一种复合型化学防回流添加剂及防支撑剂回流的方法技术

本发明专利技术公开了一种复合型化学防回流添加剂及防支撑剂回流的方法，该复合型化学防回流添加剂包括质量比为(0.1～3):(0.05～0.5)的水性环氧树脂乳液和可降解纤维。本发明专利技术的复合型化学防回流技术，是将环氧乳液和可降解纤维按一定比例，与支撑剂一同注入地层，并关井固化4～15小时。水性环氧树脂乳液随携砂液进入地层后，可吸附在支撑剂和可降解纤维表面。水性环氧树脂乳液中含有环氧树脂及固化剂，在支撑剂、可降解纤维表面发生交联固化反应，使二者胶结在一起，达到防回流的目的。该防回流技术能够降低支撑剂的返排，有利于地层裂缝的稳定、减小对导流能力的损害并延长设备寿命，有利于提高油田综合经济效益。利于提高油田综合经济效益。利于提高油田综合经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种复合型化学防回流添加剂及防支撑剂回流的方法


[0001]本专利技术属于油田压裂改造
，具体涉及一种复合型化学防回流添加剂及防支撑剂回流的方法。

技术介绍

[0002]压裂防砂技术是九十年代迅速发展起来的一种复合防砂技术。对股结疏松的高渗透油(气)层既进行水力压裂，又进行砾石充填，将二者的优势有机地结合，这是近年防砂工艺的最重要的进展，在通过加砂压裂提高注采能力的低渗气藏储气库注采井中，为防止采气过程中裂缝内支撑剂返出，防砂剂应确保对储层不产生伤害，防砂后应保证较高的裂缝导流能力，防砂效果应满足高气量下支撑剂在裂缝中的稳定性，应具备长效稳定性(地层温度90℃)且压裂液易携带。可见，对于低渗气藏储气库注采井的防砂等级应提升至固砂层面，即地层条件下注采井不出砂，而常规化学、机械类固砂技术已不能满足施工要求。
[0003]考虑到低渗气藏储气库注采井固砂技术要求，根据纤维网络技术原理，利用束状单丝聚丙烯纤维具有变形性能好、握裹力强、亲水性好、强度高、弹性模量大、分散性佳、不抱团，尤其在非氧化环境中稳定性良好的特征，开展了榆林低渗气藏储气库高气量下的固砂效果研究。对于纤维网络固砂技术，学者们已经开展了大量研究工作。朱洪波等认为，聚丙烯纤维的掺入可以提高混凝土的抗压强度、残余强度及韧性，有效抑制混凝土裂缝的产生与发展；沈文峰等认为，纤维体积分数在1.25％时，混凝土的动态抗压强度和极限韧性最高，具有较好的抗冲击性能。目前，该技术已广泛应用于公路、混凝土、桥梁、机场等工程建设中，并取得了良好效果。
[0004]纤维网络固砂技术在油气田开采工艺领域的应用主要体现在往压裂液中添加一定量的纤维，依靠纤维材料与支撑剂互绕形成的网络结构来固定支撑剂砂粒，实现注采井防砂、抗支撑剂回流的目的。针对纤维的降解能力开展了纤维压裂液性能研究，在温度超过90℃时，采用KTL2型纤维可以满足工程设计要求。盖玉叶等针对纤维压裂液开展了携砂性能研究，纤维的加入大大增加了支撑剂沉降时间(增加约11min)，有利于提升压裂液的携砂性能。郭建春等研究了纤维在压裂液中的分散性，纤维能够在胍胶基液中均匀分散，并且添加0.4％的纤维可大幅提高胍胶基液的黏度。周福建等认为，利用防砂纤维的弯曲、卷曲和螺旋交叉互相勾绕形成的稳定三维网状结构，可以在不用筛管的条件下起到防砂的目的。梁宁慧的研究表明，聚丙烯细纤维的桥接应力峰值为0.20～0.22MPa，聚丙烯粗纤维的桥接应力峰值为0.56MPa，粗纤维与混凝土基体界面之间连接紧密，其化学键合力与机械咬合力比细纤维强。龙学等研究表明，排液过程中的纤维体积分数越高，纤维越长，支撑剂颗粒越小，则纤维与支撑剂颗粒间摩擦因数越大，纤维对支撑剂的控砂效果越好，压裂液返排时支撑剂越不容易返出。
[0005]防回流添加剂主要分为两类，即纤维防回流添加剂和化学防回流添加剂。纤维防回流技术是把具有一定柔韧性的纤维物质混在携砂液中同时注入地层，纤维与支撑剂颗粒通过接触压力和摩擦力相互作用形成空间网状结构从而增强支撑剂的内聚力，将其稳定在
原始位置，而流体仍可自由通过，最终达到预防支撑剂回流的目的。纤维防砂技术不需固化反应，不需关井；返排工艺可设计性好，允许初始高速返排。特别是近年来，可降解纤维由于降解后对导流伤害小的特点受到了广泛关注。但纤维的物理作用无法提高支撑剂的承压能力；纤维降解后对支撑剂的束缚作用减弱，增加了出砂的风险。化学防回流添加剂是将化学物质(一般为热固性树脂)与支撑剂作用，通过吸附在支撑剂表面并固化的方式形成可渗滤的三维网络，从而降低支撑剂回流。该方法防回流效果较好，支撑剂的承压能力得以提高，但却需要较长的关井时间并且树脂会占据支撑剂间的空隙，一定程度上降低导流。综合来看，目前在常规油气井压裂设计中，针对纤维网络有一定的研究及现场应用，但现场更多局限于压裂液返排效果评价方面，对非常规油气田压裂后抗支撑剂回流研究相对较少。

