《一种体积压裂改造裂缝堵水剂及堵水施工方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种体积压裂改造裂缝堵水剂及堵水施工方法.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104099074A43申请公布日20141015CN104099074A21申请号201410254211822申请日20140610C09K8/512200601E21B33/1320060171申请人中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院地址710016陕西省西安市未央区凤城四路长庆科技大厦72发明人郑维师蒋文学黄永章马托付振银武龙王忍峰金娜王玉功苏伟东文果孟庆聪唐东珠74专利代理机构西安吉盛专利代理有限责任公司61108代理人张培勋54发明名称一种体积压裂改造裂缝堵水剂及堵水施工方法57摘要本发明公开了一种体积压裂改造裂缝堵水剂及堵水施工方法，该堵水剂各组分按。
2、重量百分比的组成液体橡胶4060、溶剂2030、纳米颗粒515、膨胀树脂颗粒515、交联剂13、引发剂011和纤维00102。施工方法1）堵水剂制备；2）以100300L/MIN排量将堵水剂注入地层；3）向地层注入隔离液段塞和破胶剂；4）清水顶替，并将施工排量提高至500700L/MIN，结束后关井口24小时。本施工方法方便快捷，减少了因体积压裂改造后网络裂缝发育导致堵水剂用量大和堵水剂缩水老化失效的缺点，扩大了堵水储层应用的温度范围，延长了生产井堵水的有效期，降低生产井体积压裂后期的含水率，能提高储层的采收率。51INTCL权利要求书1页说明书6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利。
3、申请权利要求书1页说明书6页10申请公布号CN104099074ACN104099074A1/1页21一种体积压裂改造裂缝堵水剂，其特征在于包括如下组分，各组分按重量百分比的组成为液体橡胶4060、溶剂2030、纳米颗粒515、膨胀树脂颗粒515、交联剂13、引发剂011和纤维00102。2根据权利要求1所述的体积压裂改造裂缝堵水剂，其特征在于所述液体橡胶为端羧基聚丁二烯液体橡胶、端羟基聚丁二烯液体橡胶、聚戊二烯液体橡胶中的任一种。3根据权利要求1所述的体积压裂改造裂缝堵水剂，其特征在于所述溶剂为N，N二甲基甲酰胺、N，N二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的任一种。4根据权利要求1所述的体积压裂改造裂。
4、缝堵水剂，其特征在于所述纳米颗粒为纳米碳酸钙。5根据权利要求1所述的体积压裂改造裂缝堵水剂，其特征在于所述膨胀树脂颗粒为聚乙烯醇膨胀树脂颗粒，该颗粒的粒径范围为300600目。6根据权利要求1所述的体积压裂改造裂缝堵水剂，其特征在于所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。7根据权利要求1所述的体积压裂改造裂缝堵水剂，其特征在于所述引发剂为过氧化丁二酸、过氧化戊二酸中的任一种。8根据权利要求1所述的体积压裂改造裂缝堵水剂，其特征在于所述纤维为改性聚乙烯醇纤维。9采用权利要求1所述的体积压裂改造裂缝堵水剂进行堵水施工方法，其特征在于包括如下步骤，各步骤所述百分比均为重量百分比用混砂车将4060液体橡胶和。
