專利名稱：可控制在2～3小時定時集中釋放的微膠囊破膠劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學材料、油田技術(shù)領(lǐng)域，特別是油氣井的壓裂施工中采用的膠囊破膠劑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
膠囊破膠劑是近年來發(fā)展起來的一種新型破膠劑，與常規(guī)破膠劑相比，優(yōu)點是可防止壓裂液提前破膠造成施工失敗。自20世紀80年代以來，在油氣井的壓裂施工中，膠囊破膠劑被廣泛關(guān)注，大量現(xiàn)場試驗已證實，適當?shù)貞?yīng)用膠囊破膠劑可以大大提高油氣井的產(chǎn)率。傳統(tǒng)破膠劑不能高濃度使用，以免壓裂液過早失去黏度，但破膠劑用量不足，又使施工后期破膠不徹底。膠囊破膠劑具有延遲釋放功能，可高濃度使用，使壓裂液前期保持高黏度的同時在施工后期徹底破膠返排，清除濾餅，減少聚合物對支撐劑填充帶導流能力的傷害。目前膠囊破膠劑常見的制備方法主要為機械包裹方法，如流化床法和噴涂法等。機械包裹制備方法存在設(shè)備投資較大、工藝難控制、囊衣厚度與顆粒尺寸不均勻及成本高等局限，制約了其推廣應(yīng)用。據(jù)報道，目前所用的微膠囊破膠劑大多是用固體石蠟作包裹齊U，破膠劑釋放機理是膜應(yīng)力破裂，破膠劑的釋放受地層巖石物性、閉合應(yīng)力和溫度等因素影響。理論上，在地層巖石閉合時，微膠囊會被壓破并將破膠劑完全釋放出來；但實際上，地層中處于不同位置的微膠囊破膠劑所受的應(yīng)力不同，破膠劑的破裂、釋放程度不同，有的甚至不能破裂，因而影響壓裂液的破膠效果，損害人造裂縫的導流能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種可控制在2 3小時定時集中釋放的微膠囊破膠劑。本發(fā)明以氯仿、液體石蠟、聚乙烯吡咯烷酮、過硫酸銨、無水乙醇和聚乙二醇6000組成混合芯材，以甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇組成囊衣。本發(fā)明所述氯仿占微膠囊破膠劑總重量的65% 85%,液體石蠟占微膠囊破膠劑總重量的10. 9% 12%，聚乙烯吡咯烷酮占微膠囊破膠劑總重量的O. 4% 8. 2%,過硫酸銨占微膠囊破膠劑總重量的6. 9% 14. 5%,無水乙醇占微膠囊破膠劑總重量的O. 3% O. 65%,聚乙二醇6000占微膠囊破膠劑總重量的O. 05% O. 2%,甲基丙烯酸乙酯占微膠囊破膠劑總重量的2% 6. 5%,甲基丙烯酸占微膠囊破膠劑總重量的O. 25% 7. 2%,聚乙二醇600占微膠囊破膠劑總重量的O. 05% O. 15%,正戊醇占微膠囊破膠劑總重量的O. 08% O. 17%。本發(fā)明以過硫酸銨為主芯材，選用適宜的可降解聚合物材料為囊衣材料，本破膠劑囊衣材料在水體系中隨溫度、壓力變化而緩慢降解，其囊衣材料緩慢降解后囊芯物質(zhì)就集中的釋放出來，從而保證，該膠囊破膠劑能夠控制在2 3小時定時集中的釋放出囊芯材 料，在此條件下有效地降解壓裂液凍膠和聚合物濾餅，最大限度地減少對支撐裂縫導流能力的傷害。本發(fā)明另一目的是提供以上可控制在2 3小時定時集中釋放的微膠囊破膠劑的制備方法。將氯仿、液體石蠟和聚乙烯吡咯烷酮混合，加入過硫酸銨、無水乙醇、聚乙二6000、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇混合液，攪拌、洗滌、晾干，即得微膠囊破膠劑。 本發(fā)明采用懸浮聚合法制備膠囊破膠劑，具有成本低，操作簡單，工藝易控制等優(yōu)點，有利于膠囊破膠劑的大規(guī)模推廣應(yīng)用。


圖I為本發(fā)明方法制成的微膠囊破膠劑的SEM表征圖。圖2為本發(fā)明方法制成的微膠囊破膠劑的OM表征圖。圖3為本發(fā)明方法制成的微膠囊破膠劑的另一 OM表征 圖4為微膠囊破膠劑在相應(yīng)的壓裂液體系中，2. 5h定時釋放出過硫酸強氧化劑過硫酸銨，將相應(yīng)的壓裂液破膠圖。
具體實施例方式一、以下述各方案分別稱取各原料
方案I :液體石蠟11. 73%、聚乙烯吡咯烷酮O. 59%、過硫酸銨7. 33%、無水乙醇O. 59%、聚乙二醇6000 O. 15%、甲基丙烯酸乙酯5. 28%、甲基丙烯酸O. 59%、聚乙二醇600 O. 1%、正戊醇O. 2%，其余為氯仿，合計100%。方案2 :液體石蠟11. 74%、聚乙烯吡咯烷酮O. 59%、過硫酸銨7. 34%、無水乙醇O. 59%、聚乙二醇6000 O. 15%、甲基丙烯酸乙酯5. 6%、甲基丙烯酸O. 51%、聚乙二醇600O. 1%、正戊醇O. 16%，其余為氯仿，合計100%。方案3 :液體石蠟11. 94%、聚乙烯吡咯烷酮O. 45%、過硫酸銨7. 46%、無水乙醇O. 45%、聚乙二醇6000 O. 149%、甲基丙烯酸乙酯4. 03%、甲基丙烯酸O. 45%、聚乙二醇600O. 1%、正戊醇O. 2%，其余為氯仿，合計100%。方案4 :液體石蠟11. 95%、聚乙烯吡咯烷酮O. 