一種用于儲(chǔ)層改造的暫堵轉(zhuǎn)向劑及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于儲(chǔ)層改造的暫堵轉(zhuǎn)向劑及其制備方法，屬于石油天然氣儲(chǔ)層改造技術(shù)領(lǐng)域。該暫堵轉(zhuǎn)向劑包括以下質(zhì)量百分比的組分：高分子聚合物顆粒，30％～45％；交聯(lián)劑，0～4％；膨脹劑，5％～12％；破膠劑，0.1％～1％；油，余量；其中，高分子聚合物顆粒為聚乙烯醇顆粒、聚丙烯酰胺顆粒以及聚丙烯酰胺衍生物顆粒中的至少一種；交聯(lián)劑為硼酸、水溶性硼酸鹽、水溶性鉻鹽、水溶性鋁鹽、水溶性鈦鹽以及水溶性鋯鹽中的至少一種；膨脹劑為聚丙烯酰胺交聯(lián)樹脂顆粒或者丙烯酰胺與丙烯酸共聚物交聯(lián)樹脂顆粒或者它們的組合；破膠劑為過硫酸鹽。該暫堵轉(zhuǎn)向劑的突破壓力能夠達(dá)到60MPa以上，封堵率能夠達(dá)到99％以上，適用于80～140℃的儲(chǔ)層，并且溶解/降解性能好。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種用于儲(chǔ)層改造的暫堵轉(zhuǎn)向劑及其制備方法
本專利技術(shù)涉及石油天然氣儲(chǔ)層改造
，特別涉及一種用于儲(chǔ)層改造的暫堵轉(zhuǎn)向劑及其制備方法。
技術(shù)介紹
在石油天然氣開采過程中，通常要對非均質(zhì)儲(chǔ)層以及大斜度井段和水平井段進(jìn)行改造來提高石油和天然氣的采收率。在非均質(zhì)儲(chǔ)層以及大斜度井段和水平井段的改造過程中，儲(chǔ)層改造液體(例如壓裂液、酸液等)優(yōu)先進(jìn)入最小阻力的高滲透層或裂縫中，很難進(jìn)入阻力較大的中滲透層和低滲透層，因此中滲透層和低滲透層的改造程度差(甚至未被改造)或者大斜度井段和水平井段只有部分井段被改造。因此需要采用暫堵轉(zhuǎn)向技術(shù)來提高中滲透層和低滲透層以及大斜度井段和水平井段的改造效果。暫堵轉(zhuǎn)向技術(shù)是指在儲(chǔ)層改造液體中加入暫堵轉(zhuǎn)向劑，暫堵轉(zhuǎn)向劑進(jìn)入已有的裂縫或者高滲透層中，對裂縫進(jìn)行封堵，迫使縫內(nèi)靜壓力提高，從而開啟新的裂縫或者使儲(chǔ)層改造液體進(jìn)入中滲透曾和低滲透層，從而提高儲(chǔ)層改造效果。儲(chǔ)層改造完成后要求暫堵轉(zhuǎn)向劑能夠降解或者溶解于地層水或儲(chǔ)層改造液體中，防止對地層造成傷害。目前常用的用于儲(chǔ)層改造的主要包括交聯(lián)凝膠類暫堵轉(zhuǎn)向劑、水溶性的顆粒類暫堵轉(zhuǎn)向劑等。其中，交聯(lián)凝膠類暫堵轉(zhuǎn)向劑依靠交聯(lián)后的高粘度對目的層進(jìn)行封堵。評價(jià)暫堵轉(zhuǎn)向劑性能的指標(biāo)主要有：巖心封堵前后的滲透率改變、巖心封堵后的突破壓力以及暫堵轉(zhuǎn)向劑在儲(chǔ)層改造液體或地層流體中的溶解性/降解性等。