5、2030溶剂吸入混砂池内，用混砂车搅砂轮加入515纳米颗粒和515膨胀树脂颗粒，再用混砂车比例泵加入13交联剂，向混砂池内人工加入011引发剂和00102纤维，将本步骤所述物料混合均匀，即获得堵水剂；采用混砂车将步骤1）制备的堵水剂泵送至水泥车，经水泥车以100300L/MIN排量将堵水剂注入地层；再向地层中注入隔离液段塞，所述隔离液段塞的注入量为堵水剂总用量的5080；再向地层中注入515M3破胶剂；最后注入清水作为顶替液，并将施工排量提高至500700L/MIN，施工结束后关闭井口24小时，所述顶替液的注入体积为井筒油管内容积与前期体积压裂改造加入支撑剂数量2倍的容积的总和。10根据权利要。
6、求9所述的体积压裂改造裂缝堵水施工方法，其特征在于，所述隔离液段塞由下述组分组成，各组分重量百分比为粘土稳定剂052、助排剂052、氯化铵052、羟丙基胍尔胶0305、有机硼交联剂0205和水930980。11根据权利要求10所述的体积压裂改造裂缝堵水施工方法，其特征在于，所述粘土稳定剂为G511NWJ粘土稳定剂；助排剂为G517XZ助排剂；有机硼交联剂为G501YJ有机硼交联剂；其中，G511NWJ粘土稳定剂、G517XZ助排剂、G501YJ有机硼交联剂均为川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院自主研发产品。12根据权利要求9所述的体积压裂改造裂缝堵水施工方法，其特征在于，所述破胶剂是质量分。
7、数为的510双氧水。权利要求书CN104099074A1/6页3一种体积压裂改造裂缝堵水剂及堵水施工方法技术领域0001本发明属于石油开采技术领域，涉及一种体积压裂改造裂缝堵水剂，还涉及该堵水剂在体积压裂改造裂缝堵水中的施工方法，尤其适用于石油开采中压裂改造后期的修井作业。背景技术0002体积压裂是通过水力压裂对储层实施改造，在形成一条或者多条主裂缝的同时，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，实现对天然裂缝、岩石层理的沟通，以及在主裂缝的侧向强制形成次生裂缝，并在次生裂缝上继续分支形成二级次生裂缝，以此类推，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络。从而将可以进行渗流的有效储层打碎，实现。
8、长、宽、高三维方向的全面改造，增大渗流面积及导流能力，提高初始产量和最终采收率。0003目前，体积压裂已成为低渗透油田常规直井和水平井增产改造作业的一种重点推广模式。由于低渗透油田已实施注水开发，经体积压裂产生网络裂缝的常规直井在注水受效后含水易急剧上升，甚至“水淹”，在水平井体积压裂后某一段注水受效后，注入水会延网络裂缝快速进入水平段，使产油量锐减，整体含水上升或“水淹”。生产井经体积压裂改造比常规压裂改造有提高初始产量优势，但存在更高的“水淹”风险。0004专利文献CN102102012A（公开日为2011年6月23日）公开了一种水平井选择性堵水剂及其制备方法。所述堵水剂中各组分重量份为聚。
9、合物单体650750份，表活性中间体450575份，调节剂085100份，水85758815份。所述堵水剂的制备方法包括将表活性中间体加入水中，再加入聚合物单体，搅拌至均匀；待表活性中间体和聚合物单体反应之后加入调节剂，再搅拌反应；将反应产物烘干，粉碎成颗粒，筛分得到水平井选择性堵水剂颗粒。所述堵水剂的有益效果是具有较强的油、水选择性，合成生产方便，化学性能稳定，适应性强，施工工艺简单；同时，还可以提高高含水老油田水平井开发的波及效率，扩大波及体积，提高石油采收率。0005以上述专利文献为代表的采用聚合物单体堵水的方法存在的主要问题概括为1、由于体积压裂产生网络裂缝较常规空间大，尤其水平井产水。
