本發(fā)明屬于石油天然氣井的增產技術領域，具體涉及一種混合型暫堵劑及其施工方法和應用，主要用于在油氣井的壓裂過程中，堵住之前已經壓開的裂縫，以便再開啟新裂縫(為了增加更多的新泄流面積)。

背景技術：

在低滲透油氣藏的開發(fā)過程中，壓裂是主要的增產措施之一，其目的是在低滲透儲層內壓開一條縫，增大泄流面積，提高油氣產量。暫堵轉向壓裂技術是在壓裂過程中實時加入暫堵劑，基于流體遵循向阻力最小方向流動的原則，暫堵劑會隨壓裂液進入與原有裂縫或高滲透層連通的炮眼，在炮眼處和原有裂縫內(或高滲透帶)聚集產生高強度的濾餅橋堵，使后續(xù)壓裂液不能進入原有裂縫和高滲透帶，這必然會在一定程度上升高井底壓力，在一定的水平兩向應力差條件下，產生二次破裂進而改變原有裂縫起裂方位以產生新縫，建立新的高導流能力油氣流通道。

目前油田常用的暫堵劑是纖維和不同大小水溶性顆粒，利用暫堵劑順阻力小的方向優(yōu)先進入和暫堵劑在裂縫內壁面上摩擦積累的原理，堵住老縫，再開啟新縫。如果堵不住，壓裂液順老縫進入而讓老縫延伸，就不可能產生新縫，那么暫堵劑的強度和封堵率就是暫堵轉向壓裂技術的關鍵。

其中，中國發(fā)明專利申請cn103835691a“一種自然選擇甜點暫堵體積壓裂方法”中提出多裂縫的產生方法，在裂縫壓開完成之后，加入高強度水溶性顆粒暫堵劑，來封堵裂縫縫口。中國發(fā)明專利申請cn103615228a“可降解纖維縫內暫堵壓裂工藝”中提到一種可降解纖維與線性膠和支撐劑作為縫內暫堵壓裂液，形成分支縫。中國發(fā)明專利申請cn102020984a“一種低滲透油田縫內轉向壓裂暫堵劑及其制備方法和應用”中提到一種地上交聯型粘彈性顆粒暫堵劑，在炮眼和高滲帶形成濾餅橋堵，最終促使新縫產生。中國發(fā)明專利申請cn102344788a“一種可控破膠的水平井分段壓裂用暫堵劑及其制備方法”中發(fā)明一種地下交聯型粉末或顆粒型暫堵劑，實現水平井段有效封堵，通過膠囊破膠劑實現有效破膠。中國發(fā)明專利申請106350043a“用于暫堵轉向壓裂中的復合暫堵劑和復合暫堵方法”，其包括暫堵劑a(剛性)和暫堵劑b(柔性)，按先后順序注入油井裂縫中，暫堵劑顆粒都是2-20目。

上述暫堵技術基本上是基于暫堵顆?；蚶w維在縫內或縫口(炮眼)摩擦積累(或架橋富集)形成橋堵，而積累或富集是一個模糊過程，既無法確定暫堵時機和位置，也因有暫堵劑流失問題，導致通過積累形成暫堵的厚度不能確定，那么暫堵的強度和效果就難以保證，同時，還存在暫堵劑的流失浪費問題和暫堵后在后續(xù)壓裂液里剩余問題，從而影響后續(xù)壓裂開新縫。另外，傳統(tǒng)上的暫堵壓裂技術基本上是根據地面施工壓力的變化來確定暫堵劑的加量，那么在地面上就要提前超量預備，也必然會多加，就可能會浪費一部分。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發(fā)明提供一種混合型暫堵劑，其能有效控制暫堵時機、位置和強度，形成更有效地封堵。

本發(fā)明還提供一種暫堵劑混合物，其可以控制暫堵時機、位置和強度，可以形成更有效地封堵。

本發(fā)明還提供一種暫堵方法，其在暫堵轉向壓裂過程中，可以控制暫堵時機、位置和強度，形成更有效地封堵。

本發(fā)明還提供一種混合型暫堵劑、暫堵劑混合物、暫堵方法的應用，其在暫堵轉向壓裂過程中，可以控制暫堵時機、位置和強度，形成更有效地封堵。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術方案包括：

