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CN107630676B - 一种可溶压裂桥塞的表面处理方法及可溶桥塞 - Google Patents

一种可溶压裂桥塞的表面处理方法及可溶桥塞 Download PDF

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CN107630676B CN201710711735.9A CN201710711735A CN107630676B CN 107630676 B CN107630676 B CN 107630676B CN 201710711735 A CN201710711735 A CN 201710711735A CN 107630676 B CN107630676 B CN 107630676B
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Abstract

本发明提供了一种可溶压裂桥塞的表面处理方法及可溶压裂桥塞，先将桥塞金属件进行氧化预处理，形成具有微纳米孔隙的氧化膜层，再将经过氧化预处理的桥塞升温涂覆可降解高分子聚酯材料，最后将涂覆了可降解高分子聚酯材料的桥塞喷涂聚四氟乙烯涂层，通过这种方法得到的表面具有结合力强，可以阻止可溶压裂桥塞本体金属在压裂前与外界液体接触，避免桥塞本体金属的提前腐蚀，降低桥塞与井壁的摩擦阻力，减轻桥塞投送过程中的磨损，保持功能完整，同时聚合物层还有自行降解和剥落特性，保证可溶压裂桥塞施工后迅速溶解，本发明涂层制备工艺简便，性能可靠，涂层材料易降解剥落，产物对储层无伤害等特点。

Description

一种可溶压裂桥塞的表面处理方法及可溶桥塞
技术领域
本发明属于油气田开发技术领域，具体的说，是涉及一种可溶压裂桥塞的表面处理方法及可溶压裂桥塞。
背景技术
桥塞分段压裂是非常规油气有效开发动用的重要手段，可溶压裂桥塞在压裂后自行溶解，无需磨铣，可大大降低施工风险和费用。本体为金属的可溶压裂桥塞具有强度高、适应性强、成本低等优点，在油气储层压裂改造中具有明显优势。
可溶压裂桥塞本体由镁铝合金可溶材料制成，压裂后可与井筒液体反应，从而达到溶解的目的。而可溶压裂桥塞在压裂施工前包括储运、入井等过程中，要保持自身完整，本体尽量不与外界溶液反应而导致功能失效。桥塞在入井过程中，容易与井壁接触，同时桥塞表面易损伤，因此对可溶金属桥塞表面防护势在必行。
为了避免可溶金属桥塞在压裂前与外界液体反应，减轻桥塞投送过程中的磨损，保持功能完整性，同时降低桥塞与井壁的摩擦阻力，特提出本发明。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种可溶压裂桥塞的表面处理方法；
本发明的另一目的在于提供一种可溶压裂桥塞。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种可溶压裂桥塞的表面处理方法，其中，所述方法包括：
(1)将桥塞进行氧化预处理的步骤；
(2)将经过氧化预处理的桥塞表面升温涂覆可降解高分子聚酯材料的步骤；
(3)将涂覆了可降解高分子聚酯材料的桥塞喷涂聚四氟乙烯的步骤。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)将经过氧化预处理的桥塞表面升温至130～150℃涂覆可降解高分子聚酯材料。
本发明对桥塞进行升温，升温后桥塞表面孔隙变大，便于聚酯流体流入孔隙，冷却后孔隙收缩，使聚酯和本体结合牢固。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述可降解高分子聚酯材料选自聚氨酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚己内酯、聚丁二酸酯、聚己二酸乙二醇酯中的一种或几种共混。
根据本发明一些具体实施方案，其中，桥塞表面涂覆的可降解高分子聚酯材料的厚度为5-40μm。
根据本发明一些具体实施方案，其中，桥塞表面喷涂的聚四氟乙烯的厚度为100-500μm。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)中氧化预处理的条件包括：电解液温度为20-35℃。
根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)中桥塞表面经过氧化预处理所形成的金属氧化物膜的厚度为1-50μm。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述金属氧化物膜为氧化镁或氧化铝形成的金属氧化物膜。
根据本发明一些具体实施方案，其中，在步骤(1)前还包括对桥塞进行清洗的步骤。
根据本发明一些具体实施方案，其中，是使用丙酮或无水乙醇进行清洗。
另一方面，本发明还提供了本发明所述方法所处理得到的可溶压裂桥塞。
综上所述，本发明提供了一种可溶压裂桥塞的表面处理方法及可溶压裂桥塞。本发明的方案具有如下优点：
(1)预氧化表面具有微纳米孔隙，按本发明方法可提高可降解聚酯可流入预氧化表面孔隙程度，凝固后可增加可降解聚酯涂层与本体结合力。
(2)同时中间可降解聚酯层具有降解特性，可保证聚四氟乙烯层和可降解聚酯层的定期剥落，避免长时间保护可溶压裂桥塞本体。
(3)阻止可溶金属桥塞本体金属在压裂前与外界液体接触，避免桥塞本体金属的提前腐蚀。
(4)降低桥塞与井壁的摩擦阻力，减轻桥塞投送过程中的磨损，保持功能完整。
(5)本发明涂层制备工艺简便，性能可靠，涂层材料易降解剥落，产物对储层无伤害等特点。
附图说明
图1为实施例1的产品结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
(1)加工好的桥塞取下密封胶筒，在丙酮中超声清洗10分钟。
(2)放入氧化槽，在桥塞镁铝合金本体表面原位形成氧化膜，电解液温度控制在20℃，氧化膜厚度10μm。
(3)桥塞表面升温至150℃，涂覆15μm的可降解聚氨酯层。
(4)涂覆160μm的聚四氟乙烯层。
所得到的桥塞层结构如图1所示，其中1为聚四氟乙烯层，2为可降解聚合物层，3为氧化膜层，4为桥塞本体。本实施例桥塞在1％KCl溶液中40℃中浸泡48小时，聚合物涂层与桥塞本体结合牢固，无明显剥离现象，桥塞本体外表面无腐蚀，与井筒内壁摩擦系数降低50％以上，在60小时后，桥塞表面涂层开始剥落，本体金属开使发生腐蚀。
实施例2：
(1)加工好的桥塞取下密封胶筒，在丙酮中超声清洗10分钟。
(2)放入氧化槽，在桥塞镁铝合金本体表面原位形成氧化膜，电解液温度控制在32℃，氧化膜厚度15μm。
(3)桥塞表面升温至140℃，涂覆23μm的可降解聚己内酯层。
(4)涂覆195μm的聚四氟乙烯层。
本实施例桥塞在1％KCl溶液中60℃中浸泡50小时，聚合物涂层与桥塞本体结合牢固，无明显剥离现象，桥塞本体外表面无腐蚀，与井筒内壁摩擦系数降低50％以上，在68小时后，桥塞表面涂层开始剥落，本体金属开使发生腐蚀。
实施例3：
(1)加工好的桥塞取下密封胶筒，在丙酮中超声清洗10分钟。
(2)放入氧化槽，在桥塞镁铝合金本体表面原位形成氧化膜，电解液温度控制在26℃，氧化膜厚度45μm。
(3)桥塞表面升温至135℃，涂覆39μm的可降解聚己二酸乙二醇酯层。
(4)涂覆480μm的聚四氟乙烯层。
本实施例桥塞在1％KCl溶液中60℃中浸泡68小时，聚合物涂层与桥塞本体结合牢固，无明显剥离现象，桥塞本体外表面无腐蚀，与井筒内壁摩擦系数降低50％以上，在95小时后，桥塞表面涂层开始剥落，本体金属开使发生腐蚀。
实施例4：
(1)加工好的桥塞取下密封胶筒，在丙酮中超声清洗10分钟。
(2)放入氧化槽，在桥塞镁铝合金本体表面原位形成氧化膜，电解液温度控制在33℃，氧化膜厚度5μm。
(3)桥塞表面升温至130℃，涂覆10μm的可降解聚聚乙醇酸层。
(4)涂覆120μm的聚四氟乙烯层。
本实施例桥塞在1％KCl溶液中60℃中浸泡25小时，聚合物涂层与桥塞本体结合牢固，无明显剥离现象，桥塞本体外表面无腐蚀，与井筒内壁摩擦系数降低50％以上，在40小时后，桥塞表面涂层开始剥落，本体金属开使发生腐蚀。

Claims (7)

1.一种可溶压裂桥塞的表面处理方法，其中，所述方法包括：
(1)将桥塞进行氧化预处理的步骤；
(2)将经过氧化预处理的桥塞表面升温至130～150℃涂覆可降解高分子聚酯材料的步骤，所述可降解高分子聚酯材料选自聚氨酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚己内酯、聚丁二酸酯、聚己二酸乙二醇酯中的一种或几种共混，桥塞表面涂覆的可降解高分子聚酯材料的厚度为5-40μm；
(3)将涂覆了可降解高分子聚酯材料的桥塞喷涂聚四氟乙烯的步骤，桥塞表面喷涂的聚四氟乙烯的厚度为100-500μm。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中氧化预处理的条件包括：电解液温度为20-35℃。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(1)中桥塞表面经过氧化预处理所形成的金属氧化物膜的厚度为1-50μm。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述金属氧化物膜为氧化镁或氧化铝形成的金属氧化物膜。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的方法，其中，在步骤(1)前还包括对桥塞进行清洗的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述对桥塞进行清洗是使用丙酮或无水乙醇对桥塞进行清洗。
7.利用权利要求1～6任意一项所述的方法所处理得到的可溶压裂桥塞。
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