CN102093864A - 一种油水井重复压裂用暂堵转向剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油水井重复压裂用暂堵转向剂及其制备方法。以暂堵转向剂的总重量计，其具有以下原料组成：胶粘剂35％-65％，增韧剂15％-25％，稠化剂10％-20％，分散剂10％-20％。本发明还提供了上述暂堵转向剂的制备方法，其包括以下步骤：将部分稠化剂配制成稠化剂水溶液，并将胶粘剂溶于稠化剂水溶液中，在25-35℃的水浴中恒温2-5小时，待胶粘剂溶胀完全后，升温至45-55℃后继续恒温0.5-2小时；待胶粘剂完全溶解后，加入分散剂并搅拌均匀，然后在搅拌的同时加入增韧剂和剩余稠化剂，得到粘稠膏体；将粘稠膏体切割成边长为3mm-6mm的颗粒，干燥，得到暂堵转向剂。本发明提供的油水井重复压裂用暂堵转向剂具有油溶性和水溶性均较好、残渣含量低、弹性好等优点。

Description

一种油水井重复压裂用暂堵转向剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油井堵水用转向剂及其制备方法，尤其涉及一种油水井重复压裂用暂堵转向剂及其制备方法，属于油气田开发用化工产品领域。

背景技术

重复压裂作为老油水井(油井和注水井)综合治理的技术措施，是各油田面临的急需解决的重大难题。根据国内外的研究和实验表明，对于这种老井采用恰当的重复压裂可以继续较大幅度地获得增产或增注效果。

继续延伸原有裂缝是此前较普遍的重复压裂概念，但是这种方式的重复压裂，压后稳产期较短、增产效果不理想；同时，随着油田的不断开采，压裂裂缝长度的增加又受到多种因素的制约不能无限制的增大，于是使得在这种指导思想下开展的重复压裂的效果越来越差。

裂缝转向重复压裂技术是利用特殊的裂缝暂堵转向剂，对初次压裂裂缝进行有效封堵，在平行于初次压裂支撑裂缝的方向上实现施工压力阻挡，改变重复压裂裂缝方向，使初次压裂没有波及到的泄油面积得到有效改造，从而提高重复压裂的增产效果；对于已经压裂改造过的注水井，由于重复压裂的裂缝转向作用，可以使注水方向偏离初次已经受到严重污染的初次裂缝，从而降低注水压力，提高吸水量和注水波及面积。

目前用于裂缝转向重复压裂技术中使用的暂堵剂主要有堵塞球、蜡球及水溶性暂堵剂等，其中：

(1)堵塞球主要有塑料球、橡胶球、尼龙球等几种类型，封堵强度高、变形小；但其缺点是易脱落、封堵效果差，如嵌在炮眼处则易产生堵塞，特别是因其不能溶解，使堵塞的解除比较困难，增加了施工的危险性。

(2)蜡球主要是以石蜡、高压聚乙烯、重晶石等成分组成的混合物，特点是粒度小，能进入射孔孔眼甚至近井地带；但其突破压力低、易变形、封堵效果差，致使用量较大，且由于大部分组分与地层流体溶解性差，解除堵塞时间长，适用性差。

(3)水溶性暂堵剂主要是由生物胶、改性沥青、植物胶等制成的混合颗粒，水溶性较好，CN1041321C(CN1053631A，水溶性地层暂堵剂及其制备方法)和CN1597837A(水溶性压裂酸化暂堵剂)公开了两种水溶性暂堵剂及制备方法，这两种水溶性暂堵剂主要是由骨胶、田菁粉或羟甲基淀粉或瓜胶、磺化栲胶或磺化沥青等组成。由于水溶性暂堵剂具有较好的水溶性及突破压力，与堵塞球及蜡球相比在现场应用较多。但此两项专利涉及的暂堵剂在溶解性能、残渣含量方面存在有较多的不足之处，使其推广应用受到制约，其不足之处在于：

1、基本不能油溶，如地层流体含油多而含水较少或压裂液由于滤失大而使破胶液减少，暂堵剂的难溶部分将对地层产生新的堵塞，严重削弱重复压裂的改造效果，施工方案的编制中必须重新评估地层流体及压裂液的滤失情况，增加了方案设计难度；

