用于暂堵转向压裂中的复合暂堵剂和复合暂堵方法技术

本发明专利技术提供了一种用于暂堵转向压裂中的复合暂堵剂，其包括暂堵剂a和暂堵剂b，所述暂堵剂a选自刚性暂堵剂，所述暂堵剂b选自膨胀性暂堵剂。本发明专利技术还提供了一种在油田转向压裂中使用的复合暂堵方法，包括将暂堵剂a和暂堵剂b按先后顺序注入油井裂缝中。本发明专利技术通过选用刚性暂堵剂和膨胀型暂堵剂，将其巧妙地搭配使用，大大提高了暂堵剂的使用效率和重复压裂成功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油天然气增产
，具体涉及在暂堵转向压裂中使用的复合暂堵剂，以及一种复合暂堵方法。
技术介绍
目前油田压裂用暂堵剂主要有水溶性颗粒暂堵剂和纤维型暂堵剂，水溶性颗粒暂堵剂分为可膨胀和不可膨胀型。除有一些报道颗粒暂堵剂与纤维型暂堵剂复合使用外，暂堵剂多为单一使用。中国专利申请CN103835691中提出多裂缝的产生方法，在裂缝压开完成之后，加入高强度水溶性颗粒暂堵剂，来封堵裂缝的缝口，直到完成预设的裂缝条数。中国专利申请CN103615228中提到一种可降解纤维与线性胶和支撑剂作为缝内暂堵压裂液，形成分支裂缝。中国专利申请CN102020984中提到一种地上交联型粘弹性颗粒暂堵剂，在炮眼和高渗透带形成滤饼桥堵，最终促使新缝产生。中国专利申请CN102344788中专利技术一种地下交联型粉末或颗粒型暂堵剂，实现水平井段有效封堵，通过胶囊型破胶剂实现可控破胶。上述现有技术中多为使用单一的暂堵剂或者暂堵剂混合物来进行暂堵转向。然而，通过试验发现，当只有一种颗粒暂堵剂或纤维暂堵剂时，难以同时起到架桥富集和形成致密封堵层的作用。如仅使用非膨胀颗粒暂堵剂，难以形成致密封堵层；如仅使用可膨胀颗粒，因其柔软难以架桥富集。因此，开发具有提高的暂堵效果的暂堵剂和暂堵方法，对于石油开采而言是急需的、具有重要意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够提高油田开采中的暂堵有效性的复合暂堵剂以及使用该复合暂堵剂的复合暂堵方法。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于暂堵转向压裂中的复合暂堵剂，其包括暂堵剂a和暂堵剂b，所述暂堵剂a选自刚性暂堵剂，所述暂堵剂b选自膨胀型暂堵剂。本专利技术提供的复合暂堵剂也可以理解为包括暂堵剂a和暂堵剂b的暂堵剂包。所述膨胀型暂堵剂是指遇水能够发生膨胀的暂堵剂材料。在本专利技术中，优选所述膨胀型暂堵剂在水中在2h内膨胀2-10倍，优选3-6倍。所述刚性暂堵剂相对于膨胀型暂堵剂而言，一般指非膨胀型暂堵剂。如前所述，现有技术中使用单一的暂堵剂，或者一次性加入式暂堵剂，往往难以同时起到架桥富集和形成致密封堵层的作用。本专利技术通过非膨胀型颗粒暂堵剂和膨胀型颗粒暂堵剂的复配应用来实现高效暂堵的目的。其中，暂堵剂a起到架桥富集的作用，而暂堵剂b则可以在暂堵剂a形成架桥的基础上进一步封堵形成致密封堵层，从而提高暂堵的有效性。根据本专利技术，所述暂堵剂a可以选自可溶性丙烯酸树脂、明胶、磺化沥青、磺化木质素、磺化褐煤、聚乙烯醇和聚酯酰胺中的一种或多种，优选明胶、磺化沥青和可溶性丙烯酸树脂中的至少一种，更优选可溶性丙烯酸树脂。