CN108203581A - 压裂用复合支撑剂及采用该支撑剂的进行压裂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了压裂用复合支撑剂及采用该支撑剂的进行压裂的方法,所述压裂用复合支撑剂由自聚型支撑剂和可降解支撑剂两部分组成;自聚型支撑剂由支撑剂和自聚剂混合后制得;可降解支撑剂是通过可降解酯、塑化剂、无机物粉末融混合后冷却得到胶状物并将该胶状物干燥、破碎后得到的。压裂时,首先通过前置液打入井筒形成裂缝,然后铺置复合支撑剂,可采用脉冲的方式注入分别注入含自聚型支撑剂和含可降解支撑剂的压裂液,或者将二者混合后一起注入,最后打入顶替液。压裂施工结束后,自聚型支撑剂形成砂柱支撑裂缝,防止裂缝闭合,可降解支撑剂在地层条件下降解,形成高速通道,提高裂缝的导流能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种压裂用复合支撑剂及采用该支撑剂的进行压裂的方法,属于石油化工技术领域。
背景技术
油田特低渗储层的有效开发主要依靠压裂技术,油层压裂工艺过程是用压裂车把高压、大排量具有一定粘度的液体挤入油层,当把油层压出许多裂缝后,加入支撑剂(石英砂)充填进裂缝,提高油层的渗透能力。压裂施工的成功一定程度上取决于压裂结束后裂缝的孔隙度和导流能力。传统的压裂施工会打入大量的支撑剂颗粒形成“支撑剂堆”以保证裂缝不完全闭合。这种紧密堆积的支撑剂体系无法提高较大的裂缝导流能力,而减少支撑剂的用量又无法承受裂缝的闭合压力。
发明内容
综上所述,本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种压裂用复合支撑剂及采用该支撑剂的进行压裂的方法。
本发明采用的技术方案如下。
一种压裂用复合支撑剂,所述压裂用复合支撑剂由自聚型支撑剂和可降解支撑剂两部分组成;所述自聚型支撑剂由支撑剂和自聚剂混合后制得;所述可降解支撑剂是通过可降解酯、塑化剂、无机物粉末融混合后冷却得到胶状物并将该胶状物干燥、破碎后得到的。
进一步,所述自聚剂为氢封端聚二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷、辛基甲基硅氧烷等中的一种或数种。
进一步,所述自聚型支撑剂由石英砂支撑剂和自聚剂混合后制得。
进一步,所述自聚型支撑剂为均匀覆膜的自聚型支撑剂,其由石英砂支撑剂和自聚剂按照质量比=加入到混砂搅拌机中,设置转速为在常温下搅拌后制得。
进一步,所述可降解酯类为聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸、聚乙醇酸共聚物中的一种或数种。
进一步,所述塑化剂为聚乙二醇、柠檬酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯中的一种或数种。
进一步,所述无机物粉末为碳酸钙、氧化镁、碳酸镁的一种或数种。
进一步,所述可降解支撑剂是通过可降解酯类、塑化剂、无机物粉末按照重量百分比为60%-80%:1%-5%:20-40%的比例混合后通入氮气保护,在140-180℃熔融混合后冷却得到胶状物,将胶状物干燥造粒,破碎至粒径小于600-1000μm后得到的。
一种使用上述压裂用复合支撑剂进行压裂的方法,其特征在于:首先通过前置液打入井筒形成裂缝;然后向裂缝铺置含有上述压裂用复合支撑剂的压裂液,铺置时可采用脉冲的方式分别注入含自聚型支撑剂和含可降解支撑剂的压裂液,也可将含自聚型支撑剂的压裂液和含可降解支撑剂的压裂液混合后注入,也可将自聚型支撑剂、可降解支撑剂混合后再与压裂液混合、注入;最后打入顶替液。
进一步,所述压裂液为植物胶压裂液、高分子压裂液,粘弹性表面活性剂压裂液中的一种或数种;所述植物胶压裂液为瓜胶压裂液、羟丙基瓜胶压裂液、羧甲基羟丙基瓜胶压裂液、纤维素压裂液中的一种或数种。