10、后井底出水压力高，聚合物单体经聚合后堵水剂强度较小，在网络裂缝内靠堵水剂粘附力吸附，经地层水浸泡后粘附力降低，易堵不住网络裂缝出水点。2、聚合物单体经聚合后堵水剂会聚合收缩，产生裂缝间隙，降低堵水效果，同时在堵水剂长时间高温环境中易降解失效，缩短堵水有效时间。3、聚合物单体和金属交联剂均存在有一定毒性，不利于现场施工和入井液环境保护要求。4、聚合物单体经聚合后堵水剂具有温度使用范围限制（最高温和最低温）。发明内容0006本发明针对上述现有技术存在的缺陷，提供了一种体积压裂改造裂缝堵水剂以及应用该堵水剂实现体积压裂改造裂缝堵水的施工方法。针对体积压裂改造网络裂缝，采用本方法提供的堵水剂及施工方法。
11、，无需考虑储层温度、地层水矿化度、网络裂缝空间大小限说明书CN104099074A2/6页4制，能一次完全封住网络裂缝出水点，长期有效，施工方便快捷，安全环保，具有一定的堵水选择性，能满足生产井体积压裂改造后的堵水要求。0007本发明采取的技术方案是一种体积压裂改造裂缝堵水剂，包括如下组分，各组分按重量百分比的组成为液体橡胶4060、溶剂2030、纳米颗粒515、膨胀树脂颗粒515、交联剂13、引发剂011和纤维00102。0008优选地，所述液体橡胶为端羧基聚丁二烯液体橡胶、端羟基聚丁二烯液体橡胶、聚戊二烯液体橡胶中的任一种。0009优选地，所述溶剂为N，N二甲基甲酰胺、N，N二甲基乙酰胺、。
12、二甲基亚砜中的任一种。0010优选地，所述纳米颗粒为纳米碳酸钙。0011优选地，所述膨胀树脂颗粒为聚乙烯醇膨胀树脂颗粒，该颗粒的粒径范围为300600目。0012优选地，所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。0013优选地，所述引发剂为过氧化丁二酸、过氧化戊二酸中的任一种。0014优选地，所述纤维为改性聚乙烯醇纤维。0015采用上述体积压裂改造裂缝堵水剂进行堵水施工方法，包括如下步骤，各步骤所述百分比均为重量百分比1）用混砂车将4060液体橡胶和2030溶剂吸入混砂池内，用混砂车搅砂轮加入515纳米颗粒和515膨胀树脂颗粒，再用混砂车比例泵加入13交联剂，向混砂池内人工加入011引发剂和00102。
13、纤维，将本步骤所述物料混合均匀，即获得堵水剂；2）采用混砂车将步骤1）制备的堵水剂泵送至水泥车，经水泥车以100300L/MIN排量将堵水剂注入地层；3）再向地层中注入隔离液段塞，所述隔离液段塞的注入量为堵水剂总用量的5080；4）再向地层中注入515M3破胶剂；5）最后注入清水作为顶替液，并将施工排量提高至500700L/MIN，施工结束后关闭井口24小时，所述顶替液的注入体积为井筒油管内容积与前期体积压裂改造加入支撑剂数量2倍的容积总和。0016优选地，所述隔离液段塞由下述组分组成，各组分重量百分比为粘土稳定剂052、助排剂052、氯化铵052、羟丙基胍尔胶0305、有机硼交联剂0205和。
14、水930980。0017优选地，所述粘土稳定剂为G511NWJ粘土稳定剂；助排剂为G517XZ助排剂；有机硼交联剂为G501YJ有机硼交联剂；其中，G511NWJ粘土稳定剂、G517XZ助排剂、G501YJ有机硼交联剂均为川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院自主研发产品。0018优选地，所述破胶剂是质量分数为的510双氧水。0019与现有技术相比，本发明的有益效果是1、本发明采用的体积压裂改造裂缝堵水施工方法，减少堵水剂现场配液后残留物对环境污染，施工方便快捷，同时减少网络裂缝空间大小对堵水剂用量要求限制，具有一定的堵水选择性，能满足生产井体积压裂改造后的堵水需求。说明书CN10409907。
15、4A3/6页500202、本发明选用液体橡胶作为体积压裂改造裂缝堵水剂的有效成分，可将堵水剂使用范围扩大，满足20150的储层，地层水矿化度的高低不影响堵水剂性能，储层条件下封堵强度最大，堵水选择性高。00213、本发明所述体积压裂改造裂缝堵水剂中还含有纳米颗粒和膨胀树脂颗粒，能促进堵水剂配方整体强度增加，封堵能力达到最强，同时不影响配方整体在储层网络裂缝内膨胀性能。00224、本发明中所述体积压裂改造裂缝堵水剂中还含有交联剂和引发剂，堵水剂强度更高，膨胀性能最佳，通过膨胀调节裂缝封堵，减少因粘附力降低而堵水失效，延长堵水剂作用时间。00235、在体积压裂改造裂缝堵水施工方法中，采用注入一定量。