适用作暂堵剂a的前述供选材料可以自制或者商购。根据本专利技术，所述暂堵剂b可以选自羧甲基淀粉、部分水解聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素与丙烯酰胺的共聚物、羟乙基纤维素与丙烯酰胺的共聚物中的一种或多种，优选部分水解聚丙烯酰胺和/或羧甲基纤维素与丙烯酰胺的共聚物，更优选部分水解聚丙烯酰胺。其中，所述羧甲基纤维素优选高取代度羧甲基纤维素。适用作暂堵剂b的前述供选材料可以自制或者商购。根据本专利技术的优选实施方式，在所述复合暂堵剂中，所述暂堵剂a和暂堵剂b的重量比为(5-10)∶1，优选(5-8)∶1，更优选(5-6)∶1。根据本专利技术的优选实施方式，所述暂堵剂a与暂堵剂b的平均粒径比为(1.5-5)∶1，优选(2-4)∶1。在该比例范围中，暂堵剂a能更加充分地填充到暂堵剂b的孔网中并进行富集，形成致密封堵层。根据本专利技术的优选实施方式，所述暂堵剂a的粒径大小为2-20目，优选4-10目；所述暂堵剂b的粒径大小为4-20目，优选6-20目。根据本专利技术的优选实施方式，所述暂堵剂b在水中(室温)2h内体积膨胀2-10倍，优选3-6倍。经试验，本专利技术通过选用这样的暂堵剂b，尤其搭配一定量的上述暂堵剂a，能够起到良好的暂堵效果。根据本专利技术，优选所述复合暂堵剂的水不溶物含量为7wt％以下，优选5wt％以下。水不溶物含量过高将堵塞地层造成永久性伤害。在本专利技术的一些优选实施方式中，所述复合剂以2wt％的量添加到30-120℃的水溶液中，2h时的溶解率在93％以上，优选95％以上；所述水溶液中添加剂包括0.5-2wt％氯化钾、2-5wt％丁基羟基茴香醚(BHA)和1-10％wt％盐酸和0.05-2wt％过硫酸铵中的一种或几种。上述添加剂中，例如当水中加入0.05-2wt％过硫酸铵时，使暂堵剂a和b的在低温时溶解率提高，从而保证在不同的温度下都能够将暂堵剂大部分溶解。为了达到最佳暂堵效果，在本专利技术的优选实施方式中，所述复合暂堵剂在使用中，暂堵剂a和暂堵剂b按先后顺序注入地层裂缝中。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种用于暂堵转向压裂的复合暂堵方法，包括将根据本专利技术提供的如上所述的复合暂堵剂应用于需要暂堵的油井地层裂缝中。根据本专利技术的优选实施方式，在暂堵程序中，首先将暂堵剂a注入地层裂缝中，然后再将暂堵剂b注入地层裂缝中。本专利技术通过首先利用非膨胀型颗粒暂堵剂架桥富集，然后通过膨胀型颗粒暂堵剂进一步封堵形成致密封堵层来实现高效暂堵的目的。刚性暂堵剂的架桥作用使其能够在裂缝口或者支撑剂形成的通道口滞留后逐渐富集，但刚性暂堵剂的缺点是密闭性不强，无法形成致密的封堵层，导致转向压力不高，重复压裂也难以成功。若单独使用可膨胀暂堵剂，由于可膨胀暂堵剂它具有可变形性，导致它无法形成架桥或在封富集缓慢，造成大量的可膨胀暂堵剂随着压裂液流入地层深处而起不到封堵的作用。在本专利技术方法中，在刚性暂堵剂所形成的封堵层上再加上可以形成致密封堵层的可膨胀暂堵剂，两者配合使用大大提高了暂堵剂的使用效率和重复压裂成功率。根据本专利技术，在所提供的方法中，暂堵剂a和暂堵剂b的使用量(重量)比优选为(5-10)∶1，更优选(5-8)∶1，尤其优选(5-6)∶1。