專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于測(cè)試壓裂堵劑成膠性能影響的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)試壓裂堵劑成膠性能影響的方法。
背景技術(shù)：
低滲透油藏，在我國(guó)是一般指滲透率介于10-50X10-3ii m2之間的油層所構(gòu)成的油藏。隨著勘探和開(kāi)發(fā)程度的不斷加深，我國(guó)低滲透率油藏在總探明儲(chǔ)量和已動(dòng)用儲(chǔ)量中所占的比例越來(lái)越高，在保持和推動(dòng)石油工業(yè)發(fā)展中所發(fā)揮的作用越來(lái)越大。如以中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司為例，至2001年底，探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量145X108t，其中低滲透儲(chǔ)量44X108t,占30%;動(dòng)用石油地質(zhì)儲(chǔ)量110X108t，其中低滲透儲(chǔ)量21X108t，占19%;剩余探明未動(dòng)用石油地質(zhì)儲(chǔ)量35X108t，其中低滲透儲(chǔ)量22X108t，占62%。近期當(dāng)年探明的儲(chǔ)量中，低滲透儲(chǔ)量所占的比例更大，高達(dá)65% 70%。如何動(dòng)用好和開(kāi)發(fā)好低滲透油田儲(chǔ)量，對(duì)我國(guó)石油工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和保證我國(guó)石油安全具有十分重要的意義。低滲透油藏由于儲(chǔ)層物性差，油井產(chǎn)量低，而且由于孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滲流狀態(tài)異常，導(dǎo)致其油田開(kāi)發(fā)特征與中高滲透油藏有很大的不同，甚至發(fā)生質(zhì)的變化。低滲透油田開(kāi)發(fā)具有如下基本特征(I)油井自然產(chǎn)能低，壓裂改造后才具有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值；(2)滲流規(guī)律不遵循達(dá)西定律，具有啟動(dòng)壓力梯度；(3)天然能量小，壓力、產(chǎn)量下降快，一次采收率低；(4)注水井吸水能力低，啟動(dòng)壓力和注水壓力上升快；(5)油井見(jiàn)水后產(chǎn)液指數(shù)急劇下降，穩(wěn)產(chǎn)難度很大。水力壓裂技術(shù)作為油氣井增產(chǎn)、水井增注的主要措施已廣泛應(yīng)用在低滲透油氣田的開(kāi)發(fā)中，為油氣田的穩(wěn)產(chǎn)做出了重要貢獻(xiàn)。通過(guò)水力壓裂改善了井底附近的滲流條件，溝通油氣儲(chǔ)集區(qū)和改變油氣流動(dòng)方式，提高了油氣井產(chǎn)能。國(guó)內(nèi)低滲油氣田的產(chǎn)量和通過(guò)水力壓裂改造獲得的產(chǎn)量都在逐年迅速增加。經(jīng)過(guò)水力壓裂后的油、氣、水井，由于受當(dāng)時(shí)壓裂工藝、材料、設(shè)備工具的限制，規(guī)模欠小，材料選用不當(dāng)，設(shè)備功率有限等原因會(huì)導(dǎo)致水力裂縫導(dǎo)流能力大幅降低而逐漸失去作用；有些則因井層選擇不當(dāng)或作業(yè)方面原因也未能有效，同時(shí)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)，主要油氣田已進(jìn)入中、高含水期的開(kāi)發(fā)階段，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的難度越來(lái)越大；對(duì)這類(lèi)油氣井，為了獲得高產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的開(kāi)采效益，需要進(jìn)行重復(fù)壓裂。重復(fù)壓裂是指對(duì)已經(jīng)采取過(guò)一次或幾次壓裂施工措施的井層再實(shí)施壓裂改造。早在20世紀(jì)50年代，國(guó)外就已經(jīng)進(jìn)行了重復(fù)壓裂，經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，在重復(fù)壓裂前儲(chǔ)層重評(píng)估、選井選層新技術(shù)、壓裂液、壓裂井動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向機(jī)理、重復(fù)壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)研究、裂縫診斷與效果評(píng)價(jià)等方面均得到快速發(fā)展，不但成為油氣藏的增產(chǎn)增注手段，也成為經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)低滲、特低滲透儲(chǔ)層的關(guān)鍵技術(shù)。水力壓裂技術(shù)應(yīng)用于低滲透油氣田的開(kāi)發(fā)，自1947年開(kāi)始迄今已有50多年。就技術(shù)而論已成為低滲透和特低滲透油氣藏開(kāi)發(fā)不可或缺的、成熟而有效的石油工程技術(shù)。