16、的隔离液段塞，减少注入液体流动“指进”现象，将堵水剂均匀推至设计要求目的地。00246、本发明中以一定量的清水作为顶替液，并将施工排量提高至500700L/MIN，可使堵水剂快速到达网络裂缝的远端，对出水点进行一次完全封堵，减少堵水剂用量，恢复该井或该储层段生产产量。0025以下将结合实施例对本发明做进一步详细说明。具体实施方式0026在鄂尔多斯盆地低渗透油田中，2013年采用体积压裂改造井超过800井次，在二次采油中有已出现部分体积压裂改造井含水快速上升问题，常规堵水方法效果不明显。0027针对体积压裂改造后网络裂缝发育导致堵水剂用量大和堵水剂缩水老化失效的缺点，本发明研发了一种液体橡胶堵水。
17、剂产品，通过膨胀调节裂缝封堵，减少因粘附力降低而堵水失效，延长堵水剂作用时间。在此基础上，本发明利用新研制的堵水剂，提供了一种体积压裂改造裂缝堵水施工方法，通过排量控制和多级注入方式，减少堵水剂现场配液后残留物对环境污染，施工方便快捷，同时减少网络裂缝空间大小对堵水剂用量要求限制，扩大了堵水剂使用温度范围，具有一定的堵水选择性，可实现一次完全封堵体积压裂改造网络裂缝出水点，能满足生产井体积压裂改造后的堵水需求。0028本发明提供的体积压裂改造裂缝堵水施工方法可以有效地解决体积压裂改造后网络裂缝发育导致堵水剂用量大和堵水剂缩水老化失效的问题，扩大了堵水储层应用的温度范围，延长了生产井堵水的有效期。
18、，降低生产井体积压裂后期的含水率，能提高储层的采收率。该发明的应用具有广阔的前景，该发明的应用将进一步推动体积压裂技术在低渗透油田的发展，最终提高低渗透油田储层的采收率。0029实施例1本实例提供了一种体积压裂改造裂缝堵水剂，作为优选，各组分按重量百分比的组成为液体橡胶40、溶剂268、纳米颗粒15、聚乙烯醇（PVA）膨胀树脂颗粒15、交联剂2、引发剂1和改性聚乙烯醇纤维02。0030其中，所述液体橡胶为含有两种组分的混合物，以重量百分比计，两种组分为40端羧基聚丁二烯液体橡胶和60端羟基聚丁二烯液体橡胶。以液体橡胶作为堵水剂的主要成分之一，可将堵水剂的使用范围扩大，满足不同温度储层的施工要求。
19、，并且地层水矿化度的高低不影响堵水剂性能，储层条件下封堵强度较大，堵水选择性高。说明书CN104099074A4/6页60031其中，所述溶剂为混合溶剂，混合溶剂为N，N二甲基乙酰胺和二甲基亚砜的混合物。其中，每种组分以重量百分比计均为50。0032其中，所述纳米颗粒为纳米碳酸钙。所述的PVA膨胀树脂颗粒的粒径是600目。纳米碳酸钙和PVA膨胀树脂颗粒的加入，能增加堵水剂配方整体强度，提高堵水剂的封堵能力，同时不影响配方整体在储层网络裂缝内膨胀性能。0033其中，所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。所述引发剂为质量分数为7的过氧化丁二酸水溶液。交联剂和引发剂的使用，可使堵水剂的强度更高，膨胀性能。
20、较佳，通过膨胀调节裂缝封堵，减少因粘附力降低而堵水失效，延长堵水剂作用时间。0034进一步地，采用上述体积压裂改造裂缝堵水剂进行堵水施工，施工方法包括如下步骤，各步骤所述百分比均为重量百分比1）用混砂车将40液体橡胶和268溶剂吸入混砂池内，用混砂车搅砂轮加入15纳米碳酸钙和15PVA膨胀树脂颗粒，再用混砂车比例泵加入2交联剂，向混砂池内人工加入1引发剂和02改性聚乙烯醇纤维，将本步骤所述物料混合均匀，即获得堵水剂；2）采用混砂车将步骤1）制备的堵水剂泵送至水泥车，经水泥车以100L/MIN排量将堵水剂注入地层；3）再向地层中注入30M3隔离液段塞（堵水剂总用量的50）。所述隔离液段塞以重量百。
