CN115537192A - 一种分流转向降阻剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分流转向降阻剂及其制备方法,所述制备方法包括以下步骤:S1:向反应釜中加入白油,开始搅拌,待搅拌的转速稳定后向所述反应釜内加入增效剂,持续搅拌T1时间后,向所述反应釜内加入乳化剂,持续搅拌T2时间;S2:向所述反应釜内加入暂堵剂,持续搅拌T3时间,获得乳液;S3:向所述乳液中加入悬浮剂,并在持续搅拌T4时间后,向所述乳液中加入聚丙烯酰胺,持续搅拌T5时间后即可获得所述分流转向降阻剂。本发明所述分流转向降阻剂具有暂堵分流和变粘降阻双重功能,其能够解决现有常规降阻剂使用过程中压裂液进流方向单一、流量分配不均匀、不能有效沟通储层大量微小孔缝的问题,实现“人造渗透率”,从而大幅度提高单井EUR。
Description
技术领域
本发明涉及储层缝网压裂改造技术领域,特别涉及一种分流转向降阻剂及其制备方法。
背景技术
我国非常规气藏资源开发潜力巨大,特别是四川盆地及周缘地区深层页岩气、致密砂岩成为开发热点区域,但这些区块储层两相应力差异较大,力学脆性指数低,大排量、大液量的改造方式只能增加改造储集层边界范围,水力方式很难联通大量裂隙形成复杂缝网;在成岩过程中,储集岩石发育了不同程度的粒内孔,粒间孔、晶间孔、有机质孔、充填或非充填微裂缝,其中这些非常规气藏储气孔隙的特征主要表现为孔隙大小和孔喉结构,而孔隙大小又分为纳米孔(1nm~1000nm)、微孔(1μm~62.5μm)、中孔(62.5μm~4000μm)和宏孔(4mm~256mm),而且页岩气储层孔隙形状多样,业内把吼道非常细小和闭孔称为不联通孔。通过调研非常规气藏多区块多井次的产量情况表明,初始产量都较高,但年递减率很快,高达50-70%,所以目前每口井的EUR最终非常低,投入产出比基本是亏损状态,究其原因是未考虑和无法有效动用页岩储层这些微细缝及以下微孔和不联通孔的产量,所以其产能贡献只停留于主裂缝和其沟通宏孔、部分中孔的泄气面积,没有形成彻底动用和高联通性。
当前非常规储层全部采用大排量施工,较大的施工排量会使压裂液沿着一个方向迅速到达裂缝深处,产生大的主裂缝,没有充足的时间进入小裂缝,限制了更多预先存在的天然裂缝与诱发裂缝的连接,大量压裂液主要以主裂缝作为流动通道,压裂液与岩石发生的水化作用也更少;由于压裂液分配不均匀,导致储层改造效果单一,改造不充分;这种情况下施工过程中的压裂液用降阻剂在压裂施工过程中只起到了在线混配,实时调粘造主缝和携砂的常规压裂液功能,对储层高联通性和缝网改造效果没有起到突出贡献作用。
发明内容
针对上述问题,本发明旨在提供一种分流转向降阻剂及其制备方法,以解决现有常规降阻剂使用过程中压裂液进流方向单一、流量分配不均匀、不能有效沟通储层大量微小孔缝的问题,即大排量大液量改造后提高单井产量不理想的问题。
本发明的技术方案如下:
一方面,提供一种分流转向降阻剂,包括以重量计的以下组分:白油35-55份、增效剂0.5-3.5份、悬浮剂0.5-2.5份、聚丙烯酰胺25-45份、乳化剂2.5-5.5份、暂堵剂5-10份。
作为优选,所述暂堵剂为非水溶性的可降解聚合物,所述可降解聚合物可在储层条件下通过地层温度和水分子作用降解为二氧化碳和水。
作为优选,所述暂堵剂的密度为1.0-1.3g/cm3。
作为优选,所述暂堵剂的粒径为200-500目。
作为优选,所述暂堵剂通过深冷粉碎设备进行粉碎加工,并采用脉动负压振动筛进行粒径筛选。
作为优选,所述暂堵剂为聚乙交酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚己内酯。
作为优选,所述增效剂为膨润土粉或高岭土粉,所述悬浮剂为三乙二醇单丁醚或改性脂肪酸,所述聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺,所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或司盘。
另一方面,还提供一种上述任意一项所述的分流转向降阻剂的制备方法,包括以下步骤:
