CN103725277B - 一种纤维复合暂堵剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维复合暂堵剂，它由下述重量份的原料组成：携带液55～75，暂堵剂颗粒20～30，暂堵纤维0.5～2；所述携带液由以下重量份的原料组成：胍胶0.2～0.6，杀菌剂0.1～0.5，粘稳剂0.3～0.7，助排剂0.3～0.8，碳酸钠0.1～0.5。本发明在可溶性暂堵剂颗粒中加入了在一定条件下可溶解的纤维，纤维与暂堵剂颗粒按照一定的配比进行使用，由于可溶性纤维可以形成空间网络结构，这种结构将暂堵剂颗粒牢固的束缚成一个有机的整体，从而极大的提高了暂堵层的强度；本发明的暂堵剂具有封堵效果好、压裂、酸化后容易自动解堵、对储层的伤害小的优点，显著提高了施工成功率。
Description
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，具体涉及一种纤维复合暂堵剂。
背景技术
暂堵压裂、酸化技术是采用暂堵剂在高渗透层前形成滤饼或加大高渗透层流动阻力，从而使工作液分流进入低渗透层。其通常做法是将不同粒径的固体颗粒，采用携带液配制成稳定的悬浊液，做为前置暂堵剂，在酸化施工前，将其泵入地层中，根据流动阻力最小原理，前置暂堵剂将优先进入流动阻力较小的高渗透层或裂缝，随着暂堵剂的不断打入，由于暂堵剂粒径分布不同，在大孔道及裂缝中形成屏蔽桥堵，最终形成厚度不一的封堵层，使地层的渗透率值趋于均匀统一，进而使后续注入的工作液不再大流量进入不需处理的高渗透油层，使低渗透油层得到有效改造。特别对于异常高压超深气藏，其地层非均质性极强，小层多且薄，无法采用机械分层酸化，常规化学暂堵剂耐温性能较差，其应用受到严重限制，并且极强的非均质性使酸液无法到达低渗透层，因而无法动用低渗透层的储量，采用暂堵压裂、酸化技术很适合开发此类储层。
随着暂堵压裂、酸化技术的发展，在该项技术中应用了可变形粒子作填充粒子。可变形粒子常用的有：油溶性树脂、石蜡和沥青、水溶性树脂、水溶性无机材料等。这类可变形粒子的作用效果与所需封堵地层的温度是密切相关的。可变形粒子软化点左右，封堵效果最好，当温度与产品的软化点差距较大时，这种粒子的变形封堵效果就难体现出来。并且，这类粒子具有亲油性，在钻井液中不易分散，浮于钻井液表面，经过高温软化返出地面降温后易聚结，造成施工的复杂。另外，近些年国内也进行了成膜钻井液技术的研究与应用，但这些成膜剂一般都是水溶性、非油溶物质，进入底层后通过对孔壁的吸附和相互聚集成膜堵塞孔道，虽然通过射孔和返排能够接触大部分堵塞，但也会对地层造成一定的损害。因此，急需开发一种封堵效果好、压裂、酸化后容易自动解堵，对储层造成二次伤害小的暂堵剂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种纤维复合暂堵剂，该暂堵剂具有封堵效果好、压裂、酸化后容易自动解堵、对储层的伤害小的优点，显著提高了施工成功率。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种纤维复合暂堵剂，它由下述重量份的原料组成：
携带液55～75，暂堵剂颗粒20～30，
暂堵纤维0.5～2。
所述暂堵剂颗粒为硬脂酸钠、丙烯酸树脂、聚乙烯醇或碳酸钙中的一种或多种，且满足以下要求：
A.暂堵剂颗粒粒径：20～160目；
B.暂堵剂颗粒溶解性能：在50℃以上的水溶液中可溶，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%；或者在50℃以上温度下，溶于5～20%的盐酸，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%；
所述纤维为聚乙烯醇纤维、改性聚酯纤维、聚氨酯纤维的一种或多种，且满足以下要求：
C.纤维长度：3～15mm；
