暂堵剂及其制备方法、以及高温储层暂堵转向压裂的方法技术

本发明专利技术公开一种暂堵剂及其制备方法、以及高温储层暂堵转向压裂的方法，所述暂堵剂包括以下质量分数的组分：丙烯酰胺5％、复合交联剂1％、锂皂石1％、过硫酸铵0.1％以及水92.9％。本发明专利技术以丙烯酰胺、复合交联剂、锂皂石、过硫酸铵和水制成暂堵剂，适用于油井高温储层的暂堵转向压裂，在高温下具有优异的封堵性能，可耐160℃的高温，且降解速率适宜，既能保证足够的施工时间，又能够达到100％的降解率，避免了对储层造成污染等问题。

Temporary plugging agent and its preparation method, as well as the method of temporary plugging and steering fracturing in high temperature reservoir

【技术实现步骤摘要】
暂堵剂及其制备方法、以及高温储层暂堵转向压裂的方法
本专利技术涉及油气勘探
，特别涉及油井储层暂堵压裂
，具体涉及一种暂堵剂及其制备方法、以及高温储层暂堵转向压裂的方法。
技术介绍
随着油气勘探开发的深入，难动用储量不断增多，目前我国油气田开发的主要对象逐步向着深层、非常规油气藏转变。低孔低渗砂岩油气藏的增产、非均质碳酸盐岩油气藏的增产以及深层油气藏的增产挖潜成为主要的工作内容。例如，中国顺北油田奥陶系碳酸盐岩油藏有着超过5000m的深度，160℃的高温和超过100m的储层厚度，如果采用常规酸化压裂工艺，不仅面临着超深钻井的高风险问题，也面临着难以有效改造100m以上厚层的难题，难以实现该类储层的安全高效的商业开采。为此，需要一种新颖的压裂技术，当钻达储层顶端(上隔层交界处)后通过施加上浮剂抑制裂缝向上穿层扩展和泵入暂堵剂到裂缝前端限制缝长，实现压裂裂缝大幅向下扩展(超过100m)，增大沟通富油气缝洞的机率，完成巨厚储层的安全高效改造。对这种特殊的储层进行高效改造，对暂堵剂的性能有了全新的要求。目前国内已成功研发了包括纤维、小球等多种清洁转向材料，配套了特种材料的加入装置或装备，并初步形成了其工艺优化方法，在现场进行了成功应用。目前纤维暂堵存在的主要问题是承压能力有限，而复合转向材料对裂缝的封堵效率和承压能力更高，纤维加入易封堵，但由于缠绕的限制不易远距离输送，导致易在井筒附近暂堵转向，裂缝内纯颗粒暂堵压裂的实验研究较少，尤其是高温条件下的暂堵材料，颗粒暂堵的工艺方案优化设计研究并不全面深入。针对这种现状就急需一种耐高温、封堵性能良好、易降解的暂堵材料。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种暂堵剂及其制备方法、以及高温储层暂堵转向压裂的方法，旨在提供一种耐高温、封堵性能良好、易降解的暂堵剂。为实现上述目的，本专利技术提出一种暂堵剂，所述暂堵剂包括以下质量分数的组分：丙烯酰胺5％、复合交联剂1％、锂皂石1％、过硫酸铵0.1％以及水92.9％。可选地，所述复合交联剂包括聚乙二醇二丙烯酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺。可选地，所述聚乙二醇二丙烯酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为5:2。本专利技术还提出一种如上所述的暂堵剂的制备方法，包括以下步骤：在搅拌作用下，向水中加入锂皂石，搅拌至所述锂皂石完全溶解后，再加入丙烯酰胺继续搅拌至所述丙烯酰胺完全溶解，再加入复合交联剂继续搅拌至所述复合交联剂完全溶解，再加入过硫酸铵继续搅拌至所过硫酸铵完全溶解，获得混合物料；将所述混合物料在40℃下搅拌反应至呈凝胶状，然后取出在40℃下风干24～48h后制粒，制得暂堵剂。本专利技术还提出一种高温储层暂堵转向压裂的方法，包括以下步骤：将如上所述的暂堵剂注入高温储层的压裂缝中，在所述压裂缝的前端形成封堵隔板，使所述压裂缝转向延伸，以对所述高温储层进行转向压裂。可选地，所述暂堵剂的携带液为滑溜水。可选地，所述滑溜水的粘度为1～10mPa·s。可选地，所述暂堵剂的粒径为40～180目。可选地，所述暂堵剂包括粒径为40～60目和粒径为160～180目的暂堵剂颗粒，其中，粒径为40～60目的暂堵剂颗粒与粒径为160～180目的暂堵剂颗粒的质量比为1:1.3，且所述粒径为40～60目的暂堵剂颗粒先注入，所述粒径为160～180目的暂堵剂颗粒后注入。可选地，所述暂堵剂的注入浓度为3～4％。