一種混合型暫堵劑，其包括如下重量份的組分：

水溶性高分子聚合物1～9，

砂子3～29，

可溶或可降解的纖維0～19。

優(yōu)選地，可溶或可降解的纖維0.5～19。本發(fā)明的混合型暫堵劑可以制成干固狀(各組分可以混裝或分裝)，使用時，可以將各組分的混合物加入到攜帶液中混合，形成凝膠，由于凝膠的初始粘度較低，隨著混合時間的增加，其粘度逐漸增大，因此，其不僅暫堵的時機和位置可以控制，而且，其沒有暫堵劑的流失浪費和剩余，厚度和強度也可以保證，另外，其中的砂子和纖維又可以增加凝膠體的粘結力和摩擦阻力，有助于增加凝膠體的強度和移動難度，最終形成具有很強封堵能力的凝膠混合體，同時，暫堵溶解之后，其中的砂子又可以保留下來支撐裂縫用。

在本發(fā)明一種混合型暫堵劑的實施例中，其中，水溶性高分子聚合物為丙烯酰胺共聚物中的一種或多種。

例如，水溶性高分子聚合物為聚丙烯酰胺，較佳的，其分子量在1100～2500萬?？梢酝ㄟ^控制其濃度來調節(jié)其達到一定粘度所需要的時間。

較佳的，水溶性高分子聚合物為聚丙烯酰胺和/或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。

當為聚丙烯酰胺與2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的混合物時，所述聚丙烯酰胺與2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸比例為2.5:1.3～2.8:1.5。

聚丙烯酰胺與2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸混合使用時，具有水溶性好、增粘性好、熱增粘的特性，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸具有助凝效果。

在本發(fā)明一種混合型暫堵劑的實施例中，其中，砂子為石英砂和/或陶粒砂，粒徑為0.25～8毫米。

較佳的，砂子為石英砂和/或陶粒砂，粒徑為0.45～3.75毫米。

較佳的，砂子為粒徑不同的石英砂和/或陶粒砂。

例如，6.7～8毫米石英砂20wt％、4.75～6.7毫米陶粒砂15wt％、3.35～4.75毫米陶粒砂12wt％、1.7～3.35毫米石英砂18wt％、0.71～1.7毫米陶粒砂20wt％、0.45～0.71毫米石英砂15wt％?；蛘?.35～4.75毫米石英砂22wt％、1.7～3.35毫米陶粒砂28wt％、0.71～1.7毫米石英砂30wt％、0.45～0.71毫米陶粒砂20wt％。

在本發(fā)明一種混合型暫堵劑的實施例中，其中，較佳的，可溶或可降解的纖維的重量份為0.8～7，其中，所述可溶或可降解的纖維包括聚乙烯醇纖維、改性聚酯纖維、聚氨酯纖維中的一種或多種。

較佳的，所述聚乙烯醇纖維、改性聚酯纖維和聚氨酯纖維按重量比為1.7:0.5:3.2添加。添加可溶或可降解的纖維一方面可以提高纖維支撐劑的暫堵性能從而極大的提高了暫堵層的強度，另一方面有利于預防砂子的回流返吐。

較佳的，所述可溶或可降解的纖維的長度為2～12毫米。

較佳的，長度為4±0.5毫米的纖維占比為55～75wt％。最佳的，長度為4±0.5毫米的纖維占比為55～75wt％，3.5毫米以下的占5～10wt％，9～11毫米的占10～15wt％。