本专利技术的一个突出优势在于，通过将所选的暂堵剂a和暂堵剂b先后加入地层裂缝中进行压裂作业，只需要相对少量的暂堵剂a就能够达到较高的封堵效果，可大大节省原料用量，提高了材料的利用效率，节约了成本。根据本专利技术方法的优选实施方式，复合暂堵剂的用量为使形成的暂堵层(膨胀前)的厚度为8-15mm，优选9-12mm。根据本专利技术方法形成的暂堵层具有明显提高的封堵强度，厚度在10mm左右、如9-11mm范围，其封堵强度即可达到40MPa。可见，经过暂堵剂a和暂堵剂b的适当搭配使用，本专利技术不需要使用大量的暂堵剂，即可获得较好的封堵效果。暂堵转向压裂主要分缝内暂堵转向压裂和缝口暂堵转向压裂。根据本专利技术提供的复合暂堵方法适用于缝内暂堵转向压裂和缝口暂堵转向压裂中。优选地，在缝口暂堵转向压裂中，在施行暂堵剂a注入之前，先在裂缝中注入支撑剂。对于缝内转向压裂，当裂缝压开后，此时缝内成一条大的通道，若暂堵剂粒径较小或较柔软，它们将随压裂液进入地层深处。此时加入一定粒径刚性暂堵剂，其在裂缝内便可以进行架桥，形成封堵层，但刚性颗粒之间存在缝隙。之后加入可膨胀暂堵剂，可膨胀暂堵剂在刚性暂堵剂的架桥处上逐渐富集并膨胀粘结，形成致密封堵层，裂缝内形成高应力区，从而产生新的支裂缝或沟通更多微裂缝，形成复杂裂缝网络，提高改造体积。对于缝口转向压裂，比如在重复压裂过程中，先压开、延伸老裂缝并加入支撑剂(如石英砂等)以激活老缝。之后加入刚性暂堵剂，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于暂堵转向压裂中的复合暂堵剂，其包括暂堵剂a和暂堵剂b，所述暂堵剂a选自刚性暂堵剂，所述暂堵剂b选自膨胀性暂堵剂。

【技术特征摘要】
1.用于暂堵转向压裂中的复合暂堵剂，其包括暂堵剂a和暂堵剂b，所述暂堵剂a选自刚性暂堵剂，所述暂堵剂b选自膨胀性暂堵剂。2.根据权利要求1所述的复合暂堵剂，其特征在于，所述暂堵剂a和暂堵剂b的重量比为(5-10)∶1，优选(5-8)∶1。3.根据权利要求1或2所述的复合暂堵剂，其特征在于，所述暂堵剂a选自可溶性丙烯酸树脂、明胶、磺化木质素、磺化沥青、磺化褐煤、聚乙烯醇和聚酯酰胺中的一种或多种，优选明胶、磺化沥青和可溶性丙烯酸树脂中的至少一种；和/或所述暂堵剂b选自羧甲基淀粉、部分水解聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素与丙烯酰胺的共聚物、羟乙基纤维素与丙烯酰胺的共聚物中的一种或多种，优选部分水解聚丙烯酰胺和/或羧甲基纤维素与丙烯酰胺的共聚物。4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合暂堵剂，其特征在于，所述暂堵剂a与暂堵剂b的平均粒径比为(1.5-5)∶1，优选(2-4)∶1。5.根据权利要求1-4中任一项所述的复合暂堵剂，其特征在于，所述暂堵剂a的粒径大小为2-20目，优选4-10目；所述暂堵剂b的粒径大小为4-20目，优选6-20...

【专利技术属性】
技术研发人员：程兴生，薛世杰，张智勇，谭建勇，王永贤，
申请(专利权)人：北京斯迪莱铂油气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11