[發(fā)明專利]水力壓裂用低傷害膠塞稠化劑與膠塞組合物及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310595035.X
• 申請(qǐng)日: 2013-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN103642474A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳守雨;杜林濤;王宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方寶麟科技發(fā)展（北京）有限公司
• 主分類號(hào): C09K8/512
• 分類號(hào): C09K8/512;E21B33/13;E21B43/26
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 韓蕾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種水力壓裂用低傷害膠塞稠化劑與膠塞組合物及其應(yīng)用，具體地說，本發(fā)明涉及一種對(duì)儲(chǔ)層傷害低的膠塞用的稠化劑、膠塞組合物以及膠塞在裂縫性儲(chǔ)層水力壓裂改造中處理近井多縫、控制裂縫滑移、控制裂縫高度的工藝技術(shù)。

背景技術(shù)

水力壓裂是提高低滲油氣藏開發(fā)效益最有效的手段之一。然而由于大多數(shù)低滲油氣藏儲(chǔ)層都發(fā)育不同程度的天然裂縫，這類裂縫性儲(chǔ)層由于天然裂縫的發(fā)育程度、構(gòu)造應(yīng)力的不同，在水力壓裂中施工壓力會(huì)有不同的表現(xiàn)。天然裂縫的發(fā)育雖然有利于溝通儲(chǔ)集層、增加滲流面積，但是也顯著的增加了壓裂液的濾失，影響了主裂縫的發(fā)育，極大地增加了施工難度。在裂縫性儲(chǔ)層水力壓裂改造中，通常需要處理近井多縫、控制裂縫滑移、控制裂縫高度等。

近井多縫一是儲(chǔ)層本身發(fā)育的天然裂縫，二是鉆井過程中的誘導(dǎo)縫。近井多縫會(huì)導(dǎo)致近井高摩阻，抬高地面施工壓力，主裂縫無法形成，造成施工失敗。對(duì)于鉆井誘導(dǎo)縫，由于鉆井會(huì)引起就地應(yīng)力場大小和方向發(fā)生變化，一般會(huì)造成與初始應(yīng)力值相差甚遠(yuǎn)的較嚴(yán)重的應(yīng)力集中。

裂縫滑移在復(fù)雜應(yīng)力儲(chǔ)層壓裂施工中比較常見。如果射孔位置處于高應(yīng)力部位，壓裂時(shí)裂縫在射孔的高應(yīng)力區(qū)啟裂，由于受地應(yīng)力的控制，裂縫會(huì)向沒有射孔的低應(yīng)力部位滑移。裂縫滑移帶來的危害一方面會(huì)使壓裂的流向發(fā)生急劇的改變而造成近井高摩阻，低砂比階段砂堵，對(duì)施工不利；另一方面，會(huì)因裂縫滑到儲(chǔ)層之外產(chǎn)生無效支撐而使改造效果變差。

由于儲(chǔ)隔層間的應(yīng)力差與厚度存在不同，因此施工中出現(xiàn)滑移的排量也不相同。通常在小型測試或初期壓開地層時(shí)，施工泵壓表現(xiàn)為某個(gè)排量下穩(wěn)定，如果超過這個(gè)排量，則施工壓力是一種平穩(wěn)下降的趨勢，反映裂縫在高度上增長延伸，結(jié)合地應(yīng)力分布狀態(tài)可以判定此時(shí)出現(xiàn)裂縫滑移。

儲(chǔ)隔層應(yīng)力狀態(tài)是受大地應(yīng)力場控制的，人為無法改變，如果射孔井段位于高應(yīng)力區(qū)，裂縫滑移是不可避免的，只能在施工中采取補(bǔ)救的辦法來控制裂縫延伸的狀態(tài)。

壓裂裂縫形態(tài)在很大程度上影響水力壓裂改造效果，裂縫高度過高，導(dǎo)致裂縫的長度減小，儲(chǔ)層有效支撐體積降低，改造效果變差。因此，合理控制裂縫高度，使儲(chǔ)層得到最佳改造是水力壓裂的關(guān)鍵問題。對(duì)于應(yīng)力無遮擋的儲(chǔ)層，采用變排量施工工藝，成功率已經(jīng)得到很大的提高，但由于裂縫高度的無控制延伸，很難達(dá)到預(yù)期的裂縫長度和理想的支撐剖面，影響壓裂效果。

為保證主裂縫形成，國內(nèi)外普遍采用粉砂/粉陶段塞來降低壓裂液濾失，抑制天然裂縫延伸，但是粉砂/粉陶段塞本身可能導(dǎo)致砂堵，且對(duì)天然裂縫有一定傷害。

裂縫滑移多采用控縫高、注入粉砂/粉陶段塞的方法處理?？乜p高工藝復(fù)雜，成本較高，而粉砂/粉陶段塞對(duì)于嚴(yán)重的裂縫滑移效果并不明顯。

當(dāng)儲(chǔ)隔層應(yīng)力差值低時(shí)，國內(nèi)外多采用上浮下沉劑來制造人工隔層，提高垂向上的斷裂韌性，達(dá)到控制裂縫高度的目的，但沒有明確的人工隔層優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，多依賴現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)判斷，控制成功的幾率低。也有通過控制施工排量和采取二次加砂壓裂的方法來控制裂縫高度，但這兩種技術(shù)的適用條件極其有限，多數(shù)情況下難以達(dá)到工藝目標(biāo)。

因此，裂縫性儲(chǔ)層水力壓裂技術(shù)中，迫切需要研發(fā)一種對(duì)儲(chǔ)層傷害低的化學(xué)助劑和現(xiàn)場施工控制處理技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題旨在解決上述三種復(fù)雜儲(chǔ)層和克服現(xiàn)有工藝技術(shù)的不足，提供一種低傷害化學(xué)助劑來處理三種復(fù)雜儲(chǔ)層的方法。

為達(dá)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種水力壓裂用低傷害膠塞稠化劑，該稠化劑是由表面活性劑、聚丙烯酰胺、AMPS、甲基丙烯酰氧三甲基氯化銨、N-異丙基丙烯酰胺、庚二酰、片堿按質(zhì)量比0.8～1.2：1.8～2.2：0.8～1.2：0.8～1.2：1.8～2.2：1.8～2.2：1混合而制成。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明的水力壓裂用低傷害膠塞稠化劑中，表面活性劑、聚丙烯酰胺、AMPS、甲基丙烯酰氧三甲基氯化銨、N-異丙基丙烯酰胺、庚二酰、片堿的優(yōu)選質(zhì)量比為1：2：1：1：2：2：1。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明的水力壓裂用低傷害膠塞稠化劑中，所述表面活性劑優(yōu)選為非離子氟表面活性劑。

除特別注明外，本發(fā)明中所述比例和百分比均為質(zhì)量比。

另一方面，本發(fā)明還提供了所述稠化劑的制備方法，該方法包括：將表面活性劑、聚丙烯酰胺、AMPS、甲基丙烯酰氧三甲基氯化銨、N-異丙基丙烯酰胺、庚二酰、片堿按質(zhì)量比混合，在溫度180℃，壓力10MPa下處理2小時(shí)以上（主要是通過適當(dāng)攪拌混合均勻物理合成），所得產(chǎn)物即為稠化劑。