本发明的有益效果是:压裂施工结束后,自聚型支撑剂形成砂柱支撑裂缝,防止裂缝闭合,可降解支撑剂在地层条件下降解,形成高速通道,提高裂缝的导流能力。因此,采用复合型支撑剂既可形成砂柱支撑裂缝,又能提高裂缝的导流能力,可有效解决现有技术中压裂施工打入大量的支撑剂颗粒形成“支撑剂堆”造成无法提高较大的裂缝导流能力、支撑剂的用量大又无法承受裂缝的闭合压力的技术难题。
附图说明
图1是本发明使用复合支撑剂的压裂方法中将含有压裂用复合支撑剂的压裂液通过井筒压入裂缝时的示意图。
图2是本发明使用复合支撑剂的压裂方法中含有压裂用复合支撑剂的压裂液在压裂后可降解支撑剂降解后形成高速流动通道时的示意图。
其中:井筒-1;可降解支撑剂-2;裂缝-3;自聚型支撑剂-4;射孔-5;地层-6;含自聚型支撑剂的压裂液进入裂缝部分-7;含可降解支撑剂的的压裂液进入裂缝部分-8;砂柱支撑裂缝-9;高速通道-10。
具体实施方式
下面,结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1。一种压裂用复合支撑剂,所述压裂用复合支撑剂由自聚型支撑剂和可降解支撑剂两部分组成。所述自聚型支撑剂由石英砂支撑剂和自聚剂混合后制得。所述可降解支撑剂是通过可降解酯、塑化剂、无机物粉末融混合后冷却得到胶状物并将该胶状物干燥、破碎后得到的。所述自聚剂为氢封端聚二甲基硅氧烷。
所述自聚型支撑剂为均匀覆膜的自聚型支撑剂,其由石英砂支撑剂和自聚剂按照质量比=200:1加入到混砂搅拌机中,设置转速为100r/min,在常温下搅拌1min后制得。
所述可降解酯类为聚乳酸。
所述塑化剂为聚乙二醇。
所述无机物粉末为碳酸钙。
所述可降解支撑剂是通过可降解酯类、塑化剂、无机物粉末按照重量百分比为60%:3%:37%的比例混合后通入氮气保护,在140℃熔融混合后冷却得到胶状物,将胶状物干燥造粒,破碎至粒径小于600μm后得到的。
使用该压裂用复合支撑剂进行压裂的方法,首先通过前置液打入井筒1形成裂缝3;然后向裂缝铺置含有上述压裂用复合支撑剂的压裂液,铺置时通过专用混砂车脉冲式泵入一段含自聚型支撑剂4压裂液,再脉冲式泵入一段含可降解支撑剂2的压裂液(如图1、图2所示),进行反复交替循环加砂。最后打入顶替液。压裂施工结束后,在压裂液进入地层6的裂缝3中,含自聚型支撑剂的压裂液进入裂缝部分7形成砂柱支撑裂缝9,含可降解支撑剂的的压裂液进入裂缝部分8在地层条件下降解,形成高速通道10,提高了裂缝3的导流能力。所述压裂液为植物胶压裂液中的瓜胶压裂液。
实施例2。一种压裂用复合支撑剂,所述压裂用复合支撑剂由自聚型支撑剂和可降解支撑剂两部分组成;所述自聚型支撑剂由石英砂支撑剂和自聚剂混合后制得。所述可降解支撑剂是通过可降解酯、塑化剂、无机物粉末融混合后冷却得到胶状物并将该胶状物干燥、破碎后得到的。
所述自聚剂为甲基氢硅氧烷。
所述自聚型支撑剂为均匀覆膜的自聚型支撑剂,其由石英砂支撑剂和自聚剂按照质量比=200:2加入到混砂搅拌机中,设置转速为150r/min,在常温下搅拌2min后制得。
所述可降解酯类为聚乙醇酸。
所述塑化剂为柠檬酸酯。
所述无机物粉末为氧化镁。
所述可降解支撑剂是通过可降解酯类、塑化剂、无机物粉末按照重量百分比为70%:1%:29%的比例混合后通入氮气保护,在155℃熔融混合后冷却得到胶状物,将胶状物干燥造粒,破碎至粒径小于800μm后得到的。
使用该压裂用复合支撑剂进行压裂的方法,首先通过前置液打入井筒形成裂缝;然后向裂缝铺置含有上述压裂用复合支撑剂的压裂液,铺置时可采用脉冲的方式分别注入含自聚型支撑剂和含可降解支撑剂的压裂液;最后打入顶替液。
所述压裂液为高分子压裂液,所述高分子压裂液为聚丙烯酰胺类高分子压裂液。
实施例3。一种压裂用复合支撑剂,所述压裂用复合支撑剂由自聚型支撑剂和可降解支撑剂两部分组成;所述自聚型支撑剂由石英砂支撑剂和自聚剂混合后制得;所述可降解支撑剂是通过可降解酯、塑化剂、无机物粉末融混合后冷却得到胶状物并将该胶状物干燥、破碎后得到的。