其中，可溶或可降解的纖維有60℃以上開始溶解的，有90℃以上開始溶解的，其溶解率和地下溫度和時間有關，完全溶解(溶解率大于80％)時間一般大于25分鐘。

一種暫堵劑混合物，其包括上述任一種混合型暫堵劑以及攜帶液，所述攜帶液的重量份為10～100。

其中，攜帶液為粘度低于100毫帕秒的不交聯壓裂液。

較佳的，攜帶液為黃原膠壓裂液和/或香豆膠壓裂液。

較佳的，黃原膠和/或香豆膠在所述攜帶液中的質量濃度為0.1～0.7％。

進一步，上述攜帶液中含有吐溫-20、異戊醇、羥乙基纖維素和硼氫化鈉。優(yōu)選地，所述吐溫-20、異戊醇、羥乙基纖維素和硼氫化鈉在所述攜帶液中的質量濃度分別為0.03～0.1％、0.002～0.006％、0.01～0.09％、0.001～0.005％。

本發(fā)明中研究發(fā)現，在攜帶液中添加有吐溫-20、異戊醇、羥乙基纖維素、硼氫化鈉后，能夠大大提高了暫堵劑混合物的使用率和重復壓裂成功率，起到有效封堵的作用。

進一步，上述攜帶液中含氯化鉀、水楊酸鈉，優(yōu)選地，所述氯化鉀和水楊酸鈉在所述攜帶液中的質量濃度為0.01～0.1％、0.005～0.01％。

加入氯化鉀和水楊酸鹽使攜帶液更加穩(wěn)定，用于配置暫堵劑進一步提高封堵強度。

一種暫堵方法，其包括如下步驟：

s1、準備預定量的上述任一種暫堵劑混合物；

s2、將步驟s1中準備的暫堵劑混合物混合后加入井筒；

s3、繼續(xù)注入頂替液將所述暫堵劑混合物頂替到井下儲層裂縫的縫口或縫內的預定位置；

s4、根據井筒液量，通過調節(jié)泵注速度或排量，控制暫堵劑混合物在縫內預定位置凝結所需要的時間，使得暫堵劑混合物在預定位置凝結；

s5、所述暫堵劑混合物在預定位置凝結后，暫堵完成；

s6、暫堵完成后，半小時之內就可開始提排量壓裂開新縫。

本發(fā)明的暫堵劑混合物在配成后即處于粘度逐漸增加的過程，隨著泵注速度放慢暫停，使得暫堵劑混合物可以在預定時機、位置進一步凝結，形成最終的高強度凝膠混合體，因此，不存在暫堵劑混合物的流失浪費問題，使得其暫堵時間、位置和厚度可控，有利于簡化施工、保證封堵強度，同時，在施工開始之前，即可預判所需的暫堵劑混合物用量，還消除了暫堵劑混合物剩余的問題。

步驟s1中，暫堵劑混合物的預定量為計算得到的。

較佳的，根據需要封堵位置的縫高、縫寬和需要封堵的厚度計算得到暫堵劑混合物的預定量；

步驟s3中，預定位置是指地下儲層裂縫的縫口或縫內，可通過調整頂替液用量控制暫堵位置。在具體實施中，步驟s1中的暫堵劑混合物是將上述任一種混合型暫堵劑按比例加入到攜帶液中混合而成的。

較佳的，水溶性高分子聚合物、砂子和纖維按比例混合后加入到攜帶液中。

其中，當預定位置為地下儲層裂縫的縫口時，頂替液用量等于井筒液量；當預定位置為地下儲層裂縫的縫內，頂替液用量大于井筒液量，并根據縫內位置選擇頂替液用量。

上述任一種混合型暫堵劑、暫堵劑混合物、暫堵方法在直井分層壓裂、水平井分段壓裂或老井重復壓裂中的應用。

(三)有益效果

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的混合型暫堵劑可以制成干固狀(上述組分可以混裝或分裝)攜帶、運輸方便，使用時，可以將各組分的混合物加入到攜帶液中，形成凝膠狀暫堵劑混合物。由于凝膠狀暫堵劑混合物的初始粘度較低，隨著配成時間的增加，其粘度逐漸增大，因此，其不僅暫堵的時機和位置可以控制，而且，其沒有暫堵劑的流失浪費和剩余，厚度和強度也可以保證。另外，其中的砂子和纖維又可以增加凝膠體的粘結力和摩擦阻力，有助于增加凝膠體的強度和移動難度，最終形成具有很強封堵能力的凝膠混合體，同時，暫堵溶解之后，其中的砂子又可以保留下來支撐裂縫用。

