一种相变压裂方法技术

本发明专利技术提供了一种相变压裂方法。该方法包括以下步骤：向地层注入压裂液，以使地层产生裂缝，待产生的裂缝达到预设要求后，停止注入所述压裂液；向所述地层中注入可在预设温度下发生相变反应的相变材料液以及延时生热剂；相变材料液基本注入完毕后，所述延时生热剂发挥生热作用，以使所述相变材料液发生相变，完成相变压裂。本发明专利技术提供的技术方案由于无固相注入，不仅可有效地降低管柱的摩阻；而且，延时生热剂的使用可以有效控制相变反应发生时间和进度，从而获得更好的压裂效果。尤其是对于低温储层，延时生热剂的生热作用大打改善了相变反应的速率，从而使形变材料液可以在预设位置迅速形成固相，缩短相变时间，提高施工成功机率。

A phase change fracturing method

The invention provides a phase change fracturing method. The method comprises the following steps: injecting the fracturing fluid into the formation to cause the formation to crack, stopping injecting the fracturing fluid after the crack has reached the preset requirement, injecting the phase change material liquid and the delayed heat-generating agent which can occur the phase change reaction at the preset temperature into the formation, and basically injecting the phase change material liquid after the completion of the phase change material liquid. The delayed heating agent plays a heating role to cause the phase change material liquid to occur phase change and complete phase change fracturing. The technical scheme provided by the invention can not only effectively reduce the frictional resistance of the pipe string, but also effectively control the time and progress of the phase change reaction by using the delayed heating agent, so as to obtain better fracturing effect. Especially for low-temperature reservoirs, the heat generation of delayed heat-generating agent greatly improves the rate of phase change reaction, so that the deformable material liquid can quickly form solid phase in the preset position, shorten the phase change time, and improve the success rate of construction.