在實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的過程中，本專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題：交聯(lián)凝膠類暫堵轉(zhuǎn)向劑雖然能同時(shí)滿足儲(chǔ)層改造液體性能要求及施工環(huán)境要求，但是其突破壓力一般小于5MPa，封堵強(qiáng)度較小；雖然通過加入酸溶性顆粒(如碳酸鈣、碳酸鎂)或者引入無機(jī)氧化物作為增強(qiáng)劑進(jìn)行固化能夠?qū)⑼黄茐毫μ岣叩?0～50MPa，但是會(huì)導(dǎo)致暫堵轉(zhuǎn)向劑不容易降解或者溶解，需要用酸液進(jìn)行解堵；而且交聯(lián)凝膠類暫堵轉(zhuǎn)向劑在施工時(shí)，通常需要分別注入兩種以上的液體在地下混合后進(jìn)行封堵，施工工藝較為復(fù)雜。水溶性的顆粒類暫堵轉(zhuǎn)向劑在施工過程中隨儲(chǔ)層改造液體注入時(shí)容易因表面快速水化后聚結(jié)“成團(tuán)”，造成施工泵壓增高，嚴(yán)重時(shí)造成砂堵，或因溶解速率過快，不能起到封堵作用。此外，現(xiàn)有的暫堵轉(zhuǎn)向劑適用溫度范圍較窄，耐高溫性能較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種突破壓力高、封堵率高、溶解性好、適用溫度范圍寬的用于儲(chǔ)層改造的暫堵轉(zhuǎn)向劑及其制備方法。具體而言，包括以下技術(shù)方案。本專利技術(shù)第一方面提供一種用于儲(chǔ)層改造的暫堵轉(zhuǎn)向劑，所述暫堵轉(zhuǎn)向劑包括以下質(zhì)量百分比的組分：高分子聚合物顆粒，30％～45％；交聯(lián)劑，0～4％；膨脹劑，5％～12％；破膠劑，0.1％～1％；油，余量；其中，所述高分子聚合物顆粒為聚乙烯醇顆粒、聚丙烯酰胺顆粒以及聚丙烯酰胺衍生物顆粒中的至少一種；所述交聯(lián)劑為硼酸、水溶性硼酸鹽、水溶性鉻鹽、水溶性鋁鹽、水溶性鈦鹽以及水溶性鋯鹽中的至少一種；所述膨脹劑為聚丙烯酰胺交聯(lián)樹脂顆粒或者丙烯酰胺與丙烯酸共聚物交聯(lián)樹脂顆粒或者它們的組合；所述破膠劑為過硫酸鹽。優(yōu)選地，所述聚乙烯醇顆粒為聚乙烯醇1788顆粒、聚乙烯醇1792顆粒以及聚乙烯醇1799顆粒中的至少一種；所述聚丙烯酰胺顆粒為粘均分子量為100萬～500萬的聚丙烯酰胺顆粒；所述聚丙烯酰胺衍生物顆粒為粘均分子量為100萬～500萬的聚丙烯酰胺衍生物顆粒。優(yōu)選地，所述高分子聚合物顆粒的粒徑為0.3毫米～2.0毫米。優(yōu)選地，所述聚丙烯酰胺交聯(lián)樹脂顆粒為以N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑的聚丙烯酰胺交聯(lián)樹脂顆粒；所述丙烯酰胺與丙烯酸共聚物交聯(lián)樹脂顆粒為以N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑的丙烯酰胺與丙烯酸共聚物交聯(lián)樹脂顆粒。優(yōu)選地，所述膨脹劑的顆粒粒徑為0.3毫米～2.0毫米。優(yōu)選地，所述水溶性硼酸鹽為四硼酸鈉；所述水溶性鉻鹽為乙酸鉻；所述水溶性鋁鹽為檸檬酸鋁；所述水溶性鈦鹽為四氯化鈦；所述水溶性鋯鹽為氧氯化鋯。優(yōu)選地，所述過硫酸鹽為過硫酸銨、過硫酸鉀以及過硫酸鈉中的至少一種。優(yōu)選地，所述油為白油、硅油以及柴油中的至少一種。優(yōu)選地，所述白油為5#白油；所述硅油為二甲基硅油；所述柴油為0#柴油。本專利技術(shù)第二方面提供一種本專利技術(shù)第一方面的暫堵轉(zhuǎn)向劑的制備方法，所述制備方法為：將油加入反應(yīng)容器中，在攪拌條件下加入交聯(lián)劑并混合均勻，然后加入破膠劑并混合均勻，再加入高分子聚合物顆粒和膨脹劑，混合均勻后即得所述暫堵轉(zhuǎn)向劑。