2、残渣含量高，由于使用的植物胶为田菁粉或羟甲基淀粉或瓜胶，与目前压裂液通用的增稠剂羟丙基瓜胶相比，残渣含量高50％-300％，将给地层带来较大的残渣伤害；

3、水不溶物含量高，例如田菁粉和瓜胶的水不溶物含量分别可以达到23.6％、15.2％，对地层伤害较大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新型的油水井重复压裂暂堵转向剂，该暂堵转向剂由多种组分组成，具有油溶性和水溶性均较好、残渣含量低、弹性好等优点。

本发明的目的还在于提供上述油水井重复压裂暂堵转向剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明首先提供了一种油水井重复压裂用暂堵转向剂，以该暂堵转向剂的总重量计，其具有以下原料组成：胶粘剂、35％-65％，增韧剂、15％-25％，稠化剂、10％-20％，分散剂、10％-20％。

根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明提供的上油油水井重复压裂用暂堵转向剂可以具有以下原料组成：

胶粘剂、35-50％，增韧剂、23-25％，稠化剂、10-15％，分散剂、10-20％。

在本发明提供的暂堵转向剂中，胶粘剂主要起粘接作用，可以提高转向剂的强度，并产生较强的封堵能力，所采用的胶粘剂最好为可油溶的水溶性胶体。优选地，本发明所采用的胶粘剂为骨胶和/或明胶。骨胶和明胶的粘结性能好、强度高、水分少、干燥快、定型好，而且，二者均可水溶并能够在油中软化，可以提供较好的溶解效果。

在本发明提供的暂堵转向剂中，增韧剂主要用于提高转向剂的韧性，使其具有一定程度的变形能力，在受压后仍可较好地符合裂缝形态并将其堵死。优选地，本发明所采用的增韧剂为磺化沥青和/或磺化栲胶。磺化沥青、磺化栲胶均可增强暂堵剂的韧性，同时由于二者均具有较强的水化作用，当其吸附在岩层表面上时，可阻止岩层颗粒水化分散起到防止液体漏失作用，而不溶于水的部分又能填充孔喉和裂缝起到封堵作用，并可覆盖在裂缝表面，改善泥饼质量、提高突破压力。

在本发明提供的暂堵转向剂中，在暂堵转向剂表层溶解时，稠化剂可以使暂堵转向剂的各种组分继续保持粘接在一起，形成较好的压力遮挡层而不被突破。优选地，本发明所采用的稠化剂为植物胶或其衍生物，更优选地，所采用的稠化剂为羟丙基瓜胶和/或羧甲基羟丙基瓜胶等水溶性植物胶。这些稠化剂能够起到较好的增粘作用，并且通过采用这些水溶性植物胶能够为暂堵转向剂引入有利于水解的官能团，提高水溶性，调节暂堵转向剂在水性介质中的溶解速度，降低水不溶物(残渣)的含量，能够有效地降低暂堵转向剂对于地层所产生的渗透性残渣伤害，其效果明显优于羧甲基淀粉、田菁粉等稠化剂。

在本发明提供的暂堵转向剂中，所采用的分散剂优选为矿物油和/或丙三醇等，更优选地，所述矿物油为白油。在本发明提供的暂堵转向剂中，分散剂可以使各组分在制备过程中均匀分散，并能够调节暂堵转向剂在遇到地层流体后的溶解性能。本发明提供的暂堵转向剂以矿物油、丙三醇等作为分散剂可以改善暂堵剂的韧性、软化度，提高在地层中的封堵率，同时能够调节暂堵转向剂在油性介质中的溶解速度。

本发明提供的暂堵转向剂的形状可以根据实际需要进行选择，例如制成颗粒状、圆球状等，优选地，本发明所提供的暂堵转向剂为边长3-6mm的颗粒。

本发明采用与压裂液体系相同的羟丙基瓜胶、羧甲基羟丙基瓜胶等水溶性植物胶作为稠化剂，既保证了暂堵转向剂与压裂液的配伍，又极大的降低了暂堵剂对地层的残渣伤害；同时采用矿物油、丙三醇等分散剂，可有效改善暂堵转向剂的油溶效果，并可增强其韧性。

当本发明所提供的上述油水井重复压裂暂堵转向剂用于老井重复压裂对初次压裂产生的人工裂缝进行封堵时，可以迫使所产生的人工裂缝转向延伸进入未动用或未充分动用的区域，达到油气井增产或注水井增注的目的。