本专利技术提供的技术方案中，以丙烯酰胺、复合交联剂、锂皂石、过硫酸铵和水制成暂堵剂，适用于油井高温储层的暂堵转向压裂，在高温下具有优异的封堵性能，可耐160℃的高温，且降解速率适宜，既能保证足够的施工时间，又能够达到100％的降解率，避免了对储层造成污染等问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术提供的暂堵剂在不同温度下吸水膨胀后的质量倍数曲线；图2为本专利技术提供的暂堵剂在160℃下的降解曲线；图3为无暂堵剂时压裂缝的扩展形态的截面图；图4为使用本专利技术提供的暂堵剂封堵压裂时亚裂缝的扩展形态的截面图；图5为在不同压裂液粘度下暂堵剂的铺置形态图；图6为使用本专利技术提供的暂堵剂进行分级注入的压裂裂缝扩展模拟图；图7为不同浓度下暂堵剂的铺置形态图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。目前国内已成功研发了包括纤维、小球等多种清洁转向材料，配套了特种材料的加入装置或装备，并初步形成了其工艺优化方法，在现场进行了成功应用。目前纤维暂堵存在的主要问题是承压能力有限，而复合转向材料对裂缝的封堵效率和承压能力更高，纤维加入易封堵，但由于缠绕的限制不易远距离输送，导致易在井筒附近暂堵转向，裂缝内纯颗粒暂堵压裂的实验研究较少，尤其是高温条件下的暂堵材料，颗粒暂堵的工艺方案优化设计研究并不全面深入。针对这种现状就急需一种耐高温、封堵性能良好、易降解的暂堵材料。鉴于此，本专利技术提出一种暂堵剂，所述暂堵剂包括以下质量分数的组分：丙烯酰胺5％、复合交联剂1％、锂皂石1％、过硫酸铵0.1％以及水92.9％。本专利技术提供的技术方案中，以丙烯酰胺、复合交联剂、锂皂石、过硫酸铵和水制成暂堵剂，适用于油井高温储层的暂堵转向压裂，在高温下具有优异的封堵性能，可耐160℃的高温，在160℃下6h以后开始降解，并在12h以后达到100％的降解率，降解速率适宜，既能保证足够的施工时间，又能够完全降解，避免了对储层造成污染等问题。锂皂石(硅酸镁锂)是一种人工合成的三八面体层状胶体材料，在水体系中具极强的成胶性能，具有优异的触变性、分散性、悬浮性和增稠性，锂皂石加入水中能很快膨胀，形成包含大量水网络结构的凝胶，选用锂皂石作为所述暂堵剂的原料之一，有利于提高所述暂堵剂的膨胀倍数和封堵性能。进一步地，所述复合交联剂包括聚乙二醇二丙烯酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺。所述聚乙二醇二丙烯酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量比可以不做限定，作为本专利技术提供的一种优选实施方式，所述聚乙二醇二丙烯酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为5:2。由此制得的暂堵剂暂堵性能优异，其在不同温度下吸水膨胀后的质量倍数曲线如图1所示，在90℃和160℃下吸水膨胀后的质量倍数约为常温下的2倍，体积倍数最高也可达到2倍左右。此外，所述暂堵剂在水相或油相中均可在高温条件下自降解，在160℃下的降解曲线如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种暂堵剂，其特征在于，所述暂堵剂包括以下质量分数的组分：/n丙烯酰胺5％、复合交联剂1％、锂皂石1％、过硫酸铵0.1％以及水92.9％。/n

【技术特征摘要】
1.一种暂堵剂，其特征在于，所述暂堵剂包括以下质量分数的组分：
丙烯酰胺5％、复合交联剂1％、锂皂石1％、过硫酸铵0.1％以及水92.9％。


2.如权利要求1所述的暂堵剂，其特征在于，所述复合交联剂包括聚乙二醇二丙烯酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺。


3.如权利要求2所述的暂堵剂，其特征在于，所述聚乙二醇二丙烯酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为5:2。


4.一种如权利要求1至3任意一项所述的暂堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在搅拌作用下，向水中加入锂皂石，搅拌至所述锂皂石完全溶解后，再加入丙烯酰胺继续搅拌至所述丙烯酰胺完全溶解，再加入复合交联剂继续搅拌至所述复合交联剂完全溶解，再加入过硫酸铵继续搅拌至所过硫酸铵完全溶解，获得混合物料；
将所述混合物料在40℃下搅拌反应至呈凝胶状，然后取出在40℃下风干24～48h后制粒，制得暂堵剂。


5.一种高温储层暂堵转向压裂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭天魁，张跃龙，王增宝，齐宁，罗明良，吴飞鹏，陈铭，刘晓强，王继伟，王晓之，宫远志，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37