具體實施方式

本發(fā)明的混合型暫堵劑和攜帶液可分開包裝，攜帶、運輸方便，使用便捷，只要將混合型暫堵劑加入攜帶液即可配置成暫堵劑混合物，其初始粘度較低，隨著混合時間的增加，其粘度逐漸增大，因此，可有效控制暫堵的時機和暫堵位置，而且，使用過程中沒有暫堵劑的流失浪費和剩余，厚度和強度也可以有效保證，利于簡化施工，節(jié)約成本。

為了更好的解釋本發(fā)明，以便于理解，下面通過具體實施例，對本發(fā)明作詳細描述。

實施例1～5(以井下裂縫是井筒兩邊對稱的兩條縫，井下要堵的裂縫高度是50米，裂縫寬度是10毫米，預定封堵厚度2米為例)。

實施例1

準備100kg的pam(聚丙烯酰胺，pam，分子量為1600萬)、200kg的砂子和30kg的聚乙烯醇纖維，在混砂車上將這兩種材料混合后同時均勻倒入2噸不交聯的0.5％黃原膠壓裂液中，形成初始粘度90毫帕秒的凝膠混合體1，然后將其頂替進入到裂縫口，凝膠混合體在縫口形成2米厚的暫堵墻。

其中，砂子為粒徑1～5毫米的石英砂。

其中，聚乙烯醇纖維長度為2～12毫米，其中，4±0.5毫米的占55wt％，3.5以下的占10wt％，9～11毫米的占15wt％，余下為4.5～9毫米和11～12毫米。

不交聯的0.5％黃原膠壓裂液為質量百分比為0.5％的黃原膠水溶液。檢測上述暫堵劑混合物的粘度變化如下表1。

表1

檢測結果顯示，本發(fā)明的暫堵劑混合物隨著時間的延長粘度逐漸增大，直至封堵(在較高溫度下粘度增加速度加快)，由于其是依據配成時間成堵，因此，可通過控制時間和注入速度來控制其封堵位置，既避免了現有暫堵技術下依靠積累或富集成堵的不可控缺陷，又可以適量預制暫堵劑混合物，避免出現流失或剩余導致的浪費，通過填砂炮眼模型測得封堵后的耐壓強度為45mpa/m，足夠用于后續(xù)的壓裂施工開新縫，也就是說，本發(fā)明可以100％成堵，而無需依靠地面施工壓力檢測來確定是否成堵，施工方便快捷；而隨著時間的進一步延長，其粘度逐漸降低，直至解堵(在破膠劑的作用下粘度下降速度加快)，因此，其解堵時間亦是可預估的，其既可以自然、徹底解堵，不傷害地層，也可以配合使用破膠劑控制解堵時間；另外砂子還可以支撐裂縫用，一舉多得。

實施例2

準備20kg的amps(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)、60kg的砂子和328kg的改性聚酯纖維，在混砂車上將這三種材料混合后同時均勻倒入2噸不交聯的0.5％香豆膠壓裂液中，形成初始粘度90毫帕秒的凝膠混合體2，然后將其頂替進入到裂縫內50米，凝膠混合體暫停在縫內50米形成2米厚的暫堵墻。

其中，砂子為粒徑0.25～8毫米的石英砂+陶粒砂，其中，6.7～8毫米石英砂20wt％、4.75～6.7毫米陶粒砂15wt％、3.35～4.75毫米陶粒砂12wt％、1.7～3.35毫米石英砂18wt％、0.71～1.7毫米陶粒砂20wt％、0.25～0.71毫米石英砂15wt％。

其中，改性聚酯纖維長度為2～12毫米，其中，4±0.5毫米的占60wt％，3.5毫米以下的占6.2wt％，9～11毫米的占10wt％，余下為4.5～9毫米和11～12毫米。