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是：在進(jìn)行儲(chǔ)層改造時(shí)，將本專利技術(shù)實(shí)施例提供的暫堵轉(zhuǎn)向劑加入水基儲(chǔ)層改造液體中，暫堵轉(zhuǎn)向劑隨儲(chǔ)層改造液體進(jìn)入井筒的過程中，快速分散，其中的交聯(lián)劑逐漸溶解在儲(chǔ)層改造液體中，高分子聚合物顆粒、膨脹劑隨儲(chǔ)層改造液體進(jìn)入井筒炮眼，部分進(jìn)入地層中的天然裂縫、人工裂縫或高滲透層，在炮眼、裂縫、高滲透層堆積，形成濾餅，產(chǎn)生橋堵同時(shí)，高分子聚合物顆粒表面在水基儲(chǔ)層改造液體的作用下開始水化并發(fā)生凝膠化反應(yīng)或者在交聯(lián)劑的作用下發(fā)生凝膠化反應(yīng)，堵塞顆粒間的空隙，提高封堵強(qiáng)度；膨脹劑在水基儲(chǔ)層改造液體的作用下逐漸吸水膨脹，在封堵層、裂縫孔隙、孔洞中進(jìn)一步提高封堵效果。綜合以上幾方面的作用，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的暫堵轉(zhuǎn)向劑的突破壓力能夠達(dá)到60MPa以上，封堵率能夠達(dá)到99％以上，適用于80～140℃的儲(chǔ)層。同時(shí)，本專利技術(shù)實(shí)施例的暫堵轉(zhuǎn)向劑在施工完成后，能夠在水基儲(chǔ)層改造液體和/或地層水的作用下完全溶解/降解，不需要再向儲(chǔ)層中注入其他物質(zhì)進(jìn)行解堵，不會(huì)對儲(chǔ)層造成傷害。而且，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的暫堵轉(zhuǎn)向劑組成簡單，能夠降低成本，簡化施工工藝。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對本專利技術(shù)實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種用于儲(chǔ)層改造的暫堵轉(zhuǎn)向劑，該暫堵轉(zhuǎn)向劑包括以下質(zhì)量百分比的組分：高分子聚合物顆粒，30％～45％；交聯(lián)劑，0～4％；膨脹劑，5％～12％；破膠劑，0.1％～1％；油，余量；其中，高分子聚合物顆粒為聚乙烯醇顆粒、聚丙烯酰胺顆粒以及聚丙烯酰胺衍生物顆粒中的至少一種；交聯(lián)劑為硼酸、水溶性硼酸鹽、水溶性鉻鹽、水溶性鋁鹽、水溶性鈦鹽以及水溶性鋯鹽中的至少一種；膨脹劑為聚丙烯酰胺交聯(lián)樹脂顆粒或者丙烯酰胺與丙烯酸共聚物交聯(lián)樹脂顆粒或者它們的組合；破膠劑為過硫酸鹽。本專利技術(shù)實(shí)施例通過對暫堵轉(zhuǎn)向劑的組成及配比進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，得到了一種組成簡單、便于施工并且突破壓力高、封堵率高、溶解性/降解性好、適用溫度范圍寬的暫堵轉(zhuǎn)向劑。在進(jìn)行儲(chǔ)層改造時(shí)，將該暫堵轉(zhuǎn)向劑加入水基儲(chǔ)層改造液體中，暫堵轉(zhuǎn)向劑隨儲(chǔ)層改造液體進(jìn)入井筒的過程中快速分散，其中的交聯(lián)劑為水溶性物質(zhì)，將逐漸溶解在儲(chǔ)層改造液體中；高分子聚合物顆粒、膨脹劑隨儲(chǔ)層改造液體進(jìn)入井筒炮眼，部分進(jìn)入地層中的天然裂縫、人工裂縫或高滲透層，在炮眼、裂縫、高滲透層堆積，形成濾餅，產(chǎn)生橋堵；同時(shí)，高分子聚合物顆粒表面在水基儲(chǔ)層改造液體的作用下開始水化并發(fā)生凝膠化反應(yīng)或者在交聯(lián)劑的作用下發(fā)生凝膠化反應(yīng)生成粘度較大的凝膠來堵塞顆粒間的空隙，提高封堵強(qiáng)度；膨脹劑在水基儲(chǔ)層改造液體的作用下逐漸吸水膨脹，在封堵層、裂縫孔隙、孔洞中進(jìn)一步提高封堵效果。