本发明还提供了上述油水井重复压裂用暂堵转向剂的制备方法，其包括以下步骤：

将部分稠化剂配制成稠化剂水溶液，并将胶粘剂溶于稠化剂水溶液中，在25-35℃的水浴中恒温2-5小时，待胶粘剂溶胀完全后，升温至45-55℃后继续恒温0.5-2小时；

待胶粘剂完全溶解后，加入分散剂并搅拌均匀，然后在搅拌的同时加入增韧剂和剩余稠化剂，得到粘稠膏体；

将粘稠膏体切割成边长为3mm-6mm的颗粒，干燥，得到油水井重复压裂用暂堵转向剂。

本发明所提供的上述制备方法可以按照以下具体步骤进行：

(1)、将部分稠化剂配制成质量浓度为0.2％-5％的稠化剂水溶液；

(2)、将稠化剂水溶液置于水浴中，然后将胶粘剂浸泡于配制好的稠化剂溶液中，其中，控制水浴温度25-35℃，恒温保持2-5小时；

(3)、待胶粘剂溶胀完全后，将水浴升温至45-55℃，恒温保持0.5-2小时；

(4)、待胶粘剂完全溶解后，快速加入分散剂，搅拌均匀；

(5)、然后边搅拌边加入适量的增韧剂，形成粘稠液体；

(6)、边搅拌边加入剩余的稠化剂，形成粘稠膏体；

(7)、将粘稠膏体铺置于水平面上，厚度在3mm-6mm范围内；

(8)、将粘稠膏体切割成边长为3mm-6mm(优选4mm-6mm)的长方体；

(9)、干燥，得到油水井重复压裂用暂堵转向剂成品。

本发明提供的油水井重复压裂用暂堵转向剂具有以下优点：

1、矿物油(尤其是白油)或丙三醇的使用，增加了暂堵转向剂的韧性，使其可顺利随液体通过射孔炮眼进入地层，有效降低了由于颗粒硬度高而导致的易脱落或易嵌在炮眼处产生堵塞的问题，同时，该暂堵转向剂可受挤压变形，与封堵处严密结合，具有较高的封堵率；

2、溶解性好，可水溶，也可油溶，可以根据不同井别通过调整矿物油(白油)、丙三醇的添加量来改善溶解效果，能够大大提高压裂工艺的选择性；

3、水不溶物含量低，通过采用羟丙基瓜胶或羧甲基羟丙基瓜胶等水溶性植物胶，其水不溶物含量分别仅为3.7％和2.6％，可以分别适用于碱性或酸性压裂液体系的裂缝转向重复压裂工艺，其水不溶物含量均明显低于含有瓜胶、田菁粉或羟甲基淀粉等的转向剂，可显著降低由暂堵剂中水不溶物或油不溶物带来的地层堵塞伤害；

4、油溶性好，由于采用矿物油(尤其是白油)或丙三醇，在地层中油含量较高水含量低的情况下，本发明提供暂堵转向剂也可以顺利溶解，避免了污染地层的可能；

5、用量小，由于暂堵转向剂的溶解性好、有一定的弹性，可相应地减少用量，降低成本。

总之，本发明提供的暂堵转向剂是一种溶解性好、水不溶物含量低，用量小、封堵率高、可靠性强，同时不会给地层带来堵塞污染的油水井重复压裂用暂堵转向剂，克服了现有暂堵剂溶解性差、残渣含量高等不足，并且，其制备工艺简单，性能可靠，适用于各种井况，具有较高的推广应用价值。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种油水井重复压裂用暂堵转向剂，其是通过以下方法制备的：

