專利名稱：一種控制油氣田儲(chǔ)層壓裂裂縫延伸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用壓裂液基液攜帶改性陶粒和固化劑，二者在進(jìn)入裂縫后，在地 層條件下反應(yīng)一定時(shí)間形成高強(qiáng)度、無(wú)滲透性遮擋層控制油氣田儲(chǔ)層壓裂裂縫延伸的方法
背景技術(shù)：
在水力壓裂施工時(shí)，如何控制裂縫高度的增長(zhǎng)是由來(lái)已久的比較棘手的問(wèn)題。將 縫高控制在產(chǎn)層(目的層)內(nèi)是水力壓裂能否成功的關(guān)鍵因素之一。研究表明地層間的應(yīng) 力差是控制縫高增長(zhǎng)的主要條件，當(dāng)油氣層與上下隔層的應(yīng)力差為2. 07 3. 45兆帕?xí)r，足 以將裂縫的垂向延伸控制在產(chǎn)層內(nèi)；但是，當(dāng)油氣層很薄或上下隔層為弱應(yīng)力層，或存在其 它復(fù)雜的情況時(shí)，壓開的裂縫高度往往容易超出產(chǎn)層。這種垂向延伸不但會(huì)導(dǎo)致過(guò)早出現(xiàn) 脫砂，阻止壓裂液進(jìn)一步注入，防礙裂縫繼續(xù)擴(kuò)展，致使裂縫會(huì)垂向延伸進(jìn)入鄰近含水層， 不但不能起增產(chǎn)的作用，反而會(huì)引起含水爆長(zhǎng)。因此，需要找出一種高強(qiáng)度的化學(xué)材料轉(zhuǎn)向 劑來(lái)大大的提高遮擋層的耐壓強(qiáng)度，降低遮擋層的滲透性，這樣不僅在加砂壓裂改造時(shí)在 油氣層與隔層間形成較高的應(yīng)力差，進(jìn)而對(duì)裂縫向下延伸進(jìn)入水層起到控制作用，而且壓 后生產(chǎn)時(shí)又能控制底水錐進(jìn)(或近水上竄)，起到控制縫高縱向延伸和堵水的雙重作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用壓裂液基液攜帶改性陶粒和固化劑，二者在進(jìn)入裂縫 后，在地層條件下反應(yīng)一定時(shí)間形成高強(qiáng)度、無(wú)滲透性遮擋層來(lái)控制油氣田儲(chǔ)層壓裂裂縫 延伸的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是用基液造縫，再將固化劑和改性陶?；靹蚝?，由基液攜帶注 入地層，頂替到位后，關(guān)井反應(yīng)一定時(shí)間，固結(jié)形成高強(qiáng)度、無(wú)滲透性遮擋層，控制放噴待裂 縫閉合后開泵按常規(guī)泵注程序進(jìn)行加砂壓裂。待施工結(jié)束后進(jìn)行試油排液。改性陶粒與固化劑的體積比配方為100 9 18。改性陶粒由陶粒、補(bǔ)強(qiáng)填料和樹脂組成，按體積比為30 39 34 56 7 14。改性陶粒由石英粉、重晶石中的一種或兩種組成。該改性陶粒用樹脂為松香。固化劑為硅烷類偶聯(lián)劑中的兩種或三種組成。發(fā)明特點(diǎn)本發(fā)明所述的具有較高承壓強(qiáng)度、無(wú)滲透性遮擋層是在儲(chǔ)層溫度和壓 力條件下由改性陶粒和固化劑發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)形成的，其可在45°C 90°C儲(chǔ)層中通過(guò)控制 物料配比來(lái)調(diào)整反應(yīng)時(shí)間，最終能夠?qū)Φ姿?或近水)儲(chǔ)層壓裂改造達(dá)到控制裂縫縱向延 伸的目的。本發(fā)明在底水(或近水)儲(chǔ)層壓裂改造上進(jìn)行了三方面的創(chuàng)新。1、該方法應(yīng)用溫度范圍較寬，固結(jié)反應(yīng)時(shí)間可控可在45°C 90°C范圍內(nèi)的儲(chǔ)層中應(yīng)用，均能夠發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)形成具有較高承壓強(qiáng)度、無(wú)滲透性遮擋層，且其反應(yīng)時(shí)間在40分鐘至90分鐘內(nèi)可以控制。這為該發(fā)明在現(xiàn)場(chǎng) 施工中提供了必要的安全施工時(shí)間，其較寬的應(yīng)用溫度范圍也為中等深度儲(chǔ)層勘探、評(píng)價(jià) 井的改造提供便利條件。2、采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)通過(guò)對(duì)尺寸為直徑2. 54cm,長(zhǎng)度4. 5 6. Icm的試樣進(jìn)行受力測(cè)試，該轉(zhuǎn)向劑軸向平均抗壓強(qiáng)度37. IMPa，徑向平均抗壓強(qiáng)度23. 7MPa。采用10% 20%的氫氧化鈉溶液可以將形成的遮擋層的強(qiáng)度降低，直至解除該 遮擋層。3、該遮擋層幾乎不具有滲透性對(duì)所制試樣(直徑2. 52cm，長(zhǎng)度5. 6cm)在60°C下采用標(biāo)準(zhǔn)鹽水驅(qū)替，在圍壓 lOMPa，驅(qū)替壓差8. 5MPa下所測(cè)滲透率為0. 0025 X 10_3 μ m2，即其所形成的遮擋層在5MPa左 右的井底流壓下幾乎不具有滲透性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 以55°C儲(chