[發明專利]一種控制水力壓裂裂縫延伸下端高度的導向劑

有效

• 申請號: 201710934113.2
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107629781B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 王世彬;李楊;郭建春;王坤杰
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種控制水力壓裂裂縫延伸下端高度的導向劑，由以下組分按重量百分比組成：分散劑20?40%，固化劑10?20%，橋接劑20?40%，加重劑15?30%，柔性劑2?6%，填料2?6%；所述分散劑為縮水甘油醚類環氧樹脂或縮水甘油酯類環氧樹脂中的一種或兩種任意比例混合物；所述固化劑為乙二胺、丙二胺或己二胺；所述橋接劑為聚對苯二甲酸乙二酯或聚對苯二甲酸丁二酯中的一種或兩種任意比例混合物；所述加重劑為碳酸鈣或重晶石粉末；所述柔性劑為重均分子量介于500?1000的聚醚非離子表面活性劑；所述填料為石棉纖維或丙綸纖維中的一種或兩種任意比例混合物。本發明進入地層后，快速沉降到裂縫的下端，浸入微裂縫和孔隙中，使裂縫無法往下端繼續延伸，從而提高了壓裂施工效率。

技術領域

本發明屬于石油與天然氣開發領域，具體涉及油氣增產改造中一種控制水力壓裂裂縫延伸下端高度的導向劑。

背景技術

近年來，隨著油氣勘探開發的持續推進，新增的油氣儲量中，低滲透儲量的比例也越來越大。因此，對已開發的低滲透油氣田如何進一步提高開發效益，對未動用的低滲透油氣儲量如何盡快有效的投入開發，對我國油氣能源行業的持續穩定發展具有非常重要的意義。

水力壓裂是低滲透儲層開發以及油氣井增產不可缺少的重要技術措施。低滲透油氣田需要通過水力壓裂造長縫才能溝通遠井地帶的油氣儲集區，從而擴大泄油半徑，得到較高的產能。所以在注入相同體積的壓裂液和支撐劑情況下，要形成長裂縫，必須控制裂縫在高度方向的延伸。

同時，低滲儲層在縱向上發育一般較差，因此當產層很薄或者當隔層應力差很小時, 裂縫會沿著垂直方向延伸，使得裂縫可能穿透生產層進入非產層。壓開的縫高過大時縫長就會極劇減小,達不到深穿透的目的，導致壓后實際縫長遠小于設計縫長。而且形成的裂縫高度太大，還會導致不同的壓力系統儲層竄層、產層下部底水被溝通，使支撐劑得不到有效鋪置，浪費壓裂液和支撐劑，增加施工成本，尤其是壓竄下層水層后，導致油氣井提前出水，嚴重影響生產。因此控制裂縫在高度方向的延伸是降低壓裂施工成本，提高壓裂施工效率，實現低滲透油氣儲層高效開發的關鍵技術之一。

影響水力裂縫高度的因素很多，主要包括四大要素：巖石力學特性（如巖石模量、泊松比、三軸強度等）、施工參數（如施工壓力、液體排量等）、地應力環境（如隔層應力差、水平主應力差、最小水平主應力方向等）和層間界面性質（如脆性礦物分布情況、微裂隙發育情況、裂縫上下末端阻抗值等）。其中，巖石力學特性和層間界面性質屬于原始地質特征參數，無法通過有效措施進行改變。因此控制水力裂縫高度只有通過優化施工參數或者改變地應力環境才能實現，施工參數的優化可以使水力裂縫高度在一定程度上得到控制，但是更重要的是改變地應力環境，其中最有效的應屬人工隔層控縫高技術。

人工隔層技術就是在壓裂液中加入導向劑，利用導向劑密度差異，在人工裂縫頂部或底部形成壓實低滲透帶人工隔層，降低液體壓力向上或向下傳遞，從而實現對水力裂縫高度的有效控制（CN106867487A）。

針對人工隔層技術，國內外開展了大量研究，主要包括：壓裂施工前，注入含小粒徑和低密度支撐劑的低粘壓裂液，使支撐劑迅速運移到裂縫上部或下部形成靜態人工隔層（盧修峰等.壓裂裂縫垂向延伸的人工控制技術[J].石油鉆采工藝.1995，17（1）：82～89）；壓裂施工中，運用不與巖石或流體發生反應的上浮轉向劑形成動態人工隔層（Larson D Band Nguyen H X,Fracture height containment by creating an artificial barrierwith a new additive,paper SPE12061 at the SPE Annual Technical Conference andExhibition, 5-8 October, San Francisco, California），從而實現對水力裂縫縱向延伸的有效控制。