專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低滲透油田縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂暫堵劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于低滲透油田儲(chǔ)層重復(fù)壓裂改造的縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂暫堵劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
低滲透油田通常采用常規(guī)重復(fù)壓裂技術(shù)挖掘地層潛力、提高油井單井產(chǎn)量，該 技術(shù)主要是向地層重新加入一定量支撐劑，在原裂縫內(nèi)實(shí)現(xiàn)支撐劑的重新鋪置，提高裂 縫導(dǎo)流能力，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的目的。該技術(shù)在增產(chǎn)的同時(shí)仍存在一定的局限其一，對(duì)于地 層能量偏高、有注水見(jiàn)效史的井實(shí)施常規(guī)重復(fù)壓裂技術(shù)，導(dǎo)致人工裂縫的過(guò)度延伸，最 終造成重復(fù)壓裂后油井含水上升過(guò)快；其二，對(duì)于處在注采井網(wǎng)中水線(xiàn)方向的低產(chǎn)低效 井，為了避免人工裂縫沿水線(xiàn)方向的過(guò)度延伸，常規(guī)重復(fù)壓裂通常規(guī)模較小，壓裂沒(méi)有 形成新的泄油區(qū)，壓裂效果較差；其三，對(duì)于處在油藏邊部的油井，由于沒(méi)有完善的注 采井網(wǎng)，沒(méi)有建立合理的注采關(guān)系，地層能量保持水平較低，造成常規(guī)重復(fù)壓裂效果較 差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一種固體小顆粒暫堵劑，向地層加入適量的這種粘彈性的 固體小顆粒暫堵劑，流體流動(dòng)遵循向阻力最小方向流動(dòng)的原則，暫堵劑顆粒進(jìn)入井筒的 炮眼，部分進(jìn)入地層中的裂縫或高滲透層，在炮眼和高滲透帶產(chǎn)生濾餅橋堵，形成高于 裂縫破裂壓力的壓差值，使后續(xù)工作液不能向裂縫和高滲透帶進(jìn)入，從而壓裂液進(jìn)入高 應(yīng)力區(qū)或者新裂縫層，促使新縫的產(chǎn)生和支撐劑的鋪置變化。溝通未被動(dòng)用泄油區(qū)，達(dá) 到增產(chǎn)的目的。本發(fā)明所述的這種粘彈性的固體小顆粒暫堵劑外觀(guān)為棕黑色或黑色不規(guī)則固體 顆粒，粒徑5-8mm，由一定比例的骨膠粉、苯甲酸、改性淀粉、羥乙基纖維素、含F(xiàn)表 面活性劑、交聯(lián)劑、過(guò)硫酸銨、聚氧乙烯二丙烯酸酯在高溫高壓條件下通過(guò)引發(fā)劑的作 用交聯(lián)反應(yīng)以及物理法的勢(shì)能活化成膠，形成交聯(lián)體形結(jié)構(gòu)的高分子，然后經(jīng)過(guò)造粒、 上油、烘干工藝而成，具有突破壓力高、能溶于水、耐鹽性能好、較好的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 等特點(diǎn)。制備工藝條件為溫度80°C、壓力1.2Mpa，骨膠粉、苯甲酸、改性淀粉、羥 乙基纖維素、含F(xiàn)表面活性劑(全氟烷基丙烯酸酯)、交聯(lián)劑(硼砂)的質(zhì)量配比為 92% 0.2% 5% 1.3% 1.0% 0.5%；聚氧乙烯二丙烯酸酯分子中氧乙烯鏈節(jié)數(shù)優(yōu) 選5 10，濃度為5 lOOmg/L ；聚氧乙烯二丙烯酸酯是一種擴(kuò)鏈劑，少量加入可以提 高共聚物的分子量，保證所形成的暫堵劑在注入過(guò)程中具有良好的轉(zhuǎn)向、降濾失能力； 而由聚氧乙烯二丙烯酸酯擴(kuò)鏈形成的高分子，其酯鍵會(huì)分解，溫度越高，分解越快，該 特點(diǎn)使得暫堵劑能溶于水，有利于返排。引發(fā)劑優(yōu)選過(guò)硫酸銨、甲醛或次硫酸氫鈉，濃 度為 100 500mg/L。
向地層加入量的確定
裂縫延伸控制劑的用量與承受的壓降、流體粘度、濾餅強(qiáng)度等有關(guān)。