其中，不交聯的0.5％香豆膠壓裂液為質量濃度為0.5％香豆膠水溶液。檢測上述暫堵劑混合物的粘度變化如下表2。

表2

檢測結果顯示暫堵劑混合物的粘度變化趨勢相同，暫堵劑的耐壓強度40mpa/m，足夠用于后續(xù)的壓裂施工開新縫。

實施例3

準備180kg的pam+amps、340kg的砂子和230kg的聚氨酯纖維，在混砂車上將這三種材料混合后同時均勻倒入2噸不交聯的0.45％黃原膠壓裂液中，形成初始粘度85毫帕秒的凝膠混合體3，然后將其頂替進入到裂縫內30米，凝膠混合體在縫口形成超過2米厚的暫堵墻。

其中，pam與amps的重量比為2.5:1.3，pam的分子量1700萬。

其中，砂子為粒徑0.45～4.75毫米的石英砂+陶粒砂，其中，3.35～4.75毫米石英砂22wt％、1.7～3.35毫米陶粒砂28wt％、0.71～1.7毫米石英砂30wt％、0.45～0.71毫米陶粒砂20wt％。

其中，聚氨酯纖維長度為2～12毫米，其中，4±0.5毫米的占65wt％，3.5毫米以下的占8.6wt％，9～11毫米的占11.3wt％。

不交聯的0.45％黃原膠壓裂液可采用質量百分比為0.45％的黃原膠水溶液。

檢測上述暫堵劑混合物的粘度變化如下表3。

表3

檢測結果顯示暫堵劑混合物的粘度變化趨勢相同，暫堵劑的耐壓強度為48mpa/m，足夠用于后續(xù)的壓裂施工開新縫。

實施例4

準備60kg的pam(分子量為2500萬)、460kg的砂子和380kg的聚乙烯醇和改性聚酯纖維，在混砂車上將這三種材料混合后同時均勻倒入2噸不交聯的壓裂液中，形成初始粘度95毫帕秒的凝膠混合體4，然后將其頂替進入到裂縫口，凝膠混合體暫停在縫口形成超過2米厚的暫堵墻。

其中，砂子為粒徑1～6.5毫米的石英砂。

不交聯的壓裂液可采用含有質量百分比為0.25％的香豆膠、體積比為0.03％的吐溫-20、0.005％的異戊醇、0.05％的羥乙基纖維素0.003％硼氫化鈉的水溶液。其中，吐溫-20、異戊醇、羥乙基纖維素、硼氫化鈉的加入大大提高了暫堵劑混合物的使用率和重復壓裂成功率，起到有效封堵的作用。

其中，聚乙烯醇和改性聚酯纖維重量比為2.8:1.5，長度為2～12毫米，其中，4±0.5毫米的占70wt％，以下的占7.5wt％，9～11毫米的占12wt％。

檢測上述暫堵劑混合物的粘度變化如下表4。

表4

檢測結果顯示暫堵劑混合物的粘度變化趨勢相同，暫堵劑的耐壓強度為49mpa/m，足夠用于后續(xù)的壓裂施工開新縫。

實施例5

準備140kg的amps、580kg的砂子和110kg的聚乙烯醇纖維、改性聚酯纖維和聚氨酯纖維，在混砂車上將這幾種材料混合后同時均勻倒入2噸不交聯的0.45％黃原膠混合0.3％香豆膠壓裂液中，形成初始粘度95毫帕秒的凝膠混合體5，然后將其頂替進入到裂縫，凝膠混合體在縫口形成超過2米厚的暫堵墻。

其中，砂子為粒徑0.5～5毫米的陶粒砂和石英砂各占一半。

其中，聚乙烯醇纖維、改性聚酯纖維和聚氨酯纖維重量比為1.7:0.5:3.2，長度為2～12毫米，其中，4±0.5毫米的占75wt％，3.5以下的占5wt％，9～11毫米的占13.4wt％。

