專利名稱：基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備工藝。
背景技術：
低滲透油藏，在我國是一般指滲透率介于10-50X10-3 μ m2之間的油層所構成的油藏。隨著勘探和開發(fā)程度的不斷加深，我國低滲透率油藏在總探明儲量和已動用儲量中所占的比例越來越高，在保持和推動石油工業(yè)發(fā)展中所發(fā)揮的作用越來越大。如以中國石油天然氣集團公司為例，至2001年底，探明石油地質儲量145X108t，其中低滲透儲量44X108t,占30%;動用石油地質儲量110X108t，其中低滲透儲量21X108t，占19%;剩余探明未動用石油地質儲量35X108t，其中低滲透儲量22X108t，占62%。近期當年探明的儲量中，低滲透儲量所占的比例更大，高達65% 70%。如何動用好和開發(fā)好低滲透油田儲量，對我國石油工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和保證我國石油安全具有十分重要的意義。低滲透油藏由于儲層物性差，油井產量低，而且由于孔隙結構復雜，滲流狀態(tài)異常，導致其油田開發(fā)特征與中高滲透油藏有很大的不同，甚至發(fā)生質的變化。低滲透油田開發(fā)具有如下基本特征(1)油井自然產能低，壓裂改造后才具有工業(yè)開采價值；(2)滲流規(guī)律不遵循達西定律，具有啟動壓力梯度；(3)天然能量小，壓力、產量下降快，一次采收率低；(4)注水井吸水能力低，啟動壓力和注水壓力上升快；(5)油井見水后產液指數(shù)急劇下降，穩(wěn)產難度很大。水力壓裂技術作為油氣井增產、水井增注的主要措施已廣泛應用在低滲透油氣田的開發(fā)中，為油氣田的穩(wěn)產做出了重要貢獻。通過水力壓裂改善了井底附近的滲流條件，溝通油氣儲集區(qū)和改變油氣流動方式，提高了油氣井產能。國內低滲油氣田的產量和通過水力壓裂改造獲得的產量都在逐年迅速增加。經過水力壓裂后的油、氣、水井，由于受當時壓裂工藝、材料、設備工具的限制，規(guī)模欠小，材料選用不當，設備功率有限等原因會導致水力裂縫導流能力大幅降低而逐漸失去作用；有些則因井層選擇不當或作業(yè)方面原因也未能有效，同時經過長期開發(fā)，主要油氣田已進入中、高含水期的開發(fā)階段，高產穩(wěn)產的難度越來越大；對這類油氣井，為了獲得高產和經濟的開采效益，需要進行重復壓裂。1987年美國能源部在多井實驗中進行改變應力的壓裂實驗，首先證明了地應力場受到鄰井裂縫影響。Dowell公司根據(jù)實驗和模擬地應力研究認為，地層中存在支撐裂縫將改變井眼附近應力分布，使重復壓裂的起裂方位垂直于初次裂縫，離開井眼一定范圍后再轉向到平行于初次裂縫方位延伸。Chen & Minner等研究認為孔隙壓力變化導致新裂縫近似垂直于前次裂縫或與前次裂縫成一銳角。Chevron石油技術公司在美國Lost Hill油田的測試表明，重復壓裂裂縫方位與初次裂縫方向偏移30° ;Unocal公司在Van油田的重復壓裂測試證實了重復壓裂裂縫可能與前次裂縫方位偏離60°。這些實驗與研究有力的推動了重復壓裂技術的發(fā)展，取得了極其顯著的經濟效益。例如，美國最早開發(fā)的油田之一Rangely油田，許多井重復壓裂達4次,成功率達70_80%;美國阿拉斯加Kuparuk River油田的385 口生產井中重復壓裂185 口，壓后采油指數(shù)平均提高了兩倍。近年來國內大慶、勝利、長慶、大港、吉林等油田也進行了大量的重復壓裂作業(yè)，并從理論和實踐上作了一定的探索，取得了一些經驗與認識。從1995年開始，西南石油大學先后與遼河油田、長慶油田、新疆油田和勝利油田開展了重復壓裂技術研究，且與長慶油田、新疆油田合作中展開了高含水期堵老縫壓新縫的改向重復壓裂試驗，取得了很好的增產效果，開辟了重復壓裂研究的新方向。堵壓一體化技術的過程是先用堵劑長效封堵或暫時封堵老裂縫，然后用水力壓裂工藝在地層其它方位壓開新裂縫，以達到重新改造儲層，提高油層采收率的目的。堵劑封堵裂縫后，后續(xù)壓裂液必然對其有擠壓和穿透作用，因此要求重復壓裂堵劑具有比常規(guī)堵劑更高的性能。重復壓裂堵劑工作液進入老裂縫后形成凝膠，在后續(xù)壓裂液作用下，堵劑將受到壓裂液的擠壓和穿透作用，因此重復壓裂堵劑的性能要滿足兩個方面的要求一是堵劑-裂縫壁面之間的強粘附性，阻止壓裂液往初次人工裂縫穿透；二是堵劑自身具有高強度，可抵抗壓裂液的擠壓。總之堵劑不僅具有高的強度和粘附性，而且要有一定的應力形變能力。這就要求堵劑的突破壓力要高于受到的擠壓力。重復壓裂裂縫轉向機理的出現(xiàn)是復壓技術的重大進展，大致經過了三個階段