所述自聚剂为辛基甲基硅氧烷。
所述自聚型支撑剂为均匀覆膜的自聚型支撑剂,其由石英砂支撑剂和自聚剂按照质量比=200:3加入到混砂搅拌机中,设置转速为160r/min,在常温下搅拌3min后制得。
所述可降解酯类为聚乳酸。
所述塑化剂为二丙二醇二苯甲酸酯。
所述无机物粉末为碳酸钙。
所述可降解支撑剂是通过可降解酯类、塑化剂、无机物粉末按照重量百分比为60%:5%:35%的比例混合后通入氮气保护,在160℃熔融混合后冷却得到胶状物,将胶状物干燥造粒,破碎至粒径小于900μm后得到的。
使用该压裂用复合支撑剂进行压裂的方法,首先通过前置液打入井筒形成裂缝;然后向裂缝铺置含有上述压裂用复合支撑剂的压裂液,铺置时将含自聚型支撑剂和含可降解支撑剂压裂混合后注入;最后打入顶替液。
所述压裂液为植物胶压裂液,所述植物胶压裂液为羟丙基瓜胶压裂液。
实施例4。一种压裂用复合支撑剂,所述压裂用复合支撑剂由自聚型支撑剂和可降解支撑剂两部分组成;所述自聚型支撑剂由石英砂支撑剂和自聚剂混合后制得;所述可降解支撑剂是通过可降解酯、塑化剂、无机物粉末融混合后冷却得到胶状物并将该胶状物干燥、破碎后得到的。
所述自聚剂为氢封端聚二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷、辛基甲基硅氧烷的混合物。
所述自聚型支撑剂为均匀覆膜的自聚型支撑剂,其由石英砂支撑剂和自聚剂按照质量比=200:2加入到混砂搅拌机中,设置转速为200r/min,在常温下搅拌3min后制得。
所述可降解酯类为聚乙醇酸共聚物。
所述塑化剂为聚乙二醇、柠檬酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯的混合物。
所述无机物粉末为氧化镁。
所述可降解支撑剂是通过可降解酯类、塑化剂、无机物粉末按照重量百分比为80%:5%:15%的比例混合后通入氮气保护,在180℃熔融混合后冷却得到胶状物,将胶状物干燥造粒,破碎至粒径小于1000μm后得到的。
使用该压裂用复合支撑剂进行压裂的方法,首先通过前置液打入井筒形成裂缝;然后向裂缝铺置含有上述压裂用复合支撑剂的压裂液,铺置时自聚型支撑剂、可降解支撑剂混合后再与压裂液混合后注入;最后打入顶替液。
所述压裂液为粘弹性表面活性剂压裂液。粘弹性表面活性剂压裂液的粘弹性表面活性剂可采用油酸酰胺丙基甜菜碱,是清洁压裂酸化的自转向酸主剂,变粘分流酸主剂,清洁压裂液主剂,属于中高温甜菜碱黏弹性表面活性剂,能耐温度60摄氏度,与其它耐高温产品复配,耐温性能可提高,在油田钻井、酸化、压裂、驱油等领域均有优良的表现。
实施例5。一种压裂用复合支撑剂,所述压裂用复合支撑剂由自聚型支撑剂和可降解支撑剂两部分组成;所述自聚型支撑剂由石英砂支撑剂和自聚剂混合后制得。所述可降解支撑剂是通过可降解酯、塑化剂、无机物粉末融混合后冷却得到胶状物并将该胶状物干燥、破碎后得到的。
采用的压裂液与常规水力压裂使用压裂液相同,可以是瓜胶压裂液,羟丙基瓜胶压裂液,羧甲基羟丙基瓜胶压裂液,纤维素压裂液等植物胶压裂液,也可以是聚丙烯酰胺类的高分子压裂液,也可以是粘弹性表面活性剂压裂液等。
自聚型支撑剂,采用自聚剂覆膜陶粒砂,其具体制备方法如下:
将石英砂支撑剂和自聚剂按照质量比=加入到混砂搅拌机中,设置转速为在常温下搅拌即可制得均匀覆膜的自聚型支撑剂。其中石英砂支撑剂粒径为20/40目,自聚剂为氢封端聚二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷、辛基甲基硅氧烷等中的一种或几种。
可降解支撑剂,采用无机有机复合材料,其具体制备方法如下:
A:可降解酯类包括聚乳酸(PLA),聚乙醇酸(PGA),聚乳酸和聚乙醇酸共聚物(PLGA)等中的一种或几种;
