一种多孔柱状压裂方法及其液相支撑材料和应用技术

本发明专利技术公开了一种多孔柱状压裂方法，其特征在于，在压裂过程中，通过注入液相支撑剂替代原有的固相支撑剂，液相支撑剂固化，形成支撑材料；所述在液相支撑剂中加入均匀分散放的纳米级成孔剂；本发明专利技术通过液体注入，压裂能够进入的裂缝，均能够形成支撑，解决了常规支撑剂输运能力有限的问题；且本发明专利技术提供的液相支撑材料携带性好，对于压裂液的要求较低，配制压裂液可以有更广泛的溶剂选择，包括自来水、井水、湖水、海水、地层水、采出水及压裂返排水等的一种或复合；与常规压裂体系相比，压裂液中的增粘剂的用量也大幅度降低。中的增粘剂的用量也大幅度降低。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔柱状压裂方法及其液相支撑材料和应用


[0001]本专利技术属于压裂
，具体涉及一种多孔柱状压裂方法及其液相支撑材料和应用。

技术介绍

[0002]水力压裂技术作为油气井增产、水井增注的主要措施，目前已广泛应用油气田的开发。而在水利压裂技术中，支撑剂是重要材料之一，其目的是支撑压裂形成的裂缝，防止裂缝闭合，为油气的流动提供通道，从而提高流体通过地层的能力。在水力压裂发展的过程中曾使用过多种材料作为支撑剂，例如石英砂、金属铝球、核桃壳、玻璃珠、陶粒等。随着水力压裂技术应用越来越成熟，一些深层及低渗透油气藏得以开发，同时对支撑剂的要求也随之提高，对支撑剂的性能，例如圆球度、抗压强度、酸溶解度及密度等都提出了更高的要求。
[0003]目前，应用最为广泛的压裂技术是常规胍胶压裂液体系与加砂压裂组合，该技术普遍存在以下问题：
[0004]1)为了提升压裂液对支撑剂的携带性，常采用高粘度的压裂液来携带支撑剂，但高粘度的压裂对于地层的伤害较高，会影响压裂的效果；
[0005]2)优于压裂液对于支撑剂的携带性有限，支撑剂通常难以进入离井口较远的二级、三级分支裂缝，支撑剂难以进入形成有效支撑；
[0006]3)固体支撑剂的注入会对管线，井筒造成一定的磨损，同时加砂压裂工艺复杂，高浓度加砂通常伴随的高排量、高泵压对井口、施工设备、施工管柱要求高，加砂过程中的控制不当还会造成砂堵，潜在较大的工程施工风险和人员安全风险。而且，在支撑剂注入过程中，因为支撑剂密度大和刚性等因素，支撑剂往往很容易造成脱砂、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。
[0007]4)常规支撑剂最终形成的油气流通通道为支撑剂堆积中的小空隙，其对于油气的渗流性较差。
[0008]近年来，石油工作者们大多致力于低密度、高强度的固相支撑剂的研究，得到了不少可喜效果，但不管支撑剂密度的高低，常规加砂压裂施工过程中的固相支撑剂仍会出现注入难、难注入等问题。因此不少研究者提出液体支撑剂这一理念，其原理为通过注入液体支撑剂代替传统的固体支撑剂，液体支撑剂注入地层后，由于井筒和地层中的高速剪切作用，形成小颗粒，然后在地层温度的作用下，固化形成支撑剂。该方法避免了使用传统固体支撑剂过程中的难以注入，砂堵等问题。但是其在使用过程中依然存在以下问题：
[0009]1)其在注入过程中的剪切效果不可控，形成的颗粒大小随机；
[0010]2)当注入过程停止后，被打散的颗粒有再次汇集的可能，然后将直接堵死地层。
[0011]3)最终其导流通道依然是小颗粒堆积形成的渗流空间，其形成支撑裂缝的导流能力和常规支撑剂依然没有太大的差异。
[0012]现有技术1
[0013]专利CN 113322058 A中介绍了一种应用于海域环境的相变支撑剂及其制备方法，所述相变支撑剂包括：环氧树脂作为固化体系，选用酚醛胺环氧树脂固化剂作为环氧树脂固化剂，2
‑
甲基咪唑作为固化促进剂，选用纳米SiO2作为乳化剂，选用胍胶水溶液作为乳液溶剂。
[0014]现有技术1的缺点：
[0015]该技术主要是通过乳化形成的树脂颗粒，来形成对地层支撑的固相颗粒，但乳化颗粒在地层中稳定性不确定，如果在高温高压的地层中不能形成稳定的乳化颗粒，则容易堵塞地层。同时其最终也是通过固相颗粒来形成支撑，而树脂颗粒在高温情况下，容易软化，在地层的高闭合压力的情况下，导流能力将大大降低。
[0016]现有技术2
[0017]CN 105176513 B中介绍了一种新型超低密度支撑剂及其制备方法，该支撑剂利用水硬活性的工业废渣磨为主要原料，经树脂覆膜后制成。本专利技术为油气井压裂工艺提供一种低密度、高强度支撑剂。
[0018]现有技术2的缺点
[0019]该方法能够形成的支撑剂是覆膜后的工业废渣，其支撑强度有限，同时其密度主要由工业废渣决定，如为大幅降低支撑剂密度，则需大量使用树脂，则整体成本增加。同时其最终支撑裂缝的渗流通道依然为支撑剂堆积形成的空隙，其提升效果有限。
[0020]综上，当下需要一种具有高渗流通道，低施工风险的液体支撑压裂技术。