(1)20世紀90年代前期，首先是重復壓裂裂縫方位發(fā)生轉向的認識，在現(xiàn)場得到了驗證Chevron石油技術公司在美國LostHill油田，利用傾斜儀測量重復壓裂裂縫方位，然后與第一次壓裂裂縫方位相比較，結果167井次的重復壓裂平均裂縫方位為N25° E，而100多井次的初次壓裂裂縫方位為N55° E，二者相差30°，由此說明重復壓裂形成的裂縫方位不同于初次壓裂裂縫方位；而且重復壓裂裂縫轉向的機理也得到了進一步發(fā)展，人們逐漸認識到生產過程儲層孔隙壓力變化最終會改變儲層的應力狀態(tài)。由于儲層各方向壓力衰減不均衡，在含垂直裂縫儲層中形成橢圓形衰減區(qū)，其縱向裂縫軸比垂向裂縫軸要長得多，平行于人工裂縫的水平總應力的下降就比垂直(最小)應力分量要大，這是應力重定向的關鍵。如果產生的應力變化足夠大，足以抵消初始水平偏應力的影響，那么最小水平應力的方向就會局部旋轉90°，在這種情形下，重復壓裂裂縫應該垂直于原始裂縫生長，但重復壓裂重定向取決于許多因素，包括原始偏應力、原生裂縫長度、儲層的滲透率以及產量變化情況，所以實際的裂縫重定向也不一定垂直于原裂縫。(2)20世紀90年代后期，認識到轉向重復壓裂會有效溝通儲層富含剩余油區(qū)而極大地提高產量和可采儲量，刺激了國內外學者對轉向重復壓裂的研究。因為重復壓裂裂縫延伸方式依然取決于儲層應力狀態(tài)，不以人們主觀意志為轉移而受客觀應力條件控制。其間，國外提出了可模擬多井(包括油井和水井)和變產量條件下就地應力場的變化模型。研究結果表明，就地應力場的變化主要取決于距油水井的距離、整個油氣田投入開發(fā)的時間、注采井別、原始水平主應力差、滲透率的各向異性和產注量等。并進一步開展重復壓裂選井選層技術，人們期望綜合應用專家經驗、人工神經網絡技術和模糊邏輯等技術，開發(fā)出重復壓裂選井選層的模型，以找出那些有可能轉向的油層來實施重復壓裂。(3)進入21世紀后，轉向重復壓裂技術進一步發(fā)展，西南石油大學一些專家學者提出了一種強迫裂縫轉向的新技術，即堵老裂縫壓新裂縫重復壓裂技術。經過一段時間的開采，油田的低滲透層已處于高含水期，原有裂縫控制的原油已接近全部采出，裂縫成了水的主要通道，但某些井在現(xiàn)有采出條件下尚控制有一定的剩余可采儲量。這時如果采取延伸原有裂縫的常規(guī)重復壓裂肯定不會有好的效果，最好的辦法是將原有裂縫堵死，重新壓裂，在與原有裂縫呈一定角度方向上造新縫，這樣既可堵水，又可增加采油量。即研究一種高強度的裂縫堵劑封堵原有裂縫，當堵劑泵入井內后有選擇性地進入并封堵原有裂縫，但不能滲入地層孔隙而堵塞巖石孔隙，同時在井筒周圍能夠有效地封堵射孔孔眼；然后采用定向射孔技術重新射孔以保證在不同于原有裂縫的方位(最佳方位是垂直于原有裂縫的方位)重新定向射孔而促使裂縫轉向，即形成新的裂縫，從而采出最小主應力方向或接近最小主應力方向泄油面積的油氣，實現(xiàn)控水增油。重復壓裂是指對已經采取過一次或幾次壓裂施工措施的井層再實施壓裂改造。早在20世紀50年代，國外就已經進行了重復壓裂，經過50多年的發(fā)展，在重復壓裂前儲層重評估、選井選層新技術、壓裂液、壓裂井動態(tài)預測、重復壓裂裂縫轉向機理、重復壓裂優(yōu)化設計與工藝技術研究、裂縫診斷與效果評價等方面均得到快速發(fā)展，不但成為油氣藏的增產增注手段，也成為經濟有效開發(fā)低滲、特低滲透儲層的關鍵技術。在制備重復壓裂堵劑的工藝過程中，反應溫度的大小將直接影響到重復壓裂堵劑的成膠時間及成膠強度，如何選擇一個合適的反應溫度，對制備重復壓裂堵劑顯得尤為重要。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供一種基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備工藝，該制備方法能成功制備現(xiàn)有油田所需的重復壓裂堵劑，且制備過程簡單，便于工人操作，制備出來的重復壓裂堵劑的各項性能參數(shù)均優(yōu)于現(xiàn)有的壓力堵齊U，為油田的開采奠定了基礎；且通過控制反應溫度，從而提高了產品的成膠時間及成膠強度。本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備工藝，包括以下步驟(a)首先，制備聚丙烯酰胺；(b)然后，將制備的聚丙烯酰胺溶解；(c)接著，向其加入預交聯(lián)劑；(d)再向其加入第二交聯(lián)劑；(e)向其加入破膠劑；(f)將混合溶液放置于恒溫箱中反應，且控制恒溫箱溫度為90°C 110°C，即得目標廣品。所述步驟(a)中，制備聚丙烯酰胺的環(huán)境溫度為常溫。所述步驟(b)中，通過清水將聚丙烯酰胺溶解。所述步驟(C)中，預交聯(lián)劑為鉻離子。所述步驟⑷中，第二交聯(lián)劑為有機酚醛。所述步驟(e)中，所述破膠劑為過硫酸銨。
