CN109401748A - 一种支撑剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支撑剂及其制备方法和应用，支撑剂为微粒材料，支撑剂颗粒包括本体和壳体，本体通过铝矾土烧结制成且位于壳体内部，不同支撑剂颗粒的壳体外表面均带有同性电荷。由于不同的支撑剂外壳表面带同性电荷，支撑剂颗粒被压裂液携带进入裂缝后，颗粒与颗粒之间由于均带同性电荷，从而产生同性相斥作用，使支撑剂颗粒不会在裂缝底部堆积，而是均匀分散在整个裂缝中，整条裂缝的内容积都得到了支撑剂的有效充填，裂缝闭合后，裂缝从上到下各部位都保持有较好的导流能力，完善铺砂剖面，为油气顺利由储层流入井筒创造了良好的条件，提高裂缝导流能力和储层纵向动用程度，最大限度地释放油气藏的增产潜力，提高单井产量。
Description
技术领域
本发明属于油气田勘探和开发领域，涉及一种支撑剂及其制备方法和应用。
背景技术
压裂改造是释放油气藏产能的重要手段，更是提高单井产量的主要技术途径。国内低渗致密油气藏资源丰富，占总资源量的70％以上，该类储层均需要通过压裂达到增产目的。支撑剂起到支撑裂缝，使之处于张开状态，保持裂缝导流能力的作用，在压裂改造过程中起到及其重要的作用。
目前常规的水力压裂主要采用石英砂或陶粒两种普通的支撑剂。压裂过程中该类支撑剂进入水力裂缝，停泵后由于重力作用支撑剂会下沉并在裂缝底部堆积，裂缝上部由于未得到支撑剂的有效充填，裂缝闭合后，铺砂剖面不完善，裂缝上部的导流能力会降低甚至完全没有导流能力，造成储层纵向动用程度低，油气藏的增产潜力不能完全充分发挥。目前用来改善水力裂缝铺砂剖面的方法主要是在支撑剂或压裂液中加入纤维，依靠纤维来改善支撑剂的下沉状况。据现场测试表明，该技术一方面增加了添加纤维的作业环节及设备，投入成本高，作业效率低。另一方面，纤维对裂缝中支撑剂下沉状况的改善并不明显，效果差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种支撑剂及其制备方法和应用。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种支撑剂，所述支撑剂为微粒材料，支撑剂颗粒包括本体和壳体，本体通过铝矾土烧结制成且位于壳体内部，不同支撑剂颗粒的壳体外表面均带有同性电荷。
本发明进一步的改进在于：
壳体为金属壳体，电镀在支撑剂颗粒本体表面。
本体的直径为0.425～0.85mm。
壳体的厚度为0.1～0.15mm。
一种支撑剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将铝矾土烧结得到颗粒直径为0.425～0.85mm的若干支撑剂颗粒本体；
步骤2：对步骤1中的每个支撑剂颗粒本体均电镀一层厚度为0.1～0.15mm的金属壳体，然后采用感应起电法使支撑剂颗粒表面均带同性电荷，得到支撑剂。
所述支撑剂在水力压裂中的应用。
采用段塞式注入的方式，将所述支撑剂填充至水力压裂裂缝中。
段塞式注入过程中，支撑剂段塞的浓度由低到高阶梯式变化，以80千克/立方米为阶梯，起始支撑剂浓度为80千克/立方米，最高为1200千克/立方米；每两个段塞之间间隔10分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在铝矾土烧结制成的支撑剂本体外电镀一层金属外壳，并通过感应起电法使不同的支撑剂外壳表面带同性电荷，支撑剂颗粒被压裂液携带进入裂缝后，颗粒与颗粒之间由于均带同性电荷，从而产生同性相斥作用，使支撑剂颗粒不会在裂缝底部堆积，而是均匀分散在整个裂缝中，整条裂缝的内容积都得到了支撑剂的有效充填，裂缝闭合后，裂缝从上到下各部位都保持有较好的导流能力，完善铺砂剖面，为油气顺利由储层流入井筒创造了良好的条件，提高裂缝导流能力和储层纵向动用程度，最大限度地释放油气藏的增产潜力，提高单井产量。
进一步的，通过支撑剂段塞式阶梯注入，提高裂缝铺砂浓度，使水力压裂实现饱填砂。
附图说明
图1为本发明的水力压裂裂缝铺砂剖面示意图；
图2为现有的水力压裂裂缝铺砂剖面示意图。