D.纤维抗拉强度：20～800MPa；
E.纤维直径：10～100μm；
F.纤维溶解性能：在50℃以上的水溶液中可溶，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%；或者在50℃以上温度下，溶于5～20%的盐酸，溶解时间为大于30min，且溶解率大于95%；
所述携带液由以下重量份的原料组成：
胍胶0.2～0.6，杀菌剂0.1～0.5，
粘稳剂0.3～0.7，助排剂0.3～0.8，
碳酸钠0.1～0.5。
本发明具有以下优点：本发明在暂堵剂颗粒中加入了在一定条件下可溶解的纤维，纤维与暂堵剂颗粒按照一定的配比进行使用，由于水溶性纤维可以形成空间网络结构，这种结构将暂堵剂颗粒牢固的束缚成一个有机的整体，从而极大的提高了暂堵层的强度；本发明的暂堵剂具有封堵效果好、压裂、酸化后容易自动解堵、对储层的伤害小的优点，显著提高了施工成功率。
附图说明
图1为本发明的施工压力曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1：一种纤维复合暂堵剂，它由下述重量份的原料组成：携带液55，暂堵剂颗粒20，暂堵纤维0.5；
所述携带液由以下重量份的原料组成：胍胶0.2，杀菌剂0.1，粘稳剂0.3，助排剂0.3，碳酸钠0.1；
所述暂堵剂颗粒为硬脂酸钠，且满足以下要求：
A.暂堵剂颗粒粒径：20目占30%、60目占60%、100目占10%；
B.暂堵剂颗粒溶解性能：在50℃以上的水溶液中可溶，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%；
所述暂堵纤维为聚乙烯醇纤维，且满足以下要求：
C.纤维长度：3mm占45%、6mm占20%、12mm占35%；
D.纤维抗拉强度：20MPa；
E.纤维直径：10μm；
F.纤维溶解性能：在50℃以上的水溶液中可溶，且溶解率大于95%；
实施例2：一种纤维复合暂堵剂，它由下述重量份的原料组成：携带液75，暂堵剂颗粒30，暂堵纤维2；
所述携带液由以下重量份的原料组成：胍胶0.6，杀菌剂0.5，粘稳剂0.7，助排剂0.8，碳酸钠0.5；
所述暂堵剂颗粒为丙烯酸树脂和聚乙烯醇，重量比为1:2，且满足以下要求：
A.暂堵剂颗粒粒径：160目占65%，100目占30%，80目占5%；
B.暂堵剂颗粒溶解性能：在50℃以上温度下，溶于5%的盐酸，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%；
所述暂堵纤维为改性聚酯纤维和聚氨酯纤维，重量比为3:1，且满足以下要求：
C.纤维长度：8mm占30%、15mm占60%、10mm占10%；
D.纤维抗拉强度：800MPa；
E.纤维直径：100μm；
F.纤维溶解性能：在50℃以上温度下，溶于5%的盐酸，溶解时间为大于30min，且溶解率大于95%。
实施例3：一种纤维复合暂堵剂，它由下述重量份的原料组成：
携带液60，暂堵剂颗粒24，暂堵纤维0.8；
所述携带液由以下重量份的原料组成：胍胶0.4，杀菌剂0.3，粘稳剂0.5，助排剂0.5，碳酸钠0.3；
所述暂堵剂颗粒为硬脂酸钠、丙烯酸树脂和碳酸钙，重量比为1:2:1，且满足以下要求：
A.暂堵剂颗粒粒径：160目80%、140目10%、40目10%；
B.暂堵剂颗粒溶解性能：在50℃以上的水溶液中可溶，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%；
所述暂堵纤维为聚乙烯醇纤维、改性聚酯纤维和聚氨酯纤维，重量比为3:1:1，且满足以下要求：
C.纤维长度：6mm占22%、9mm占45%、14mm占33%；
D.纤维抗拉强度：100MPa；
E.纤维直径：50μm；
F.纤维溶解性能：在50℃以上温度下，溶于20%的盐酸，溶解时间为大于30min，且溶解率大于95%。
