。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙醇酸暫堵劑，其中，以暫堵劑的總重量為基準(zhǔn)，所述降解促進(jìn)劑的含量為3-15wt％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙醇酸暫堵劑，其中，所述胺類化合物選自液態(tài)有機(jī)胺類化合物、咪唑類化合物、哌嗪類化合物以及三聚氰胺類化合物中的一種或多種；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙醇酸暫堵劑，其中，所述無機(jī)碳酸鹽為碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣、碳酸氫鈣、碳酸鋇、碳酸鋅、碳酸鎂和碳酸亞鐵中的一種或多種，優(yōu)選為碳酸鋇、碳酸鈣和碳酸鋅中的一種或多種；以暫堵劑的總重量為基準(zhǔn)，所述無機(jī)碳酸鹽的含量為3-15wt％，優(yōu)選為5-15wt％；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控降解的聚乙醇酸暫堵劑，其中，所述擴(kuò)鏈劑為環(huán)氧類擴(kuò)鏈劑和異氰酸酯類擴(kuò)鏈劑中的至少一種，優(yōu)選為celymertm8280、celymertm8280e、adr-4370s、adr-4468、adr-4400、sag-008、sg-20、celymertmsbc和zemac-e60p中的一種或多種，更優(yōu)選為celymertm8280、adr-4468和sag-008中的一種或多種，所述擴(kuò)鏈劑的含量為0.2-3wt％，優(yōu)選為0.5-2wt％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控降解的聚乙醇酸暫堵劑，其中，所述抗氧劑為抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑626和抗氧劑618中的一種或多種，優(yōu)選為抗氧劑168和抗氧劑1010中的一種或多種；所述抗氧劑的含量為0.1-2wt％，優(yōu)選為0.1-1.2wt％。

9.權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的可控降解的聚乙醇酸暫堵劑的制備方法，包括以下步驟：將聚乙醇酸與調(diào)節(jié)助劑和抗氧劑共混，以及將聚乙醇酸或共混物進(jìn)行破碎處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其中，所述共混為通過雙螺桿擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)的熔融共混，所述雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為180-240℃、轉(zhuǎn)速為150-300r/min，擠出后進(jìn)行水冷、切粒和烘干處理。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其中，所述破碎處理的方式為高速機(jī)械沖擊式粉碎、圓盤式氣流粉碎、超微粉碎和液氮冷凍震蕩粉碎中的至少一種，優(yōu)選為圓盤式氣流粉碎和超微粉碎中的至少一種，進(jìn)一步優(yōu)選為高速機(jī)械沖擊式粉碎和/或圓盤式氣流粉碎。

12.一種可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法，其中，若調(diào)控目標(biāo)為加速降解，則選擇降解促進(jìn)劑作為調(diào)節(jié)助劑；若調(diào)控目標(biāo)為減緩降解，則選擇擴(kuò)鏈劑作為調(diào)節(jié)助劑。

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法，其中，所述聚乙醇酸的數(shù)均分子量為50000-100000，優(yōu)選為50000-70000。

15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法，其中，以暫堵劑的總重量為基準(zhǔn)，所述降解促進(jìn)劑的含量為3-15wt％。

16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法，其中，所述胺類化合物選自液態(tài)有機(jī)胺類化合物、咪唑類化合物、哌嗪類化合物以及三聚氰胺類化合物中的一種或多種；

17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法，其中，所述無機(jī)碳酸鹽為碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣、碳酸氫鈣、碳酸鋇、碳酸鋅、碳酸鎂和碳酸亞鐵中的一種或多種，優(yōu)選為碳酸鋇、碳酸鈣和碳酸鋅中的一種或多種；以暫堵劑的總重量為基準(zhǔn)，所述無機(jī)碳酸鹽的含量為3-15wt％，優(yōu)選為5-15wt％；

18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可控降解的可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法，其中，所述擴(kuò)鏈劑為環(huán)氧類擴(kuò)鏈劑和異氰酸酯類擴(kuò)鏈劑中的至少一種，優(yōu)選為celymertm8280、celymertm8280e、adr-4370s、adr-4468、adr-4400、sag-008、sg-20、celymertmsbc和zemac-e60p中的一種或多種，更優(yōu)選為celymertm8280、adr-4468和sag-008中的一種或多種，所述擴(kuò)鏈劑的含量為0.2-3wt％，優(yōu)選為0.5-2wt％。

19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可控降解的可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法，其中，所述抗氧劑為抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑626和抗氧劑618中的一種或多種，優(yōu)選為抗氧劑168和抗氧劑1010中的一種或多種；所述抗氧劑的含量為0.1-2wt％，優(yōu)選為0.1-1.2wt％。

20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法，其中，所述共混為螺桿熔融共混或物理共混，優(yōu)選為通過雙螺桿擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)的熔融共混，所述雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度為180-240℃、轉(zhuǎn)速為150-300r/min，擠出后進(jìn)行水冷、切粒和烘干處理。

21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可降解暫堵劑降解性能調(diào)控方法，其中，所述破碎處理的條件使得最終形成的暫堵劑的粒度為10-500目，優(yōu)選為20-200目；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于油田化學(xué)品開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可控降解的聚乙醇酸暫堵劑及制備方法與暫堵劑降解性能調(diào)控方法。所述暫堵劑包括聚乙醇酸、調(diào)節(jié)助劑和抗氧劑；以暫堵劑的總重量為基準(zhǔn)，所述聚乙醇酸的含量為83?99.7wt％，所述調(diào)節(jié)助劑的含量為0.2?15wt％，所述抗氧劑的含量為0.1?2wt％；所述調(diào)節(jié)助劑為降解促進(jìn)劑或擴(kuò)鏈劑；所述降解促進(jìn)劑選自胺類化合物、無機(jī)碳酸鹽和金屬氫氧化物中的一種或多種。本發(fā)明提供一種可控降解的聚乙醇酸暫堵劑，通過共混改性調(diào)控暫堵劑的降解速率，能夠滿足油田不同作業(yè)時(shí)間需求，PGA的高剛度特性使其更易粉碎成超細(xì)粉體，適用于中、低滲透地層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向壓裂。

技術(shù)研發(fā)人員：王興國,呂明福,吳長江,趙方園,高達(dá)利,張師軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8