21、分比计为05粘土稳定剂、05助排剂、1氯化铵，03羟丙基胍尔胶，03有机硼交联剂和974水组成的混合物。本步骤中，粘土稳定剂为G511NWJ粘土稳定剂；助排剂为G517XZ助排剂；有机硼交联剂为G501YJ有机硼交联剂；其中，G511NWJ粘土稳定剂、G517XZ助排剂、G501YJ有机硼交联剂均为川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院自主研发产品。00354）再向地层中注入10M3破胶剂；所述破胶剂为以重量百分比计6双氧水和94水的混合物。00365）最后注入112M3清水作为顶替液（所述顶替液的注入体积为井筒油管内容积与前期体积压裂改造加入支撑剂数量2倍的容积的总和，由于每一口体积压裂井加。
22、砂改造的规模不同，裂缝空间相应的也不同，所以要根据具体的井情况来设计，以设定前期体积压裂加砂量50方，井深3000M计算），并将施工排量提高至700L/MIN，施工结束后关闭井口24小时，可实现体积压裂改造网络裂缝出水点一次完全封堵。0037实施例2本实例提供了一种体积压裂改造裂缝堵水剂，作为优选，各组分按重量百分比的组成为液体橡胶60、溶剂20、纳米颗粒8、聚乙烯醇（PVA）膨胀树脂颗粒8、交联剂3、引发剂09和改性聚乙烯醇纤维01。0038其中，所述液体橡胶为含有两种组分的混合物，以重量百分比计，两种组分为20端羧基聚丁二烯液体橡胶和80聚戊二烯液体橡胶。以液体橡胶作为堵水剂的主要成分之一。
23、，可将堵水剂的使用范围扩大，满足不同温度储层的施工要求，并且地层水矿化度的高低不影响堵水剂性能，储层条件下封堵强度较大，堵水选择性高。0039其中，所述溶剂为混合溶剂，以重量百分比计，混合溶剂的组成为30N，N二甲基甲酰胺和70N，N二甲基乙酰胺。0040其中，所述纳米颗粒为纳米碳酸钙。所述的PVA膨胀树脂颗粒的粒径是500目。纳说明书CN104099074A5/6页7米碳酸钙和PVA膨胀树脂颗粒的加入，能增加堵水剂配方整体强度，提高堵水剂的封堵能力，同时不影响配方整体在储层网络裂缝内膨胀性能。0041其中，所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。所述引发剂为质量分数为7的过氧化戊二酸水溶液。交联剂。
24、和引发剂的使用，可使堵水剂的强度更高，膨胀性能较佳，通过膨胀调节裂缝封堵，减少因粘附力降低而堵水失效，延长堵水剂作用时间。0042进一步地，采用上述体积压裂改造裂缝堵水剂进行堵水施工，施工方法包括如下步骤，各步骤所述百分比均为重量百分比1）用混砂车将60液体橡胶和20溶剂吸入混砂池内，用混砂车搅砂轮加入8纳米碳酸钙和8PVA膨胀树脂颗粒，再用混砂车比例泵加入3交联剂，向混砂池内人工加入09引发剂和01改性聚乙烯醇纤维，将本步骤所述物料混合均匀，即获得堵水剂；2）采用混砂车将步骤1）制备的堵水剂泵送至水泥车，经水泥车以300L/MIN排量将堵水剂注入地层；3）再向地层中注入40M3隔离液段塞（堵。
25、水剂总用量的80）。所述隔离液段塞以重量百分比计为08粘土稳定剂、08助排剂、2氯化铵，05羟丙基胍尔胶，05有机硼交联剂和954水组成的混合物。本步骤中，粘土稳定剂为G511NWJ粘土稳定剂；助排剂为G517XZ助排剂；有机硼交联剂为G501YJ有机硼交联剂；其中，G511NWJ粘土稳定剂、G517XZ助排剂、G501YJ有机硼交联剂均为川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院自主研发产品。00434）再向地层中注入7M3破胶剂；所述破胶剂为以重量百分比计8双氧水和92水的混合物。00445）最后注入166M3清水作为顶替液（所述顶替液的注入体积为井筒油管内容积与前期体积压裂改造加入支撑剂数量。