S1:向反应釜中加入白油,开始搅拌,待搅拌的转速稳定后向所述反应釜内加入增效剂,持续搅拌T1时间后,向所述反应釜内加入乳化剂,持续搅拌T2时间;
S2:向所述反应釜内加入暂堵剂,持续搅拌T3时间,获得乳液;
S3:向所述乳液中加入悬浮剂,并在持续搅拌T4时间后,向所述乳液中加入聚丙烯酰胺,持续搅拌T5时间后即可获得所述分流转向降阻剂。
作为优选,步骤S2中,搅拌加入了暂堵剂的混合液时,所述混合液还进行外循环,所述外循环的循环通道内设有陶瓷雾化片,进行外循环的混合液雾化后重新进入所述反应釜。
作为优选,步骤S2获得乳液后将所述乳液转移到另一个反应釜内,步骤S3在所述另一个反应釜内进行。
本发明的有益效果是:
本发明所述分流转向降阻剂具有暂堵分流和变粘降阻双重功能,其能够在实现压裂液变粘降阻的同时,实现微细暂堵剂在裂缝缝端暂堵,促使改造流体重新分配路径,液体频繁大量分流,液体分流转向后可大量沟通储层微孔缝,形成一点多路的微细复杂缝网,微细复杂缝网形成后储层流体从基质到裂缝的渗流距离最短、基质流体向裂缝渗流所需压差最小,实现“揉碎地层”的目标,形成网络裂缝,实现“人造渗透率”,从而大幅度提高单井EUR。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个具体实施例本发明分流转向降阻剂的制备方法流程示意图;
图2为一个具体实施例采用本发明分流转向降阻剂进行压裂的施工曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。需要指出的是,除非另有指明,本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本发明公开使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。
一方面,本发明提供一种分流转向降阻剂,包括以重量计的以下组分:白油35-55份、增效剂0.5-3.5份、悬浮剂0.5-2.5份、聚丙烯酰胺25-45份、乳化剂2.5-5.5份、暂堵剂5-10份。
在上述实施例中,所述分流转向降阻剂为乳液流体状,其固相悬浮于液相内并且分散均匀,具有暂堵分流和变粘降阻双重功能。
在一个具体的实施例中,所述暂堵剂为非水溶性的可降解聚合物,所述可降解聚合物可在储层条件下通过地层温度和水分子作用降解为二氧化碳和水。在本实施例中,所述可降解聚合物采用非水溶性的可降解聚合物,其能够避免压后堵塞和污染储层,使本发明更加绿色环保。
可选地,所述暂堵剂的密度为1.0-1.3g/cm3。需要说明的是,本实施例选择该密度范围内的暂堵剂主要是为了能够在低排量下携带其进入地层深处。若施工排量较高也可相应的提高所选用的暂堵剂密度。
可选地,所述暂堵剂的粒径为200-500目。在本实施例中,选择200-500目粒径的暂堵剂主要是因为其与本实施例的目标储层的地质孔喉特性相匹配,该粒径能够确保可进入目标储层的微孔缝中。在其他实施例中使用本发明时,可通过测井解释和岩芯扫描获得所要压裂储层的地质孔喉特性数据,根据所述地质孔喉特性数据选择对应目标储层相应的暂堵剂孔径,确保选择的暂堵剂孔径能够顺利进入对应目标储层相应的微孔缝中。
在一个具体的实施例中,所述暂堵剂通过深冷粉碎设备进行粉碎加工,并采用脉动负压振动筛进行粒径筛选。在本实施例中,利用深冷粉碎设备进行粉碎加工能够解决常规聚合物材料微细加工过程中设备容易摩擦升温,材料容易高温胶化或者结团,基本无法加工的技术问题。采用脉动负压振动筛进行粒径筛选,能够通过超声波脉动+负压+震动结合的方式来解决微细粉末堆积在震动筛上无法正常分筛出料的技术问题。
在一个具体的实施例中,物料由人工进入螺旋输送料斗,通过输送进入预冷仓,打开液氮阀开始预冷,当预冷仓内温度达到设定温度后,物料由螺旋输送进入主机,从预冷仓到主机的输送过程中继续液氮降温,当物料进入粉碎机时,物料已经达到其催化点,开始粉碎。本设备调整主机刀具和相对位置可实现材料粒径被粉碎后形成的大小范围,主机刀具高速运转和固定刀具相对剪切、摩擦撞击,使物料达到粉碎,粉碎后的物料利用主机腔体内静分级的原理把成品物料分离,通过引风机负压抽入一级旋风分离器中。主机粉碎同时液氮可继续冷却主机温度,使主机内温度不升高,物料不会高温胶化或者结团;通过下料关风机排出进入振动筛筛分,旋风进行料气分离后,分离出来的氮气可作为冷源再次利用。粉碎后的物料为微细粉末,通过筛网筛孔为200-500目的脉动负压振动筛进行分筛出料,获得200-500目的暂堵剂粉末。