Rcake = Δ pcake/ μ u ake = Δ pcake/ μ u(1)
式中Rcake——濾餅阻力，m_l ；
Δρ—濾餅兩側(cè)的壓降；μ——攜帶液粘度；U——流過(guò)濾餅的面積流量。
定義一特定的濾餅阻力α，單位為m/kg
α = 1/ P div (ι- Φ cake) Kcake(2)
由這一公式可求出通過(guò)濾餅的壓降
Δ P = α μ ucdiv P divV/A(3)
式中P div——轉(zhuǎn)向顆粒的密度，lcg/m3; Φ cake——濾餅的孔隙度；
Kcake——濾餅滲透率；
cdiv——轉(zhuǎn)向顆粒的濃度，m3顆粒/m3溶液；
V—注入轉(zhuǎn)向液的總體積；A——濾餅的表面積。
通過(guò)濾餅的Darcy定律可得式(3)
Δ ρ = μ lu/Kcake(4)
濾餅厚度1與注入劑的液量關(guān)系為1 = CdivV/(1-Φ cake) A (5)
結(jié)合式⑵定義的α則得出通過(guò)濾餅的壓降的表達(dá)式(3)。濾餅阻力Rcake和 特定的濾餅阻力α的關(guān)系為
Rcake = α cdiv P divV/A(6)
Rcake = Δ pcake/μ u(1)
式中Rcake——濾餅阻力，m_l ；
Δ ρ—濾餅兩側(cè)的壓降；
μ——攜帶液粘度；
u——流過(guò)濾餅的面積流量。
濾餅的增長(zhǎng)的方程式
d P aj/dt =231 Kjhj Δ P/μ [In (re/rw) +Sj+2 π KjhjRcakej/A] X c，div/Aj。
2006-2008年在靖安、吳起、油房莊等油田實(shí)施了 32 口井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，油井平均 單井日增油1.86t，累計(jì)增油達(dá)到了 6i^8.43t，取得了較好的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果。
低滲透油田縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂暫堵劑性能
1)暫堵劑溶脹性和溶解性評(píng)價(jià)暫堵劑的體積隨著時(shí)間的增加先變大，最大的 膨脹比為1.33，達(dá)到高的吸附能力。經(jīng)過(guò)8小時(shí)溶解后，暫堵劑可完全溶解。
幻暫堵劑抗溫穩(wěn)定性評(píng)價(jià)根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，溫度對(duì)暫堵劑樣品的膨脹倍比 影響較小，抗溫穩(wěn)定性好。
幻暫堵劑與壁面的粘附性評(píng)價(jià)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，暫堵劑在20-30η ι內(nèi)能夠起 粘，粘附性穩(wěn)定。
4)暫堵劑變形伸長(zhǎng)能力評(píng)價(jià)暫堵劑最大伸長(zhǎng)率為64%，承壓伸長(zhǎng)性能較好， 韌性較好。
5)暫堵劑封堵強(qiáng)度評(píng)價(jià)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定，暫堵劑的突破壓力梯度達(dá)到30.0MPa/ mD
6)暫堵劑返排性能評(píng)價(jià)暫堵劑樣品在60°C條件下完全溶解后的粘度值為 35mPa.s,在壓裂液的攜帶作用下，完全能夠返排出來(lái)。


圖1長(zhǎng)慶油田柳91-26井施工曲線(xiàn)圖。圖2長(zhǎng)慶油田柳91-26井施工曲線(xiàn)圖。
圖3井底壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曲線(xiàn)圖。圖4產(chǎn)量曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1制備暫堵劑制備工藝條件為溫度80°C、壓力1.2Mpa，原料骨膠粉、苯甲酸、改性淀粉、羥乙基纖維素、含F(xiàn)表面活性劑(全氟烷基 丙烯酸酯)、交聯(lián)劑(硼砂)，聚氧乙烯二丙烯酸酯(聚氧乙烯二丙烯酸酯分子中氧乙烯 鏈節(jié)數(shù)優(yōu)選5 10)，引發(fā)劑(過(guò)硫酸銨)。