為了更好地解決具有不同油氣藏地質(zhì)、開(kāi)發(fā)與開(kāi)采特點(diǎn)的油氣田在不同階段存在的主要問(wèn)題，水力壓裂技術(shù)也在不斷提出新思路和發(fā)展新方法。早在60年代國(guó)外就開(kāi)始了重復(fù)壓裂研究，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)與認(rèn)識(shí)水平限制，一般認(rèn)為重復(fù)壓裂是原有水力裂縫的進(jìn)一步延伸或者重新張開(kāi)已經(jīng)閉合的水力裂縫。80年代中期，隨著油氣價(jià)格變化和現(xiàn)代水力壓裂技術(shù)發(fā)展，國(guó)外(主要是美國(guó))又將重復(fù)壓裂作為一項(xiàng)重要的技術(shù)研究課題，從重復(fù)壓裂評(píng)估、重復(fù)壓裂造縫機(jī)理和造新縫的可能性、重復(fù)壓裂選井評(píng)層原則、重復(fù)壓裂設(shè)計(jì)與施工等方面進(jìn)行了理論研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)分析，使重復(fù)壓裂技術(shù)取得了一系列重大進(jìn)展。1987年美國(guó)能源部在多井實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行改變應(yīng)力的壓裂實(shí)驗(yàn)，首先證明了地應(yīng)力場(chǎng)受到鄰井裂縫影響。Dowell公司根據(jù)實(shí)驗(yàn)和模擬地應(yīng)力研究認(rèn)為，地層中存在支撐裂縫將改變井眼附近應(yīng)力分布，使重復(fù)壓裂的起裂方位垂直于初次裂縫，離開(kāi)井眼一定范圍后再轉(zhuǎn)向到平行于初次裂縫方位延伸。Chen&Minner等研究認(rèn)為孔隙壓力變化導(dǎo)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(shù)公司在美國(guó)Lost Hill油田的測(cè)試表明，重復(fù)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(fù)壓裂測(cè)試證實(shí)了重復(fù)壓裂裂縫可能與前次裂縫方位偏離60°。這些實(shí)驗(yàn)與研究有力的推動(dòng)了重復(fù)壓裂技術(shù)的發(fā)展，取得了極其顯著的經(jīng)濟(jì)效益。例如，美國(guó)最早開(kāi)發(fā)的油田之一Rangely油田，許多井重復(fù)壓裂達(dá)4次,成功率達(dá)70_80%;美國(guó)阿拉斯加Kuparuk River油田的385 口生產(chǎn)井中重復(fù)壓裂185 口，壓后采油指數(shù)平均提高了兩倍。近年來(lái)國(guó)內(nèi)大慶、勝利、長(zhǎng)慶、大港、吉林等油田也進(jìn)行了大量的重復(fù)壓裂作業(yè)，并從理論和實(shí)踐上作了一定的探索，取得了一些經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)識(shí)。從1995年開(kāi)始，西南石油大學(xué)先后與遼河油田、長(zhǎng)慶油田、新疆油田和勝利油田開(kāi)展了重復(fù)壓裂技術(shù)研究，且與長(zhǎng)慶油田、新疆油田合作中展開(kāi)了高含水期堵老縫壓新縫的改向重復(fù)壓裂試驗(yàn)，取得了很好的增產(chǎn)效果，開(kāi)辟了重復(fù)壓裂研究的新方向。堵壓一體化技術(shù)的過(guò)程是先用堵劑長(zhǎng)效封堵或暫時(shí)封堵老裂縫，然后用水力壓裂工藝在地層其它方位壓開(kāi)新裂縫，以達(dá)到重新改造儲(chǔ)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(duì)其有擠壓和穿透作用，因此要求重復(fù)壓裂堵劑具有比常規(guī)堵劑更高的性能。重復(fù)壓裂堵劑工作液進(jìn)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(fù)壓裂堵劑的性能要滿(mǎn)足兩個(gè)方面的要求一是堵劑-裂縫壁面之間的強(qiáng)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(qiáng)度，可抵抗壓裂液的擠壓?？傊聞┎粌H具有高的強(qiáng)度和粘附性，而且要有一定的應(yīng)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。另外，堵老縫堵劑面臨的是裂縫問(wèn)題，堵劑還需要滿(mǎn)足裂縫中低的濾失性以保證其良好的成膠性質(zhì)并減小對(duì)基質(zhì)的傷害，所以應(yīng)采取二次成膠技術(shù)。二次成膠是指堵劑在地面預(yù)先形成低交聯(lián)密度弱凝膠，稱(chēng)“預(yù)凝膠”或一次凝膠，一次凝膠注入地層后，在油藏溫度條件下再次交聯(lián)形成高強(qiáng)度凝膠，即二次凝膠。二次交聯(lián)劑濃度對(duì)壓裂堵劑的成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度有著很大的影響，如何快速準(zhǔn)確的測(cè)定出二次交聯(lián)劑濃度比對(duì)壓裂堵劑成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度的影響，對(duì)壓裂堵劑的合成