可选地,所述暂堵剂为聚乙交酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚己内酯。
在一个具体的实施例中,所述白油为5号白油、10号白油或15号白油,所述增效剂为膨润土粉或高岭土粉,所述悬浮剂为三乙二醇单丁醚或改性脂肪酸,所述聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺,所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或司盘。可选地,所述司盘采用司盘80。
在上述实施例中,采用阴离子型聚丙烯酰胺,其能够避免造成地层吸附伤害。需要说明的是,上述实施例的所述增效剂、悬浮剂、乳化剂仅为优选药剂,现有技术中的其他增效剂、悬浮剂、乳化剂也可适用于本发明。选用各药剂时需要注意各药剂之间的配伍性,例如上述各型号的白油即为在各增效剂、悬浮剂、乳化剂等确定后,进行配伍性试验优选出的白油型号。
另一方面,本发明还提供一种上述任意一项所述的分流转向降阻剂的制备方法,包括以下步骤:
S1:向反应釜中加入白油,开始搅拌,待搅拌的转速稳定后向所述反应釜内加入增效剂,持续搅拌T1时间后,向所述反应釜内加入乳化剂,持续搅拌T2时间;
S2:向所述反应釜内加入暂堵剂,持续搅拌T3时间,获得乳液;
S3:向所述乳液中加入悬浮剂,并在持续搅拌T4时间后,向所述乳液中加入聚丙烯酰胺,持续搅拌T5时间后即可获得所述分流转向降阻剂。
在一个具体的实施例中,所述T1时间、T2时间、T4时间、T5时间均为10min,所述T3时间为30min,各步骤的搅拌转速均为60r/min。需要说明的是,各步骤持续搅拌主要是为了使混合液混合均匀,不同的转速条件下,搅拌均匀所需的时间不同,使用本发明时,可根据具体的搅拌条件确定对应的搅拌时间,具体时间并非本发明的限制。
在一个具体的实施例中,由于采用的200-500目的暂堵剂为非常细微的粉末,将其加入反应釜后其完全漂浮在流体表面,搅拌过程中容易起团。因此,在本实施例中,步骤S2通过真空泵缓慢抽吸完暂堵剂粉末到反应釜内后,先持续搅拌10min,然后启动反应釜进行外循环,在外循环的循环通道通过陶瓷雾化片的高频谐振,将乳液流体结构打散使微细暂堵剂粉末均匀分散在乳液内,然后再重新进入反应釜。
在上述实施例中,利用电子高频震荡功能进行混配,能够防止暂堵剂在搅拌过程中起团,使混合液混合更加均匀。可选地,上述实施例的振荡频率采用1.7MHz或2.4MHz。
在一个具体的实施例中,为了连续生产,所述分流转向降阻剂利用两个反应釜进行制备,如图1所示,其中步骤S1和步骤S2在其中一个反应釜内进行,步骤S2之后,将获得乳液转移到另一个反应釜内,步骤S3在另一个反应釜内进行。在本实施例中,当步骤S3在另一个反应釜内进行时,之前的那个反应釜又可以重新开始进行步骤S1,如此实现连续生产,提高生产效率。
在一个具体的实施例中,某井第二段5913.00-5994.00m采用本发明所述分流转向降阻剂进行压裂。本实施例中,所采用的分流转向降阻剂配方为:10号白油55份、有机膨润土2.5份、三乙二醇单丁醚1.5份、阴离子聚丙烯酰胺粉36.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚1.7份、微细聚乙交酯8份。所采用的分流转向降阻剂性能如表1所示:
序号 | 检测项目 | 指标 | 序号 | 检测项目 | 指标 |
1 | 低粘滑溜水粘度,mm<sup>2</sup>/s | 2~3 | 5 | 表面张力a/mN/m | ≤28 |
2 | 高粘滑溜水粘度,mm<sup>2</sup>/s | 6~9 | 6 | 微细暂堵剂粒径,目 | 320-480 |