【技术实现步骤摘要】
一种相变压裂方法
本专利技术属于压裂
，具体涉及一种相变压裂方法。
技术介绍
水力压裂技术作为油气井增产、水井增注的主要措施已广泛应用在低渗透油气田的开发中，为油气田的稳产做出了重要贡献。水力压裂过程是通过对目的储层泵注高粘度的前置液，以高压形成裂缝并延展，而后泵注混有支撑剂的携砂液，携砂液可继续延展裂缝，同时携带支撑剂深入裂缝，最后使压裂液破胶降解为低粘度流体流向井底返排而出，在地层中留下一条由支撑剂支撑裂缝壁面所形成的高导流能力的流动通道，以利于油气从远井地层流向井底。自1947年美国进行第1次水力压裂以来，经过60多年的发展，水力压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的发展。如裂缝扩展模型从二维发展到拟三维和全三维；压裂井动态预测模型从电模拟图版和稳态流模型发展到三维三相不稳态模型；压裂液从原油和清水发展到低、中、高温系列齐全的优质、低伤害、具有延迟交联作用的胍胶有机硼“双变”压裂液体系和清洁压裂液体系；支撑剂从天然石英砂发展到中、高强度人造陶粒；压裂设备从小功率水泥车发展到1000型、2000型以及2500型压裂车；单井压裂施工从小规模、低砂液比发展到超大型、高砂液比压裂作业；压裂应用的领域从特定的低渗油气藏发展到特低渗和中高渗油气藏(有时还有防砂压裂)并举。然而从水力压裂技术及其发展上看，目前所有压裂技术都是基于液体压裂液压开裂缝后注入固体支撑剂至水力裂缝后，支撑裂缝保持裂缝张开，从而获得高导流能力的流体通道。2010年斯伦贝谢提出的HIWAY高速通道流动的裂缝导流能力不受支撑剂渗透性的影响，油气并不是从支撑剂充填层通过，而是通过高导流通道流动。但其实现方式需通过对射孔工艺、泵注工艺、泵注设备等严格要求，施工成本高、工艺实施复杂，同样是需要向地层注入支撑剂张开裂缝。常规胍胶压裂液体系与加砂压裂普遍存在以下问题：(1)压裂液如果破胶与返排不彻底，将严重伤害形成的人工裂缝的导流能力以及降低裂缝附近的基质渗透率；(2)面对高温深井，为在高温下保持压裂液的携砂能力，增大胍胶、交联剂等添加剂浓度，导致残渣含量进一步增加，摩阻进一步加大，更加带来了破胶、返排等问题；(3)对于加砂压裂，为追求高导流能力，采用高砂比加砂，易导致砂堵等事故；(4)随着施工后生产时间的延长，陶粒与石英砂等常规支撑剂的嵌入、变形、回流等问题会造成压后导流能力的显著下降，施工有效期被大大缩短。上述问题往往可能会导致裂缝导流能力大大降低，所以，压后试井测得裂缝渗透率常常只能达到实验室的十分之一，甚至百分之一。施工过程中，固相支撑剂的注入很容易造成脱砂、砂堵、注不进等，使得施工不能达到预期效果，甚至造成井筒砂堵。石油工作者为此一直致力于低密度、高强度支撑剂的研究，目的都是为了使支撑剂容易注入。不管是低密度还是高密度支撑剂，都需要从井口向地层注入固相支撑剂，而常规加砂压裂施工过程中的固相支撑剂会出现注入难、难注入等问题。为此，技术人员开发出了可以不使用固相支撑剂的相变压裂方法，但是，在现有的工艺中，由于相变反应的需要在一定温度下进行，而相变材料液在注入地层后温度只能依赖地层温度缓慢升温，导致地面难以有效控制相变反应发生时间和进度，容易导致效果不佳甚至压裂失败。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种相变压裂方法，该方法可以对相变反应的发生或进度进行有效的控制。为达到上述目的，本专利技术提供了一种相变压裂方法，该方法包括以下步骤：向地层注入压裂液，以使地层产生裂缝，待产生的裂缝达到预设要求后，停止注入所述压裂液；向所述地层中注入可在预设温度下发生相变反应的相变材料液以及延时生热剂；相变材料液基本注入完毕后，所述延时生热剂发挥生热作用，以使所述相变材料液发生相变，完成相变压裂。上述相变压裂方法中，一方面，相变材料液可以在地层中发生相变形成固相颗粒，而非相变材料液可以继续流动，这样施工完成后相变材料液形成的自带孔支撑剂本身就具有一定导流能力，非相变材料液可以在地层中形成一定的流动通道，提高裂缝的导流能力。另一方面，延时生热剂是指生热时间有一定延时的生热剂，可以为自身延时的药剂，也可以为通过控制生热反应的触发条件达到延时效果的药剂。对延时的控制，一般是使相变材料液基本进入预设地层后，生热剂开始发挥生热作用。因此，延时生热剂的使用可以有效控制相变反应发生时间和进度，从而获得更好的压裂效果。尤其是对于低温储层，延时生热剂的生热作用大打改善了相变反应的速率，从而使形变材料液可以在预设位置迅速形成固相，缩短相变时间，提高施工成功机率。在上述相变压裂方法中，优选地，所述延时生热剂包含第一生热剂和第二生热剂，所述第二生热试剂能够与所述第一生热试剂发生放热反应；所述延时生热剂发挥生热作用的方式为：通过控制所述第二生热剂与所述第一生热剂的相遇时间，以使所述相变材料液在基本注入完毕后所述延时生热剂发挥生热作用。在上述相变压裂方法中，优选地，所述第一生热试剂包括亚硝酸钠；所述第二生热试剂包括氯化铵溶液、甲酸溶液、甲醛溶液或乙酸溶液。进一步优选地，所述氯化铵溶液、甲酸溶液、甲醛溶液和乙酸溶液的质量百分比浓度为5-10wt％。进一步优选地，所述氯化铵溶液、甲酸溶液、甲醛溶液和乙酸溶液中均可以添加缓蚀剂，缓蚀剂在这些溶液中的质量百分比浓度可以为0.5-1wt％。进一步优选地，所述第一生热剂与第二生热剂的摩尔用量比为0.5-1:1。进一步优选地，所述第一生热剂的用量为相变材料液的0.1-8wt％；优选为1-5wt％。第一生热剂与第二生热剂接触后立即发生放热反应，而伴随放热反应还释放出大量的气体，具有造孔剂的效果。对于生热剂的用量，本领域技术人员可根据实际应用环境进行调节。在上述相变压裂方法中，优选地，在所述向所述地层中注入可在预设温度下发生相变反应的相变材料液以及延时生热剂的步骤中，非相变材料液随所述相变材料液一同注入地层；所述延时生热剂被预先添加于所述非相变材料液。进一步优选地，所述第一生热试剂和所述第二生热试剂的注入过程如下所述：将所述第一生热试剂添加于相变材料液或所述非相变材料液中，使之随所述相变材料液或所述非相变材料液一同注入所述地层中；待相变材料液和非相变材料液基本注入完毕后，向所述地层中注入第二生热试剂(可以为非相变材料液携带)，以使所述相变材料液发生相变，完成相变压裂；其中，所述第二生热试剂能够与所述第一生热试剂发生放热反应。在上述相变压裂方法中，优选地，所述非相变材料液包括压裂液、海水、地层水和地面淡水中的一种或几种的组合，但不限于此。在上述相变压裂方法中，优选地，所述非相变材料液和所述相变材料液的注入体积之比为(0.3-0.7):(0.3-0.7)。所述非相变材料液和所述相变材料液的注入总量可以按照设计的裂缝的尺寸体积计算。在上述相变压裂方法中，优选地，其中，所述相变材料液中含有造孔剂；所述造孔剂包括加热生气造孔型试剂和/或热熔排出造孔型试剂。进一步优选地，所述加热生气造孔型试剂包括偶氮二异丁腈或碳酸氢铵；所述热熔排出造孔型试剂包括固体石蜡、十二醇和庚烷中的一种或几种的组合。在该方案中，相变材料液可以在地层中发生相变形成固相颗粒，而非相变材料液可以继续流动，这样施工完成后相变材料液形成的自带孔支撑剂本身就具有一定导流能力，非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变压裂方法，该方法包括以下步骤：向地层注入压裂液，以使地层产生裂缝，待产生的裂缝达到预设要求后，停止注入所述压裂液；向所述地层中注入可在预设温度下发生相变反应的相变材料液以及延时生热剂；相变材料液基本注入完毕后，所述延时生热剂发挥生热作用，以使所述相变材料液发生相变，完成相变压裂。