实施例4：一种纤维复合暂堵剂，它由下述重量份的原料组成：携带液65，暂堵剂颗粒24，暂堵纤维1.5；
所述携带液由以下重量份的原料组成：胍胶0.4，杀菌剂0.3，粘稳剂0.5，助排剂0.6，碳酸钠0.4；
所述暂堵剂颗粒为硬脂酸钠、丙烯酸树脂、聚乙烯醇和碳酸钙，重量比为1:3:3:2，且满足以下要求：
A.暂堵剂颗粒粒径：20目占50%、160目占50%；
B.暂堵剂颗粒溶解性能：在50℃以上温度下，溶于20%的盐酸，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%；
所述暂堵纤维为聚乙烯醇纤维和聚氨酯纤维，重量比为1:5，且满足以下要求：
C.纤维长度：3mm占6%、6mm占32%、15mm占62%；
D.纤维抗拉强度：400MPa；
E.纤维直径：60μm；
F.纤维溶解性能：在50℃以上的水溶液中可溶，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%。
实施例5：一种纤维复合暂堵剂，它由下述重量份的原料组成：携带液70，暂堵剂颗粒28，暂堵纤维1.6；
所述携带液由以下重量份的原料组成：胍胶0.4，杀菌剂0.4，粘稳剂0.5，助排剂0.6，碳酸钠0.4；
所述暂堵剂颗粒为硬脂酸钠、丙烯酸树脂和聚乙烯醇，重量比为5:3:3，且满足以下要求：
A.暂堵剂颗粒粒径：30目占15%、70目占60%、110目占10%、150目占15%；
B.暂堵剂颗粒溶解性能：在50℃以上的水溶液中可溶，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%；
所述暂堵纤维为改性聚酯纤维，且满足以下要求：
C.纤维长度：7mm占18%、10mm占60%、14mm占22%；
D.纤维抗拉强度：600MPa；
E.纤维直径：90μm；
F.纤维溶解性能：在50℃以上温度下，溶于18%的盐酸，溶解时间为大于30min，且溶解率大于95%。
实施例6：暂堵剂性能测试
1.配制暂堵剂
（1）普通颗粒性暂堵剂：聚乙烯醇颗粒
（2）配制纤维复合暂堵剂
试验用纤维复合暂堵剂，它由下述重量份的原料组成：携带液100，暂堵剂颗粒30，暂堵纤维50；
所述携带液由以下重量份的原料组成：胍胶0.4，杀菌剂0.3，粘稳剂0.5，助排剂0.5，碳酸钠0.3；
所述暂堵剂颗粒为丙烯酸树脂和聚乙烯醇的混合物，重量比为1:2，且满足以下要求：
A.暂堵剂颗粒粒径：具体目数及分布见表1；
B.暂堵剂颗粒溶解性能：在50℃以上的水溶液中可溶，且溶解率大于95%；
表1.暂堵剂颗粒的目数及分布情况
| 暂堵剂颗粒目数 | 30 | 50 | 80 | 100 |
| 百分比（%） | 15 | 35 | 30 | 20 |
所述纤维为聚乙烯醇纤维，且满足以下要求：
C.纤维长度：具体长度及分布见表2；
D.纤维抗拉强度：500MPa；
E.纤维直径：50μm；
F.纤维溶解性能：在50℃以上温度下，溶于5%的盐酸，溶解时间为大于30min，且溶解率大于95%。
表2.纤维的长度及分布情况
| 纤维长度（mm） | 3 | 6 | 9 | 12 |
| 百分比（%） | 15 | 40 | 25 | 20 |
2.封堵性能测试
采用人造填充岩心的方法，通过使用岩心流动试验仪测定可溶解纤维突破压力，确定复合暂堵剂的暂堵强度。在分散状态下进行突破压力测试，将上述制备的纤维复合暂堵剂、普通颗粒性暂堵剂填入人造岩心模具中，用加压泵加压至5MPa将暂堵剂压紧并保持24h，采用相同方法制取1.5cm、1cm、0.7cm、0.4cm厚度的暂堵层岩心，然后用平流泵分别测试突破压力，实验结果如表3所示：
表3.纤维复合暂堵剂封堵性能测试结果
由表3可知，厚度为1.5cm、1cm、0.7cm、0.4cm的岩心，采用纤维复合暂堵剂突破压力分别为16MPa、11MPa、7MPa、4MPa，采用普通颗粒性暂堵剂突破压力分别为9MPa、5MPa、3MPa、2MPa，结果说明：纤维复合暂堵剂的封堵性能较好，完全具备暂堵施工条件。