B:塑化剂包括聚乙二醇(PEG),柠檬酸酯,二丙二醇二苯甲酸酯(DPGDB)等中的一种或几种;
C:碳酸钙,碳酸镁,氧化镁等无机物粉末;
将ABC三种固体按照一定的比例混合(A含量60%-80%;B含量1%-5%;C含量20-40%)通入氮气保护,在160℃熔融混合后冷却得到一种胶状物,将聚合物干燥造粒,破碎至粒径小于800μm。
压裂时,首先通过前置液打入井筒形成裂缝,然后铺置复合支撑剂,可采用脉冲的方式注入分别注入含自聚型支撑剂和含可降解支撑剂的压裂液,或者将二者混合后一起注入,最后打入顶替液。压裂施工结束后,自聚型支撑剂形成砂柱支撑裂缝,防止裂缝闭合,可降解支撑剂在地层条件下降解,形成高速通道,提高裂缝的导流能力。
本实施例的复合型的支撑剂由自聚型支撑剂和可降解支撑剂两种支撑剂组成,自聚型支撑剂“抱团”形成砂柱支撑裂缝,而可降解支撑剂降解后形成孔道,提高了裂缝导流能力,增加油气产量。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种压裂用复合支撑剂,其特征在于:所述压裂用复合支撑剂由自聚型支撑剂和可降解支撑剂两部分组成;所述自聚型支撑剂由支撑剂和自聚剂混合后制得;所述可降解支撑剂是通过可降解酯、塑化剂、无机物粉末融混合后冷却得到胶状物并将该胶状物干燥、破碎后得到的。
2.如权利要求1所述的一种压裂用复合支撑剂,其特征在于:所述自聚剂为氢封端聚二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷、辛基甲基硅氧烷等中的一种或数种。
3.如权利要求2所述的一种压裂用复合支撑剂,其特征在于:所述自聚型支撑剂由石英砂支撑剂和自聚剂混合后制得。
4.如权利要求3所述的一种压裂用复合支撑剂,其特征在于:所述自聚型支撑剂为均匀覆膜的自聚型支撑剂,其由石英砂支撑剂和自聚剂按照质量比= 200:1〜200:3加入到混砂搅拌机中,设置转速为100〜200r/min,在常温下搅拌1〜3min后制得。
5.如权利要求1所述的一种压裂用复合支撑剂,其特征在于:所述可降解酯类为聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸、聚乙醇酸共聚物中的一种或数种。
6.如权利要求1所述的一种压裂用复合支撑剂,其特征在于:所述塑化剂为聚乙二醇、柠檬酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯中的一种或数种。
7.如权利要求1所述的一种压裂用复合支撑剂,其特征在于:所述无机物粉末为碳酸钙、氧化镁、碳酸镁的一种或数种。
8.如权利要求1所述的一种压裂用复合支撑剂,其特征在于:所述可降解支撑剂是通过可降解酯类、塑化剂、无机物粉末按照重量百分比为60%-80%:1%-5%:20-40%的比例混合后通入氮气保护,在140-180℃熔融混合后冷却得到胶状物,将胶状物干燥造粒,破碎至粒径小于600-1000µm后得到的。
9.一种使用权利要求1-9任意一权利要求的压裂用复合支撑剂进行压裂的方法,其特征在于:首先通过前置液打入井筒形成裂缝;然后向裂缝铺置含有权利要求1-9任意一权利要求所述的压裂用复合支撑剂的压裂液,铺置时可采用脉冲的方式分别注入含自聚型支撑剂和含可降解支撑剂的压裂液,也可将含自聚型支撑剂的压裂液和含可降解支撑剂的压裂液混合后注入,也可将自聚型支撑剂、可降解支撑剂混合后再与压裂液混合、注入;最后打入顶替液。
10.如权利要求9所述的一种使用复合支撑剂的压裂方法,其特征在于:所述压裂液为植物胶压裂液、高分子压裂液,粘弹性表面活性剂压裂液中的一种或数种;所述植物胶压裂液为瓜胶压裂液、羟丙基瓜胶压裂液、羧甲基羟丙基瓜胶压裂液、纤维素压裂液中的一种或数种。
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