顯得至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種用于測(cè)試壓裂堵劑成膠性能影響的方法，該方法能快速測(cè)試出二次交聯(lián)劑濃度對(duì)壓裂堵劑成膠時(shí)間的影響，且測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)試步驟簡(jiǎn)單，測(cè)試成本低，為壓裂堵劑的合成提供了數(shù)據(jù)支持。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種用于測(cè)試壓裂堵劑成膠性能影響的方法，包括以下步驟(a)配置壓裂堵劑溶液；(b)然后加入預(yù)交聯(lián)劑和促進(jìn)劑，且預(yù)交聯(lián)聚交比為40 1，促進(jìn)劑濃度3mg/L;(c)加入不同濃度的二次交聯(lián)劑；(d)在一定溫度下分別測(cè)得壓裂堵劑的體系成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度；(d)通過(guò)測(cè)得數(shù)據(jù)分析出二次交聯(lián)劑濃度對(duì)壓裂堵劑成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度的影響。所述步驟(a)中，配置壓裂堵劑溶液的環(huán)境溫度為28°C。所述步驟(a)中，通過(guò)清水配置壓裂堵劑溶液。所述步驟(d)中，測(cè)試溫度為85°C。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是能快速測(cè)試出二次交聯(lián)劑濃度對(duì)壓裂堵劑成膠時(shí)間的影響，且測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)試步驟簡(jiǎn)單，測(cè)試成本低，為壓裂堵劑的合成提供了數(shù)據(jù)支持。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。實(shí)施例本發(fā)明涉及的一種用于測(cè)試壓裂堵劑成膠性能影響的方法，其具體步驟如下(a)配置壓裂堵劑溶液；(b)然后加入預(yù)交聯(lián)劑和促進(jìn)劑，且預(yù)交聯(lián)聚交比為40 1，促進(jìn)劑濃度3mg/L;(c)加入不同濃度的二次交聯(lián)劑；(d)在一定溫度下分別測(cè)得壓裂堵劑的體系成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度；(d)通過(guò)測(cè)得數(shù)據(jù)分析出二次交聯(lián)劑濃度對(duì)壓裂堵劑成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度的影響。所述步驟(a)中，配置壓裂堵劑溶液的環(huán)境溫度為28°C。所述步驟(a)中，通過(guò)清水配置壓裂堵劑溶液。所述步驟(d)中，測(cè)試溫度為85°C。本發(fā)明以50萬(wàn)分子量壓裂堵劑，固定主劑濃度4%，預(yù)交聯(lián)聚交比40 1、促進(jìn)劑濃度3mg/L，改變二次交聯(lián)劑濃度，在85°C溫度下觀察體系成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度變化情況，通過(guò)上述方法測(cè)得的結(jié)果如下表所示
權(quán)利要求
1.ー種用于測(cè)試壓裂堵劑成膠性能影響的方法，其特征在于，包括以下步驟 (a)配置壓裂堵劑溶液； (b)然后加入預(yù)交聯(lián)劑和促進(jìn)劑，且預(yù)交聯(lián)聚交比為40 1，促進(jìn)劑濃度3mg/L; (c)加入不同濃度的二次交聯(lián)劑； (d)在一定溫度下分別測(cè)得壓裂堵劑的體系成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度； (d)通過(guò)測(cè)得數(shù)據(jù)分析出二次交聯(lián)劑濃度對(duì)壓裂堵劑成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度的影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種用于測(cè)試壓裂堵劑成膠性能影響的方法，其特征在干，所述步驟(a)中，配置壓裂堵劑溶液的環(huán)境溫度為28°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種用于測(cè)試壓裂堵劑成膠性能影響的方法，其特征在干，所述步驟(a)中，通過(guò)清水配置壓裂堵劑溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種用于測(cè)試壓裂堵劑成膠性能影響的方法，其特征在干，所述步驟(d)中，測(cè)試溫度為85°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于測(cè)試壓裂堵劑成膠性能影響的方法，包括(a)配置壓裂堵劑溶液；(b)然后加入預(yù)交聯(lián)劑和促進(jìn)劑，且預(yù)交聯(lián)聚交比為40∶1，促進(jìn)劑濃度3mg/L；(c)加入不同濃度的二次交聯(lián)劑；(d)在一定溫度下分別測(cè)得壓裂堵劑的體系成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度；(d)通過(guò)測(cè)得數(shù)據(jù)分析出二次交聯(lián)劑濃度對(duì)壓裂堵劑成膠時(shí)間和成膠強(qiáng)度的影響。本發(fā)明能快速測(cè)試出二次交聯(lián)劑濃度對(duì)壓裂堵劑成膠時(shí)間的影響，且測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)試步驟簡(jiǎn)單，測(cè)試成本低，為壓裂堵劑的合成提供了數(shù)據(jù)支持。
文檔編號(hào)G01N33/00GK103048423SQ20111032598
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者鄒科 申請(qǐng)人:鄒科