(1)、将3g羧甲基羟丙基瓜胶溶于100mL水中配制得到羧甲基羟丙基瓜胶水溶液；

(2)、取45g骨胶浸泡于步骤(1)配制好的羧甲基羟丙基瓜胶水溶液中，在30℃的水浴中恒温保持4小时；

(3)、待骨胶溶胀完全后，将水浴升温至50℃，恒温保持1小时；

(4)、待骨胶完全溶解后，快速加入13g白油，搅拌均匀；

(5)、然后，边搅拌边加入23g磺化沥青，形成粘稠液体；

(6)、边搅拌边向粘稠液体中加入11g的羧甲基羟丙基瓜胶，形成粘稠膏体；

(7)、将粘稠膏体铺置于水平面上，形成厚度在3mm-6mm范围内的片状；

(8)、将粘稠膏体切割成边长为4mm-6mm范围的长方体颗粒；

(9)、干燥，得到本实施例的油水井重复压裂用暂堵转向剂。

表1和表2分别为本实施例提供的油水井重复压裂用暂堵转向剂的溶解性能和使用性能测试结果。

表1溶解性能

表2使用性能

根据表1和表2给出的测试结果可以看出，本实施例提供的暂堵转向剂的油溶性适中，水溶性较强，残渣含量低，尤其适用于注水井裂缝转向重复压裂工艺，可配合酸性压裂液体系或碱性压裂液体系使用。

实施例2

本实施例提供了一种油水井重复压裂用暂堵转向剂，其是通过以下方法制备的：

(1)、将3g羟丙基瓜胶溶于100mL水中，配制得到羟丙基瓜胶水溶液；

(2)、取40.5g骨胶浸泡于步骤(1)配制的羟丙基瓜胶水溶液中，在30℃的水浴中恒温保持4小时；

(3)、当骨胶溶胀完全后，将水浴升温至50℃，恒温保持1小时；

(4)、当骨胶完全溶解后，快速加入19g白油，搅拌均匀；

(5)、然后，边搅拌边加入24g磺化沥青，形成粘稠液体；

(6)、边搅拌边加入11.5g的羟丙基瓜胶，形成粘稠膏体；

(7)、将粘稠膏体铺置于水平面上，形成厚度在3mm-6mm范围内的片状；

(8)、将粘稠膏体切割成边长为4mm-6mm范围的长方体颗粒；

(9)、干燥，得到本实施例的油水井重复压裂用暂堵转向剂。

表3和表4分别为本实施例提供的油水井重复压裂用暂堵转向剂的溶解性能和使用性能测试结果。

表3溶解性能

表4使用性能

根据表1和表2给出的测试结果可以看出，本实施例提供的暂堵转向剂的油溶性及水溶性均比较强，残渣含量低，尤其适用于油气井裂缝转向重复压裂工艺，可配合碱性压裂液体系使用。

对比例

现有的暂堵转向剂的溶解性能和使用性能的测试结果如表5和表6所示。

通过将实施例1、2与对比例进行对比可以发现，本发明提供的暂堵转向剂具有比现有暂堵转向剂更好的性能，具有更好的油溶性，不会造成油层的污染；残渣含量更低，不会对地层产生过渡的二次污染；弹性模量小，易变形，在地层中封堵效果好。

表5溶解性能

表6使用性能

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油水井重复压裂用暂堵转向剂，以该暂堵转向剂的总重量计，其具有以下原料组成：胶粘剂、35％-65％，增韧剂、15％-25％，稠化剂、10％-20％，分散剂、10％-20％。

2.如权利要求1所述的暂堵转向剂，其中，所述胶粘剂为骨胶和/或明胶。

3.如权利要求1所述的暂堵转向剂，其中，所述增韧剂为磺化沥青和/或磺化栲胶。

4.如权利要求1所述的暂堵转向剂，其中，所述稠化剂为植物胶或其衍生物。

5.如权利要求4所述的暂堵转向剂，其中，所述稠化剂为羟丙基瓜胶和/或羧甲基羟丙基瓜胶。

6.如权利要求1所述的暂堵转向剂，其中，所述分散剂为矿物油和/或丙三醇。

7.如权利要求6所述的暂堵转向剂，其中，所述矿物油为白油。

8.如权利要求1-7任一项所述的暂堵转向剂，其中，该暂堵转向剂为边长3-6mm的颗粒。

9.权利要求1-8任一项所述的油水井重复压裂用暂堵转向剂的制备方法，其包括以下步骤：

将部分稠化剂配制成稠化剂水溶液，并将胶粘剂溶于稠化剂水溶液中，在25-35℃的水浴中恒温2-5小时，待胶粘剂溶胀完全后，升温至45-55℃后继续恒温0.5-2小时；

待胶粘剂完全溶解后，加入分散剂并搅拌均匀，然后在搅拌的同时加入增韧剂和剩余稠化剂，得到粘稠膏体；

将粘稠膏体切割成边长为3mm-6mm的颗粒，干燥，得到所述油水井重复压裂用暂堵转向剂。