3.溶解性能测试
实验所用纤维为聚乙烯醇纤维，所用暂堵剂颗粒为聚乙烯醇颗粒。测定纤维复合暂堵剂在不同介质中的溶解率，实验结果如表4所示。
表4.溶解性能测试结果
由表4可知：纤维复合暂堵剂在溶液液中溶解时间小于1h时，溶解率低于50%，说明在此时间段可以充分发挥其封堵特性；溶解时间大于10小时后，其溶解率高于98%，说明可以避免暂堵后对地层的伤害。
4.现场实验
实验地点：川东北某井长兴组地层
实验时间：2013年7月27日
实验液体：胶凝酸：20%HCl+0.8%胶凝剂+2.0%缓蚀剂+0.5%缓蚀增效剂+1.0%铁稳剂+1.0%助排剂，压裂液：0.40%胍胶+0.3%杀菌剂+0.5%粘稳剂+0.5%助排剂+0.3%Na2CO3，暂堵液：上述纤维复合暂堵剂，闭合酸：20%HCl+0.4%胶凝剂+2.0%缓蚀剂+0.5%缓蚀增效剂+1.0%铁稳剂+1.0%助排剂，顶替液：0.25%胍胶+0.5%助排剂+清水。
泵注程序：如表4所示：
表4.泵注程序
| 阶段序号 | 内容 | 液体 | 注入液量（m3） | 施工排量（m3/min） | 预计泵压（MPa） |
| 1 | 高挤 | 胶凝酸 | 100 | 1.0～2.0 | 70～80 |
| 2 | 高挤 | 压裂液 | 20 | 2.0～3.0 | 70～85 |
| 3 | 高挤 | 暂堵液 | 10 | 1.0 | 70～85 |
| 4 | 高挤 | 压裂液 | 20 | 2.0～3.0 | 70～85 |
| 5 | 高挤 | 胶凝酸 | 60 | 2.0～3.0 | 70～85 |
| 6 | 高挤 | 压裂液 | 20 | 2.0～3.0 | 70～85 |
| 7 | 高挤 | 暂堵液 | 10 | 1.0 | 70～85 |
| 8 | 高挤 | 压裂液 | 20 | 2.0～3.0 | 70～85 |
| 9 | 高挤 | 胶凝酸 | 310 | 3.0～4.0 | 85～90 |
| 10 | 高挤 | 闭合酸 | 20 | 3.0～4.0 | 85～90 |
| 11 | 高挤 | 顶替液 | 9 | 3.0～4.0 | 87～93 |
| 12 | 高挤 | 顶替液 | 30 | 1.0～2.0 | 70～80 |
如表4所示，第三阶段和第七阶段为暂堵段，共挤入了20方暂堵液，并绘制该井的施工压力曲线，结果如图1所示，可知，经过两段暂堵施工后，暂堵后期施工压力增加5～20兆帕，表明该暂堵剂对高渗地层起到了封堵效果，暂堵酸化施工达到预期目的。
Claims (1)
1.一种纤维复合暂堵剂，它由下述重量份的原料组成：
携带液55～75，暂堵剂颗粒20～30，
暂堵纤维0.5～2，
其特征在于，所述暂堵剂颗粒为硬脂酸钠、丙烯酸树脂、聚乙烯醇或碳酸钙中的一种或多种，且满足以下要求：
A.暂堵剂颗粒粒径：20～160目；
B.暂堵剂颗粒溶解性能：在50℃以上的水溶液中可溶，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%；或者在50℃以上温度下，溶于5～20%的盐酸，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%；
所述纤维为聚乙烯醇纤维、改性聚酯纤维、聚氨酯纤维的一种或多种，且满足以下要求：
C.纤维长度：3～15mm；
D.纤维抗拉强度：20～800MPa；
E.纤维直径：10～100μm；
F.纤维溶解性能：在50℃以上的水溶液中可溶，溶解时间大于30min，且溶解率大于95%；或者在50℃以上温度下，溶于5～20%的盐酸，溶解时间为大于30min，且溶解率大于95%。
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