其中：1-井筒；2-油层；3-射孔段；4-填充本发明支撑剂形成的水力压裂裂缝铺砂剖面；5-填充现有支撑剂形成的水力压裂裂缝铺砂剖面。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明支撑剂，支撑剂为微粒材料，每个支撑剂颗粒包括本体和外壳，支撑剂颗粒本体由铝矾土烧结而成，支撑剂颗粒外壳表面带同性电荷。
其中，支撑剂颗粒外壳为金属外壳，采用电镀工艺电镀在支撑剂颗粒本体表面。支撑剂颗粒本体的颗粒直径为0.425～0.85毫米，支撑剂颗粒外壳的厚度为0.1～0.15毫米。
一种支撑剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将铝矾土烧结得到颗粒直径为0.425～0.85mm的若干支撑剂颗粒本体；
步骤2：对步骤1中的每个支撑剂颗粒本体均电镀一层厚度为0.1～0.15mm的金属外壳，然后采用感应起电法使支撑剂颗粒表面均带同性电荷，得到支撑剂。
将本发明的支撑剂用于改善水力压裂裂缝铺砂剖面，采用段塞式注入的方式，将支撑剂填充至水力压裂裂缝中。其中：支撑剂段塞的浓度由低到高阶梯式变化以80千克/立方米为阶梯，第1个段塞支撑剂浓度为80千克/立方米，后面每个段塞支撑剂浓度分别为160千克/立方米、240千克/立方米、320千克/立方米……依次增加，最高不超过1200千克/立方米。
实施例
参见图1，本实施例中采用的压裂的井筒1为直井；压裂的油层2为超低渗透油层，厚度25米，渗透率0.6毫达西，孔隙度11.2％；采用火力射孔，射孔段4长度6米，孔密16孔/米。配备压裂机组1套，表面带同性电荷的新型支撑剂45立方米，胍胶压裂液560立方米。泵注排量设定为2.5立方米/分钟，注入前置液30立方米后开始泵注携砂液，支撑剂颗粒采用段塞式注入，起始支撑剂浓度为80千克/立方米，随后每个段塞支撑剂浓度分别为160千克/立方米、240千克/立方米、320千克/立方米……依次增加，最高为1200千克/立方米，每两个段塞之间间隔10分钟，每个段塞的支撑剂量为3立方米。携砂液阶段累计注入支撑剂45立方米，共注入携砂液495立方米。随后泵注顶替液65立方米后压裂施工结束，关井等待裂缝闭合。
压完停泵后裂缝逐渐闭合，传统支撑剂的填充效果，参见图2，传统支撑剂由于重力作用会下沉并在裂缝底部堆积，裂缝上部由于未得到支撑剂的有效充填，裂缝闭合后，铺砂剖面不完善，裂缝上部的导流能力会降低甚至完全没有导流能力，造成储层纵向动用程度低，油气藏的增产潜力不能完全充分发挥。采用表面带同性电荷的支撑剂填充的裂缝中支撑剂均匀分散，从上到下全部得到充分有效充填，裂缝铺砂剖面，参见图1，支撑剂充填均匀，铺砂剖面完善，裂缝泄流通道大，导流能力高，储层纵向改造程度近乎达到100％。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种支撑剂，其特征在于，所述支撑剂为微粒材料，支撑剂颗粒包括本体和壳体，本体通过铝矾土烧结制成且位于壳体内部，不同支撑剂颗粒的壳体外表面均带有同性电荷。
2.根据权利要求1所述的支撑剂，其特征在于，所述壳体为金属壳体，电镀在支撑剂颗粒本体表面。
3.根据权利要求1或2所述的支撑剂，其特征在于，所述本体的直径为0.425～0.85mm。
4.根据权利要求1或2所述的支撑剂，其特征在于，所述壳体的厚度为0.1～0.15mm。
5.一种权利要求1所述支撑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将铝矾土烧结得到颗粒直径为0.425～0.85mm的若干支撑剂颗粒本体；
步骤2：对步骤1中的每个支撑剂颗粒本体均电镀一层厚度为0.1～0.15mm的金属壳体，然后采用感应起电法使支撑剂颗粒表面均带同性电荷，得到支撑剂。
6.权利要求1所述的支撑剂在水力压裂中的应用。
7.根据权利要求6所述的支撑剂的应用，其特征在于，采用段塞式注入的方式，将所述支撑剂填充至水力压裂裂缝中。
8.根据权利要求7所述的支撑剂的应用，其特征在于，段塞式注入过程中，支撑剂段塞的浓度由低到高阶梯式变化，以80千克/立方米为阶梯，起始支撑剂浓度为80千克/立方米，最高为1200千克/立方米；每两个段塞之间间隔10分钟。
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