技术实现思路

[0006]基于现有技术中存在的问题，本专利技术目的在于提供一种复合型化学防回流添加剂及防支撑剂回流的方法，能够有效抑制支撑剂回流、返吐，有利于地层裂缝的有效支撑、减小对导流能力的损害并延长设备寿命，有利于提高油田综合经济效益。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种复合型化学防回流添加剂，其原料组成包括水性环氧树脂乳液和可降解纤维，所述水性环氧树脂乳液和可降解纤维的质量比为(0.1～3):(0.05～0.5)。
[0009]进一步地，所述水性环氧树脂乳液包括如下按重量份数计的组分：环氧树脂1份、水溶性环氧树脂固化剂0.9～1.8份、油溶性环氧树脂固化剂0.05～0.35份、硅烷偶联剂0.01～0.15份、水10～30份。
[0010]作为对本专利技术上述技术方案的进一步优化，所述水性环氧树脂乳液包括如下按重量份数计的组分：环氧树脂1份、水溶性环氧树脂固化剂1.2～1.5份、油溶性环氧树脂固化剂0.1～0.15份、硅烷偶联剂0.02～0.05份和水15～20份。
[0011]进一步地，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂的一种或多种。
[0012]进一步地，所述水溶性环氧树脂固化剂为聚酰胺树脂改性环氧树脂、多元胺改性环氧树脂的一种或多种。
[0013]进一步地，所述油溶性环氧树脂固化剂为芳香胺类固化剂、脂肪胺类固化剂及其改性体的一种或多种。
[0014]进一步地，所述硅烷偶联剂为含有氨基或环氧基的硅烷偶联剂的一种或多种。
[0015]进一步地，所述水性环氧树脂乳液的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1.将1重量份的环氧树脂和1.2～1.5重量份的水溶性环氧树脂固化剂混合均匀，得混合物A；
[0017]S2.向混合物A中加入0.1～0.15重量份的油溶性环氧树脂固化剂和0.02～0.05重量份的硅烷偶联剂混合均匀，得混合物B；
[0018]S3.向混合物B中加入15～20重量份的水，混合均匀，制得水性环氧树脂乳液。
[0019]进一步地，所述可降解纤维为聚乳酸或其共聚物中的一种或多种。
[0020]进一步地，所述可降解纤维的直径为15～200μm，长度为4～12mm。
[0021]本专利技术进一步保护一种复合型化学防支撑剂回流的方法，该方法是将水性环氧树
脂乳液和可降解纤维，与支撑剂一同注入地层后，关井固化4～15h；
[0022]其中，水性环氧树脂乳液占支撑剂质量的0.1％～3％，可降解纤维占支撑剂质量的0.05～0.5％。
[0023]作为本专利技术的进一步优化，复合型化学防支撑剂回流的方法，包括以下步骤：
[0024]将可降解纤维在携砂液中搅拌分散后，再加入水性环氧树脂乳液和支撑剂，继续搅拌均匀后，通过注入泵注入地层，关井固化8～12小时；
[0025]其中，水性环氧树脂乳液占支撑剂质量的0.1％～0.5％，可降解纤维占支撑剂质量的0.1～0.3％。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合型化学防回流添加剂，其特征在于：该复合型化学防回流添加剂的原料组成包括水性环氧树脂乳液和可降解纤维，所述水性环氧树脂乳液和可降解纤维的质量比为(0.1～3):(0.05～0.5)。2.如权利要求1所述的复合型化学防回流添加剂，其特征在于：所述水性环氧树脂乳液包括如下按重量份数计的组分：环氧树脂1份、水溶性环氧树脂固化剂0.9～1.8份、油溶性环氧树脂固化剂0.05～0.35份、硅烷偶联剂0.01～0.15份、水10～30份。3.如权利要求1所述的复合型化学防回流添加剂，其特征在于：所述水性环氧树脂乳液包括如下按重量份数计的组分：环氧树脂1份、水溶性环氧树脂固化剂1.2～1.5份、油溶性环氧树脂固化剂0.1～0.15份、硅烷偶联剂0.02～0.05份和水15～20份。4.如权利要求2或3所述的复合型化学防回流添加剂，其特征在于：所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂的一种或多种。5.如权利要求2或3所述的复合型化学防回流添加剂，其特征在于：所述水溶性环氧树脂固化剂为聚酰胺树脂改性环氧树脂、多元胺改性环氧树脂的一种或多种；所述油溶性环氧树脂固化剂为芳香胺类固化剂、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璐，杨军，张宏忠，欧阳伟平，池晓明，王孔杰，尹国勇，高光辉，姬随波，纪冬冬，周露，张云逸，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：