本發(fā)明涉及石油化工，尤其是一種淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、我國的準(zhǔn)噶爾盆地、鄂爾多斯盆地，以及四川盆地西部均發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)量巨大的致密砂巖油氣資源。大多數(shù)低滲透油藏為巖性圈閉油藏或巖性-構(gòu)造圈閉油藏，致密砂巖儲(chǔ)層在固結(jié)成巖之后，在深埋藏過程中，一般都經(jīng)歷了較強(qiáng)的機(jī)械壓實(shí)作用和膠結(jié)作用使得此類儲(chǔ)層巖性致密，物性極差，非均質(zhì)性強(qiáng)，油氣藏壓力系數(shù)低，圈閉幅度低，自然產(chǎn)能低。這些特征決定了此類儲(chǔ)層的勘察與開發(fā)的難度。其中，鄂爾多斯盆地南部三疊系延長組，具有烴源巖發(fā)育，生儲(chǔ)蓋組合配套，勘探領(lǐng)域廣，潛力大的特點(diǎn)，野豬峁區(qū)塊主要開發(fā)層位為三疊系延長組長6/7期，油藏平均埋藏深度370-700m，油層組厚度99.6-126.1m。油藏低孔低滲，難以有效動(dòng)用，需要通過壓裂改造及暫堵轉(zhuǎn)向壓裂工藝實(shí)施，達(dá)到增產(chǎn)目的。

2、野豬峁區(qū)塊儲(chǔ)層天然裂縫發(fā)育，壓裂過程中主裂縫容易形成較大的動(dòng)態(tài)縫寬，水力壓裂過程中，加入暫堵轉(zhuǎn)向劑，能夠?qū)?yōu)勢裂縫暫時(shí)封堵，迫使壓裂液轉(zhuǎn)向，創(chuàng)建復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)，從而提高縱向裂縫覆蓋率和改造范圍，改造完成后暫堵轉(zhuǎn)向劑逐步溶解，被封堵的裂縫恢復(fù)導(dǎo)流能力，從而增加裂縫網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和密度，增大有效改造體積，提高儲(chǔ)層的滲透性，從而提高儲(chǔ)層氣的采收率。

3、現(xiàn)有常規(guī)成熟暫堵產(chǎn)品溶解溫度在50℃以上，針對(duì)深度＜1000米，儲(chǔ)層溫度＜50℃，現(xiàn)有暫堵產(chǎn)品大部分存在難以溶解，或溶解時(shí)間長，容易返排出的問題；或者，另一些暫堵劑存在溶解速度過快，封堵承壓強(qiáng)度不高的問題。例如現(xiàn)有專利cn?202010164238.3公開了一種用于儲(chǔ)層氣開采的智能轉(zhuǎn)向劑及其制備方法，發(fā)明提供的該智能轉(zhuǎn)向劑在地面條件下呈液態(tài)狀，粘度低，具有良好的注入性；該智能轉(zhuǎn)向劑注入儲(chǔ)層后可在煤儲(chǔ)層的低溫條件下受溫度刺激由液態(tài)狀相變?yōu)楣虘B(tài)狀。但該智能轉(zhuǎn)向劑在40℃低溫條件下，需要50天左右才能完全液化，不適用于超低溫儲(chǔ)層氣儲(chǔ)層快速壓裂改造。專利cn?201911092654.0公開了一種淺層低溫油藏微泡沫暫堵轉(zhuǎn)向劑及其制備方法，以nahco3、十六烷基苯磺酸鈉、羧甲基纖維素鈉、可溶性淀粉為主要原料制備微泡沫暫堵轉(zhuǎn)向劑，該暫堵轉(zhuǎn)向劑在30℃～40℃之間的淺層低溫油藏中使用，具有較好的注入性能，可優(yōu)先進(jìn)入低壓層，對(duì)低壓層封堵能力強(qiáng)，但對(duì)高壓層封堵能力弱。

4、因此針對(duì)淺層致密砂巖油氣藏的開采及增產(chǎn)改造，急需研究出一種針對(duì)淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)當(dāng)前淺層致密砂巖油氣藏開采中缺乏適用于低溫環(huán)境的暫堵劑的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑。

2、本發(fā)明提供的淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑，由如下重量百分比的組分制成：

3、聚合物基材50~70%、溫敏調(diào)節(jié)劑10~15%、填料10~20%、增塑劑5~15%；總計(jì)100%。

4、其中，所述聚合物基材為聚乙烯醇和聚乙二醇。

5、所述溫敏調(diào)節(jié)劑選自聚n-異丙基丙烯酰胺或聚乙烯吡咯烷酮或兩者的組合。

6、所述填料為氯化鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉中的至少一種。

7、所述增塑劑為甘油、二縮三乙二醇、n-甲基吡咯烷中的至少一種。增塑劑的主要作用是提高填料與聚合物基材熔融塑化過程中的相容性，使得聚合物的韌性與無機(jī)填料的高強(qiáng)度得以有兼顧，使得暫堵轉(zhuǎn)向劑具有良好的成型加工性能，生產(chǎn)工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

8、優(yōu)選的是，所述聚乙烯醇為聚乙烯醇0588，所述聚乙二醇為peg-10000。

9、所述淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑的制備方法如下：

10、首先，將聚合物基材、溫敏調(diào)節(jié)劑、填料、增塑劑在混料機(jī)中共混攪拌均勻；然后將混合物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融塑化擠出，冷卻，造粒，得到所述淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑顆粒。