46%、過硫酸銨7. 47%、無水乙醇O. 46%、聚乙二醇6000 O. 15%、甲基丙烯酸乙酯3. 38%、甲基丙烯酸O. 376%、聚乙二醇600O. 08%、正戊醇O. 2%，其余為氯仿，合計100%。方案5 :液體石蠟11. 95%、聚乙烯吡咯烷酮O. 46%、過硫酸銨7. 47%、無水乙醇O. 46%、聚乙二醇6000 O. 15%、甲基丙烯酸乙酯2. 73%、甲基丙烯酸O. 3%、聚乙二醇600O. 1%、正戊醇O. 29%，其余為氯仿，合計100%。方案6 :液體石蠟10. 84%、聚乙烯吡咯烷酮O. 678%、過硫酸銨13. 55%、無水乙醇O. 54%、聚乙二醇6000 O. 27%、甲基丙烯酸乙酯5. 49%、甲基丙烯酸O. 61%、聚乙二醇600O. 136%、正戊醇O. 136%，其余為氯仿，合計100%。方案7 :液體石蠟10. 82%、聚乙烯吡咯烷酮O. 66%、過硫酸銨13. 45%、無水乙醇O. 55%、聚乙二醇6000 O. 2%、甲基丙烯酸乙酯6. 73%、甲基丙烯酸O. 67%、聚乙二醇600O. 137%、正戊醇O. 139%，其余為氯仿，合計100%。
二、制備工藝
將以上七種方案分別按下述方法分別制備出七份微膠囊
將氯仿、液體石蠟、聚乙烯吡咯烷酮混合，加入過硫酸銨、無水乙醇、聚乙二醇6000、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇混合液，攪拌、洗滌、晾干，即得微膠囊破膠劑。二、分析
將制成的微膠囊破膠劑分別制成SEM、OM表征圖。從圖1、2、3可見所研制出來的微膠囊破膠劑分散性很好，粒徑主要集中在500nm左右，且都呈現(xiàn)出完整的微膠囊顆粒形狀。四、破膠案例
圖4是微膠囊破膠劑在相應(yīng)的壓裂液體系中，2. 5h定時釋放出過硫酸強氧化劑過硫酸銨，將相應(yīng)的壓裂液破膠圖。
權(quán)利要求
1.可控制在2 3小時定時集中釋放的微膠囊破膠劑，其特征在于以氯仿、液體石蠟、聚乙烯吡咯烷酮、過硫酸銨、無水乙醇和聚乙二醇6000組成混合芯材，以甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇組成囊衣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述可控制在2 3小時定時集中釋放的微膠囊破膠劑，其特征在于所述氯仿占微膠囊破膠劑總重量的65% 85%，液體石蠟占微膠囊破膠劑總重量的10.9% 12%，聚乙烯吡咯烷酮占微膠囊破膠劑總重量的0. 4% 8. 2%,過硫酸銨占微膠囊破膠劑總重量的6. 9% 14. 5%,無水乙醇占微膠囊破膠劑總重量的0. 3% 0. 65%,聚乙二醇6000占微膠囊破膠劑總重量的0. 05% 0. 2%,甲基丙烯酸乙酯占微膠囊破膠劑總重量的2% 6. 5%,甲基丙烯酸占微膠囊破膠劑總重量的0. 25% 7. 2%,聚乙二醇600占微膠囊破膠劑總重量的0. 05% 0. 15%,正戊醇占微膠囊破膠劑總重量的0. 08% 0. 17%。
3.可控制在2 3小時定時集中釋放的微膠囊破膠劑的制備方法，其特征在于將氯仿、液體石蠟和聚乙烯吡咯烷酮混合，加入過硫酸銨、無水乙醇、聚乙二醇6000、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇混合液，攪拌、洗滌、晾干，即得微膠囊破膠劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于投料時，所述氯仿占微膠囊破膠劑投料總重量的65% 85%，液體石蠟占微膠囊破膠劑投料總重量的10. 9% 12%，聚乙烯吡咯烷酮占微膠囊破膠劑投料總重量的0. 4% 8. 2%,過硫酸銨占微膠囊破膠劑投料總重量的6.9% 14. 5%,無水乙醇占微膠囊破膠劑投料總重量的0. 3% 0. 65%,聚乙二醇6000占微膠囊破膠劑投料總重量的0. 05% 0. 2%,甲基丙烯酸乙酯占微膠囊破膠劑投料總重量的2% 6. 5%,甲基丙烯酸占微膠囊破膠劑投料總重量的0. 25% 7. 2%,聚乙二醇600占微膠囊破膠劑投料總重量的0. 05% 0. 15%,正戊醇占微膠囊破膠劑投料總重量的0. 08% 0.17%。
全文摘要
可控制在2～3小時定時集中釋放的微膠囊破膠劑及其制備方法，屬于化學材料、油田技術(shù)領(lǐng)域，將氯仿、液體石蠟和聚乙烯吡咯烷酮混合,加入過硫酸銨、無水乙醇、聚乙二6000、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇600和正戊醇混合液，攪拌、洗滌、晾干，即得微膠囊破膠劑。本發(fā)明采用懸浮聚合法制備膠囊破膠劑，具有成本低，操作簡單，工藝易控制等優(yōu)點，有利于膠囊破膠劑的大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號C09K8/60GK102627959SQ20121008104
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者劉天晴, 左明明, 湯潔 申請人:揚州大學