【技术特征摘要】
1.一种相变压裂方法，该方法包括以下步骤：向地层注入压裂液，以使地层产生裂缝，待产生的裂缝达到预设要求后，停止注入所述压裂液；向所述地层中注入可在预设温度下发生相变反应的相变材料液以及延时生热剂；相变材料液基本注入完毕后，所述延时生热剂发挥生热作用，以使所述相变材料液发生相变，完成相变压裂。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述延时生热剂包含第一生热剂和第二生热剂，所述第二生热试剂能够与所述第一生热试剂发生放热反应；所述延时生热剂发挥生热作用的方式为：通过控制所述第二生热剂与所述第一生热剂的相遇时间，以使所述相变材料液在基本注入完毕后所述延时生热剂发挥生热作用。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一生热试剂包括亚硝酸钠；所述第二生热试剂包括氯化铵溶液、甲酸溶液、甲醛溶液或乙酸溶液；优选地，所述氯化铵溶液、甲酸溶液、甲醛溶液或乙酸溶液的质量百分比浓度为5-10wt％；进一步优选地，所述第一生热剂与第二生热剂的摩尔用量比为0.5-1:1。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述向所述地层中注入可在预设温度下发生相变反应的相变材料液以及延时生热剂的步骤中，非相变材料液随所述相变材料液一同注入地层；所述延时生热剂被预先添加于所述非相变材料液中。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述非相变材料液和所述相变材料液的注入体积之比为(0.3-0.7):(0.3-0.7)。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相变材料液中含有造孔剂；所述造孔剂包括加热生气造孔型试剂和/或热熔排出造孔型试剂；优选地，所述加热生气造孔型试剂包括偶氮二异丁腈或碳酸氢铵；所述热熔排出造孔型试剂包括固体石蜡、十二醇和庚烷中的一种或几种的组合。7.一种相变压裂方法，该方法包括以下步骤：向地层注入压裂液，以使地层产生裂缝，待产生的裂缝达到预设要求后，停止注入所述压裂液；向所述地层中注入可在预设温度下发生相变反应的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：余东合，张以明，车航，宁萌萌，杜娟，王鹏，杜光焰，裴宇昕，邱守美，王孝超，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11