所述步驟(f)中，控制恒溫箱溫度為100°C。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是能成功制備現(xiàn)有油田所需的重復壓裂堵劑，且制備過程簡單，便于工人操作，制備出來的重復壓裂堵劑的各項性能參數(shù)均優(yōu)于現(xiàn)有的壓力堵劑，為油田的開采奠定了基礎；且通過控制反應溫度，從而提高了產品的成膠時間及成膠強度。


圖1為反應溫度對成膠時間的影響示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不僅限于此。實施例本發(fā)明涉及的基于 控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備工藝，其具體步驟如下(a)首先，制備聚丙烯酰胺；(b)然后，將制備的聚丙烯酰胺溶解；(C)接著，向其加入預交聯(lián)劑；(d)再向其加入第二交聯(lián)劑；(e)向其加入破膠劑；(f)將混合溶液放置于恒溫箱中反應，且控制恒溫箱溫度為90°C 110°C，即得目標廣品。所述步驟(a)中，制備聚丙烯酰胺的環(huán)境溫度為常溫。所述步驟(b)中，通過清水將聚丙烯酰胺溶解。所述步驟(C)中，預交聯(lián)劑為鉻離子。所述步驟(d)中，第二交聯(lián)劑為有機酚醛。所述步驟(e)中，所述破膠劑為過硫酸銨。所述步驟(f)中，控制恒溫箱溫度為100°C。為了得到合適的預交聯(lián)聚交比，本發(fā)明了做了不同反應溫度比對產品的影響實驗，實驗結果如下表以及圖1所示
權利要求
1.基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備エ藝，其特征在于，包括以下步驟 (a)首先，制備聚丙烯酰胺； (b)然后，將制備的聚丙烯酰胺溶解； (c)接著，向其加入預交聯(lián)劑； (d)再向其加入第二交聯(lián)劑； (e)向其加入破膠劑； (f)將混合溶液放置于恒溫箱中反應，且控制恒溫箱溫度為90°C 110°C，即得目標產品。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備エ藝，其特征在干，所述步驟(a)中，制備聚丙烯酰胺的環(huán)境溫度為常溫。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備エ藝，其特征在干，所述步驟(b)中，通過清水將聚丙烯酰胺溶解。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備エ藝，其特征在干，所述步驟(c)中，預交聯(lián)劑為鉻離子。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備エ藝，其特征在干，所述步驟(d)中，第二交聯(lián)劑為有機酚醛。1
6.根據(jù)權利要求1所述的基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備エ藝，其特征在干，所述步驟(e)中，所述破膠劑為過硫酸銨。
7.根據(jù)權利要求1 6中任一項所述的基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備エ藝，其特征在于，所述步驟(f)中，控制恒溫箱溫度為100°c。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于控制反應溫度的重復壓裂堵劑制備工藝，包括(a)首先，制備聚丙烯酰胺；(b)然后，將制備的聚丙烯酰胺溶解；(c)接著，向其加入預交聯(lián)劑；(d)再向其加入第二交聯(lián)劑；(e)向其加入破膠劑；(f)將混合溶液放置于恒溫箱中反應，且控制恒溫箱溫度為90℃～110℃，即得目標產品。本發(fā)明能成功制備現(xiàn)有油田所需的重復壓裂堵劑，且制備過程簡單，便于工人操作，制備出來的重復壓裂堵劑的各項性能參數(shù)均優(yōu)于現(xiàn)有的壓力堵劑，為油田的開采奠定了基礎；且通過控制反應溫度，從而提高了產品的成膠時間及成膠強度。
文檔編號C09K8/512GK103045216SQ20111032589
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權日2011年10月13日
發(fā)明者羅濤 申請人:羅濤