不交聯的0.45％黃原膠混合0.3％香豆膠壓裂液可采用質量百分比為0.45％黃原膠混合0.3％香豆膠的水溶液。

檢測上述暫堵劑混合物的粘度變化如下表5。

表5

檢測結果顯示暫堵劑混合物的粘度變化趨勢相同，暫堵劑的耐壓強度為43mpa/m，足夠用于后續(xù)的壓裂施工開新縫。

實施例6

本實施例是在實施例4的基礎上，攜帶液的組分做了進一步的改進，增加有和水楊酸鹽在所述攜帶液中的質量濃度為0.05％的氯化鉀、0.005％水楊酸鹽獲得凝膠混合體6。加入氯化鉀和水楊酸鹽使攜帶液更加穩(wěn)定，用于配置暫堵劑進一步提高封堵強度。檢測上述凝膠混合體6的粘度變化如下表6。

表6

檢測結果顯示暫堵劑混合物的粘度變化趨勢相同，暫堵劑的耐壓強度為50mpa/m，足夠用于后續(xù)的壓裂施工開新縫。

由于本發(fā)明的暫堵劑混合物在注入的過程中粘度逐漸增大，通?？刂破湓谡扯冗_到300毫帕秒之前到達預定封堵位置，既可以避免粘度過大難以注入，又可以避免粘度過小時在預定封堵位置流失。

綜上所述，本發(fā)明的混合型暫堵劑由水溶性高分子聚合物(聚丙烯酰胺類)和不同大小石英砂(或陶粒砂)和可溶或可降解的纖維(聚乙烯醇等)組成，在井口混砂車上混合后，由不交聯的壓裂液(如黃原膠壓裂液)攜帶進入井下地層裂縫縫口或縫內，然后形成封堵能力很強(耐壓強度40mpa/m以上)的凝膠混合體，封堵成功率100％，封堵強度足夠后續(xù)壓裂施工開新縫。也就是說，本發(fā)明利用水溶性聚合物形成凝膠，凝膠的粘度一開始比較低(通常低于100毫帕秒)，10分鐘左右能達到300毫帕秒左右，凝膠里不同顆粒大小的砂子和纖維可以有效增加凝膠體的強度和移動難度(粘結力和摩擦阻力)，最終可以在預定時間得到強度足夠的暫堵墻。

因為本發(fā)明的暫堵劑混合物從一開始注入到進入裂縫就是粘度逐步增加的凝膠混合體，所以，與現有的暫堵技術相比，就沒有暫堵劑的流失浪費和剩余問題，也就能保證暫堵劑停留在縫內或縫口等預定位置的厚度，達到足夠的厚度時，其強度也可以達到封堵要求。

本發(fā)明創(chuàng)造性地在凝膠里加砂子和纖維，取得了預料不到的技術效果，其封堵性能顯著提高，尤其是，與現有技術靠摩擦積累富集形成橋堵的原理不同，本發(fā)明是將暫堵劑和壓裂液混合后形成凝膠混合體進入到裂縫某一部位，不會流失和剩余，克服了現有技術有流失和剩余浪費，保證不了厚度的缺陷，而且，通過調節(jié)泵注速度(排量)，可以控制暫堵劑混合物在縫內預定位置凝結所需要的時間，可以讓暫堵劑混合體的粘度進一步增大，進一步粘結，最終得到的混合體強度增大，增加封堵能力，而且，由于本發(fā)明中暫堵劑的加量是根據要堵的裂縫高度來定的，不需要觀察井口壓力，施工前就可以定量，克服了現有技術中需要根據井口壓力來判斷是否起堵(即排量不變的情況下，如果井口壓力上升了，就判斷暫堵劑在縫內或縫口積累起堵了，就停止加暫堵劑)，不得不多準備暫堵劑而導致浪費的缺陷，同時，本發(fā)明形成暫堵墻的凝膠混合體，其中的凝膠和纖維在地層溫度作用下，隨時間會逐步溶解直至完全溶解，而其中的砂子就留下來作為支撐劑支撐裂縫。