制備過(guò)程將骨膠粉、苯甲酸、改性淀粉、羥乙基纖維素、 含F(xiàn)表面活性劑(全氟烷基丙烯酸酯)、交聯(lián)劑(硼砂)按質(zhì)量配比為 92% 0.2% 5% 1.3% 1.0% 0.5%混合；加入適量聚氧乙烯二丙烯酸酯(聚氧乙 烯二丙烯酸酯分子中氧乙烯鏈節(jié)數(shù)優(yōu)選5 10，濃度為5 lOOmg/L)和引發(fā)劑(過(guò)硫酸 銨，濃度為100 500mg/L)，在溫度80°C、壓力1.2Mpa條件下反應(yīng)成膠，然后經(jīng)過(guò)造 粒、上油、烘干。長(zhǎng)慶油田柳91-26井①目的層基本數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種低滲透油田縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂劑的制備方法，其特征在于將骨膠粉、 苯甲酸、改性淀粉、羥乙基纖維素、含F(xiàn)表面活性劑、交聯(lián)劑按質(zhì)量配比為 92% 0.2% 5% 1.3% 1.0% 0.5%混合；加入聚氧乙烯二丙烯酸酯，濃度為5 100mg/L和引發(fā)劑濃度為100 500mg/L，在溫度80°C、壓力1.2Mpa條件下反應(yīng)成膠， 然后經(jīng)過(guò)造粒、上油、烘干而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透油田縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂劑的制備方法，其特征在于 聚氧乙烯二丙烯酸酯分子中氧乙烯鏈節(jié)數(shù)為5 10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透油田縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂劑的制備方法，其特征在于 含F(xiàn)表面活性劑為全氟烷基丙烯酸酯；交聯(lián)劑為硼砂；引發(fā)劑為硫酸銨、甲醛或次硫酸 氫鈉。
4.一種低滲透油田縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂劑，其特征在于它是根據(jù)權(quán)利要求1所述的低滲 透油田縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂劑的制備方法制備而成。
5.—種權(quán)利要求4所述的低滲透油田縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂劑的應(yīng)用，其特征在于向地層 加入暫堵劑，流體流動(dòng)遵循向阻力最小方向流動(dòng)的原則，暫堵劑顆粒進(jìn)入井筒的炮眼， 部分進(jìn)入地層中的裂縫或高滲透層，在炮眼和高滲透帶產(chǎn)生濾餅橋堵，形成高于裂縫破 裂壓力的壓差值，使后續(xù)工作液不能向裂縫和高滲透帶進(jìn)入，從而壓裂液進(jìn)入高應(yīng)力區(qū) 或者新裂縫層，促使新縫的產(chǎn)生和支撐劑的鋪置變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低滲透油田縫內(nèi)轉(zhuǎn)向壓裂暫堵劑及其制備方法和應(yīng)用；將骨膠粉、苯甲酸、改性淀粉、羥乙基纖維素、含F(xiàn)表面活性劑、交聯(lián)劑按質(zhì)量配比為92％∶0.2％∶5％∶1.3％∶1.0％∶0.5％混合；加入聚氧乙烯二丙烯酸酯，濃度為5～100mg/L和引發(fā)劑濃度為100～500mg/L，在溫度80℃、壓力1.2MPa條件下反應(yīng)成膠，然后經(jīng)過(guò)造粒、上油、烘干而成；最大的膨脹比為1.33，抗溫穩(wěn)定性好，粘附性穩(wěn)定，最大伸長(zhǎng)率為64％，突破壓力梯度達(dá)到30.0MPa/m，在60℃完全溶解后的粘度值為35mPa.s，在壓裂液的攜帶作用下，完全能夠返排出來(lái)。
文檔編號(hào)C09K8/80GK102020984SQ20091009209
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者吳濤, 徐創(chuàng)朝, 李長(zhǎng)忠, 杜向前, 紀(jì)鳳勇, 路勇 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司