同時(shí)，本專利技術(shù)實(shí)施例的暫堵轉(zhuǎn)向劑中以過硫酸鹽為破膠劑，當(dāng)儲(chǔ)層改造完成后，過硫酸鹽與交聯(lián)生成的凝膠以及膨脹劑發(fā)生反應(yīng)，使凝膠和膨脹劑降解，由于聚乙烯醇、本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于儲(chǔ)層改造的暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述暫堵轉(zhuǎn)向劑包括以下質(zhì)量百分比的組分：高分子聚合物顆粒，30％～45％；交聯(lián)劑，0～4％；膨脹劑，5％～12％；破膠劑，0.1％～1％；油，余量；其中，所述高分子聚合物顆粒為聚乙烯醇顆粒、聚丙烯酰胺顆粒以及聚丙烯酰胺衍生物顆粒中的至少一種；所述交聯(lián)劑為硼酸、水溶性硼酸鹽、水溶性鉻鹽、水溶性鋁鹽、水溶性鈦鹽以及水溶性鋯鹽中的至少一種；所述膨脹劑為聚丙烯酰胺交聯(lián)樹脂顆粒或者丙烯酰胺與丙烯酸共聚物交聯(lián)樹脂顆粒或者它們的組合；所述破膠劑為過硫酸鹽。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于儲(chǔ)層改造的暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述暫堵轉(zhuǎn)向劑包括以下質(zhì)量百分比的組分：高分子聚合物顆粒，30％～45％；交聯(lián)劑，0～4％；膨脹劑，5％～12％；破膠劑，0.1％～1％；油，余量；其中，所述高分子聚合物顆粒為聚乙烯醇顆粒、聚丙烯酰胺顆粒以及聚丙烯酰胺衍生物顆粒中的至少一種；所述交聯(lián)劑為硼酸、水溶性硼酸鹽、水溶性鉻鹽、水溶性鋁鹽、水溶性鈦鹽以及水溶性鋯鹽中的至少一種；所述膨脹劑為聚丙烯酰胺交聯(lián)樹脂顆粒或者丙烯酰胺與丙烯酸共聚物交聯(lián)樹脂顆粒或者它們的組合；所述破膠劑為過硫酸鹽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述聚乙烯醇顆粒為聚乙烯醇1788顆粒、聚乙烯醇1792顆粒以及聚乙烯醇1799顆粒中的至少一種；所述聚丙烯酰胺顆粒為粘均分子量為100萬～500萬的聚丙烯酰胺顆粒；所述聚丙烯酰胺衍生物顆粒為粘均分子量為100萬～500萬的聚丙烯酰胺衍生物顆粒。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述高分子聚合物顆粒的粒徑為0.3毫米～2.0毫米。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暫堵轉(zhuǎn)向劑，其特征在于，所述聚丙烯酰胺交聯(lián)樹脂顆粒為以N,N...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：熊穎，劉友權(quán)，王道成，趙萬偉，向超，劉爽，石曉松，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11