26、2倍的容积的总和，由于每一口体积压裂井加砂改造的规模不同，裂缝空间相应的也不同，所以要根据具体的井情况来设计，以设定前期体积压裂加砂量80方，井深2000M计算），并将施工排量提高至500L/MIN，施工结束后关闭井口24小时，可实现体积压裂改造网络裂缝出水点一次完全封堵。0045实施例3本实例提供了一种体积压裂改造裂缝堵水剂，作为优选，各组分按重量百分比的组成为液体橡胶50、溶剂25、纳米颗粒11、聚乙烯醇（PVA）膨胀树脂颗粒11、交联剂25、引发剂045和改性聚乙烯醇纤维005。0046其中，所述液体橡胶为含有三种组分的混合物，以重量百分比计，三种组分为10端羧基聚丁二烯液体橡胶、80端。
27、羟基聚丁二烯液体橡胶和10聚戊二烯液体橡胶。以液体橡胶作为堵水剂的主要成分之一，可将堵水剂的使用范围扩大，满足不同温度储层的施工要求，并且地层水矿化度的高低不影响堵水剂性能，储层条件下封堵强度较大，堵水选择性高。0047其中，所述溶剂为混合溶剂，以重量百分比计，混合溶剂的组成为80N，N二甲基乙酰胺和20二甲基亚砜。0048其中，所述纳米颗粒为纳米碳酸钙。所述的PVA膨胀树脂颗粒的粒径是500目。纳米碳酸钙和PVA膨胀树脂颗粒的加入，能增加堵水剂配方整体强度，提高堵水剂的封堵能力，同时不影响配方整体在储层网络裂缝内膨胀性能。说明书CN104099074A6/6页80049其中，所述交联剂为三烯。
28、丙基异三聚氰酸酯。所述引发剂各组分按重量百分比为6过氧化丁二酸、1过氧化戊二酸和93水的混合物。交联剂和引发剂的使用，可使堵水剂的强度更高，膨胀性能较佳，通过膨胀调节裂缝封堵，减少因粘附力降低而堵水失效，延长堵水剂作用时间。0050进一步地，采用上述体积压裂改造裂缝堵水剂进行堵水施工，施工方法包括如下步骤，各步骤所述百分比均为重量百分比1）用混砂车将50液体橡胶和25溶剂吸入混砂池内，用混砂车搅砂轮加入11纳米碳酸钙和11PVA膨胀树脂颗粒，再用混砂车比例泵加入25交联剂，向混砂池内人工加入045引发剂和005改性聚乙烯醇纤维，将本步骤所述物料混合均匀，即获得堵水剂；2）采用混砂车将步骤1）制。
29、备的堵水剂泵送至水泥车，经水泥车以200L/MIN排量将堵水剂注入地层；3）再向地层中注入385M3隔离液段塞（堵水剂总用量的70）。所述隔离液段塞以重量百分比计为2粘土稳定剂、1助排剂、1氯化铵，04羟丙基胍尔胶，04有机硼交联剂和952水组成的混合物。本步骤中，粘土稳定剂为G511NWJ粘土稳定剂；助排剂为G517XZ助排剂；有机硼交联剂为G501YJ有机硼交联剂；其中，G511NWJ粘土稳定剂、G517XZ助排剂、G501YJ有机硼交联剂均为川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院自主研发产品。00514）再向地层中注入15M3破胶剂；所述破胶剂为以重量百分比计5双氧水和95水的混合物。00525）最后注入143M3清水作为顶替液（所述顶替液的注入体积为井筒油管内容积与前期体积压裂改造加入支撑剂数量2倍的容积的总和，由于每一口体积压裂井加砂改造的规模不同，裂缝空间相应的也不同，所以要根据具体的井情况来设计，以设定前期体积压裂加砂量70方，井深1000M计算），并将施工排量提高至600L/MIN，施工结束后关闭井口24小时，可实现体积压裂改造网络裂缝出水点一次完全封堵。0053上面对本发明的实施方式作了说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。说明书CN104099074A。