11、其中，擠出機(jī)?？谥睆剑?~5mm。熔融擠出條件為：雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)料段溫度40～60℃，熔融段溫度150～200℃，壓縮段溫度160～220℃和計(jì)量段溫度180～230℃，熔融塑化時(shí)間：3~6min；

12、所述冷卻方式為風(fēng)冷，溫度為20～40℃。

13、制備的暫堵轉(zhuǎn)向劑顆粒的粒徑為1-7mm。

14、所述暫堵轉(zhuǎn)向劑的密度在1.00~1.40g/cm3范圍內(nèi)。

15、所述暫堵轉(zhuǎn)向劑在油藏溫度范圍在20℃～50℃的淺層儲(chǔ)層氣油藏中使用。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益之處在于：

17、（1）該暫堵轉(zhuǎn)向劑為1~7mm固體顆粒，在超低溫條件下，水中可分散，易于加注，壓裂暫堵施工過程中具有良好的加注性能。

18、（2）該暫堵轉(zhuǎn)向劑注入儲(chǔ)層后在儲(chǔ)層溫度和介質(zhì)作用下，暫堵轉(zhuǎn)向劑顆粒表面吸水緩慢軟化自聚集，內(nèi)部仍為剛性高強(qiáng)度的半固態(tài)凝膠狀，通過調(diào)節(jié)暫堵轉(zhuǎn)向劑的配方比例或暫堵轉(zhuǎn)向劑的加注濃度來調(diào)節(jié)控制超低溫條件下相變時(shí)間，溶解時(shí)間以及承壓強(qiáng)度。

19、（3）該暫堵轉(zhuǎn)向劑在壓力和水介質(zhì)的作用下，形成濾餅后表面軟化自聚集粘接，不需要填充粉末即可達(dá)到高效封堵轉(zhuǎn)向，且承壓強(qiáng)度高，在保障對(duì)裂縫有效封堵的同時(shí)，增大了暫堵后轉(zhuǎn)向形成新的裂縫；該暫堵轉(zhuǎn)向劑的承壓強(qiáng)度≥10mpa、承壓時(shí)間≥2h，在20~50℃超低溫下，大于36h的溶解率≥90%。

20、（4）在儲(chǔ)層氣井淺層超低溫儲(chǔ)層每層壓裂過程中，加入本發(fā)明的暫堵轉(zhuǎn)向劑，能夠?qū)α芽p端部進(jìn)行暫堵，迫使壓裂液在井筒內(nèi)轉(zhuǎn)向，從而提高縱向裂縫覆蓋率和改造范圍，提高采收率。

21、（5）該暫堵轉(zhuǎn)向劑在20~50℃淺層低溫儲(chǔ)層縫口或縫內(nèi)暫堵使用，在超低溫條件下能夠溶解，溶解后環(huán)保無殘?jiān)苊鈱?duì)淺層儲(chǔ)層氣儲(chǔ)層的地質(zhì)傷害。

22、（6）該暫堵轉(zhuǎn)向劑的制備方法工藝簡單，易于操作，易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)推廣價(jià)值。

23、本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

技術(shù)特征：

1.一種淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，由如下重量百分比的組分制成：

2.如權(quán)利要求1所述的淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述填料為氯化鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉中的至少一種。

3.如權(quán)利要求1所述的淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述增塑劑為甘油、二縮三乙二醇、n-甲基吡咯烷中的至少一種。

4.如權(quán)利要求1所述的淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述聚乙烯醇為聚乙烯醇0588，所述聚乙二醇為peg-10000。

5.如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，制備方法如下：

6.如權(quán)利要求5所述的淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，熔融塑化擠出的條件為：雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)料段溫度40～60℃，熔融段溫度150～200℃，壓縮段溫度160～220℃和計(jì)量段溫度180～230℃，熔融塑化時(shí)間：3~6min。

7.如權(quán)利要求5所述的淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述暫堵轉(zhuǎn)向劑顆粒的粒徑為1-7mm。

8.如權(quán)利要求1所述的淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑的應(yīng)用，其特征在于，用作淺層致密砂巖壓裂的暫堵轉(zhuǎn)向劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種淺層致密砂巖壓裂用超低溫自聚集暫堵轉(zhuǎn)向劑及其應(yīng)用，其由如下重量百分比的組分制成：聚合物基材50~70%、溫敏調(diào)節(jié)劑10~15%、填料10~20%、增塑劑5~15%；總計(jì)100%；所述聚合物基材為聚乙烯醇和聚乙二醇；溫敏調(diào)節(jié)劑選自聚N?異丙基丙烯酰胺或聚乙烯吡咯烷酮或兩者的組合；填料為氯化鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉中的至少一種；增塑劑為甘油、二縮三乙二醇、N?甲基吡咯烷中的至少一種。首先將聚合物基材、溫敏調(diào)節(jié)劑、填料、增塑劑在混料機(jī)中共混攪拌均勻；然后將混合物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融塑化擠出，冷卻，造粒，得到暫堵轉(zhuǎn)向劑顆粒。本發(fā)明的暫堵轉(zhuǎn)向劑在油藏溫度范圍在20℃～50℃的淺層致密砂巖中使用。

技術(shù)研發(fā)人員：張恒,高飛龍,吳東軍,薛賽紅,高勇,馮曉偉,鄧圣學(xué)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：延長油田股份有限公司七里村采油廠
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15