3 | 线性胶表观粘度,mPa·s | 15~18 | 7 | 微细暂堵剂含量度,% | 8% |
4 | 压裂液降阻率,% | ≥72 | 8 | CST比值 | <1.2 |
所述某井第二段的段长为81.00m,分8簇射孔,平均簇间距8.41m。压前开井压力58.9MPa。施工排量18.0m3/min,破裂压力100.60MPa、一般施工压力88.90-99.60MPa、瞬时停泵压力66.50MPa,施工过程中分流转向降阻剂进入地层后,施工曲线如图2所示。从图2可以看出,施工曲线起伏正常,施工压力在设计范围内,各低粘、高粘、线性胶不同类型液体正常在线实时切换,表明分流转向降阻剂变粘降阻效果非常明显;施工压力波动范围在3-5Mpa,表明微细暂堵剂进入地层后在裂缝缝端暂堵,施工压力上涨,同时促使改造流体重新分配路径,液体频繁大量分流,液体分流转向后大量沟通储层微孔缝,施工压力降低,施工全程泵注分流转向降阻剂,实现变粘降阻和分流转向同步实施,最终对改造储层形成了一点多路的微细复杂缝网。
综上所述,本发明具有暂堵分流和变粘降阻双重功能,能够解决现有常规降阻剂使用过程中压裂液进流方向单一、流量分配不均匀、不能有效沟通储层大量微小孔缝的问题,实现“人造渗透率”,从而大幅度提高单井EUR。与现有技术相比,本发明具有显著的进步。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种分流转向降阻剂,其特征在于,包括以重量计的以下组分:白油35-55份、增效剂0.5-3.5份、悬浮剂0.5-2.5份、聚丙烯酰胺25-45份、乳化剂2.5-5.5份、暂堵剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的分流转向降阻剂,其特征在于,所述暂堵剂为非水溶性的可降解聚合物,所述可降解聚合物可在储层条件下通过地层温度和水分子作用降解为二氧化碳和水。
3.根据权利要求2所述的分流转向降阻剂,其特征在于,所述暂堵剂的密度为1.0-1.3g/cm3。
4.根据权利要求2所述的分流转向降阻剂,其特征在于,所述暂堵剂的粒径为200-500目。
5.根据权利要求4所述的分流转向降阻剂,其特征在于,所述暂堵剂通过深冷粉碎设备进行粉碎加工,并采用脉动负压振动筛进行粒径筛选。
6.根据权利要求2-5中任意一项所述的分流转向降阻剂,其特征在于,所述暂堵剂为聚乙交酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚己内酯。
7.根据权利要求1所述的分流转向降阻剂,其特征在于,所述增效剂为膨润土粉或高岭土粉,所述悬浮剂为三乙二醇单丁醚或改性脂肪酸,所述聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺,所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或司盘。
8.一种权利要求1-7中任意一项所述的分流转向降阻剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:向反应釜中加入白油,开始搅拌,待搅拌的转速稳定后向所述反应釜内加入增效剂,持续搅拌T1时间后,向所述反应釜内加入乳化剂,持续搅拌T2时间;
S2:向所述反应釜内加入暂堵剂,持续搅拌T3时间,获得乳液;
S3:向所述乳液中加入悬浮剂,并在持续搅拌T4时间后,向所述乳液中加入聚丙烯酰胺,持续搅拌T5时间后即可获得所述分流转向降阻剂。
9.根据权利要求8所述的分流转向降阻剂的制备方法,其特征在于,步骤S2中,搅拌加入了暂堵剂的混合液时,所述混合液还进行外循环,所述外循环的循环通道内设有陶瓷雾化片,进行外循环的混合液雾化后重新进入所述反应釜。
10.根据权利要求8所述的分流转向降阻剂的制备方法,其特征在于,步骤S2获得乳液后将所述乳液转移到另一个反应釜内,步骤S3在所述另一个反应釜内进行。
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