技术实现思路

[0021]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多孔柱状压裂方法及其应用。
[0022]为了解决上述技术问题并达到相应的技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种多孔柱状压裂方法，其特征在于，在压裂过程中，通过注入液相支撑剂替代原有的固相支撑剂，液相支撑剂固化，形成支撑材料；
[0023]进一步的，所述在液相支撑剂中加入均匀分散放的纳米级成孔剂；
[0024]进入地层后，纳米成孔剂气化，形成液体，对部分剩余的固体进行溶解，形成具有微空隙的高强度支撑剂材料中，为油气渗流提供高强度通道。
[0025]一种多孔柱状压裂用液相支撑材料，其特征在于，由组分的占比为100:1
‑
20的高强度有机A组分和成孔材料B组分组成；
[0026]其中，A组分主要由以下材料组成：可固化树脂材料180
‑
210份，引发剂体系组分1
‑
3份，稀释剂10
‑
20份，固化剂2
‑
10份，增塑剂1
‑
5份，其他助剂1
‑
5份，水80
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100份；
[0027]B组分为成孔剂主要由以下材料组成：10
‑
20份气化成孔组分，20
‑
30份液化成孔组分和30
‑
50份200目以上的微颗粒组分；
[0028]进一步的，所述可固化树脂材料包括：酚醛环氧树脂、聚酰亚胺树脂、热塑性酚醛树脂、热塑性脲醛树脂、三聚氰胺
‑
甲醛树脂；
[0029]进一步的，所述引发剂体系组分包括：无机过氧化物引发剂或氧化
‑
还原类引发剂，过硫酸铵、亚硫酸氢钠、过氧化二碳酸双、过氧化新葵酸异丙苯脂、过氧化新葵酸
‑
2，4，4
‑
三甲基戊脂、过氧化二碳酸双丁酯、过氧化双、过氧化异丁酸特丁酯、过氧化二月桂酰；
[0030]进一步的，所述活性稀释剂包括：乙二醇乙醚、、单环氧基活性稀释剂、双环氧基活
性稀释剂、无水乙醇、甲苯、乙醇、丙酮、丁醇、二丁酯中；
[0031]进一步的，所述固化剂包括：酚醛胺环氧树脂、酚醛胺、六次甲基四胺、多聚甲醛、戊二醛、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵中；
[0032]进一步的，所述增塑剂包括：邻苯二甲酸二丁酯、苯甲酸辛酯、己二酸聚酯；
[0033]进一步的，所述其他助剂包括：二甲基硅氧烷、醇脂十二；
[0034]进一步的，所述气化组分包括：尿素、碳酸氢钠，碳酸钠中；
[0035]进一步的，所述微颗粒组包括：碳酸盐，硅酸盐；
[0036]进一步的，所述液化成孔组分为固体酸，其制备方法如下：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔柱状压裂方法，其特征在于，在压裂过程中，通过注入液相支撑剂替代原有的固相支撑剂，液相支撑剂固化，形成支撑材料；所述在液相支撑剂中加入均匀分散放的纳米级成孔剂。2.根据权利要求1所述一种多孔柱状压裂用液相支撑材料，其特征在于，由组分的占比为100:1
‑
20的高强度有机A组分和成孔材料B组分组成；其中，A组分主要由以下材料组成：可固化树脂材料180
‑
210份，引发剂体系组分1
‑
3份，稀释剂10
‑
20份，固化剂2
‑
10份，增塑剂1
‑
5份，其他助剂1
‑
5份，水80
‑
100份；B组分为成孔剂主要由以下材料组成：10
‑
20份气化成孔组分，20
‑
30份液化成孔组分和30
‑
50份200目以上的微颗粒组分。3.根据权利要求2所述一种多孔柱状压裂用液相支撑材料，其特征在于，所述可固化树脂材料包括：酚醛环氧树脂、聚酰亚胺树脂、热塑性酚醛树脂、热塑性脲醛树脂、三聚氰胺
‑
甲醛树脂；所述引发剂体系组分包括：无机过氧化物引发剂或氧化
‑
还原类引发剂，过硫酸铵、亚硫酸氢钠、过氧化二碳酸双、过氧化新葵酸异丙苯脂、过氧化新葵酸
‑
2，4，4
‑
三甲基戊脂、过氧化二碳酸双丁酯、过氧化双、过氧化异丁酸特丁酯、过氧化二月桂酰；所述稀释剂包括：乙二醇乙醚、、单环氧基活性稀释剂、双环氧基活性稀释剂、无水乙醇、甲苯、乙醇、丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：李骏，何思源，吴明移，韩旭，任韶枫，蒲思杰，李清豪，周利华，李化，郭玉洁，
申请(专利权)人：四川省帕提科斯能源科技有限公司四川华粒能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：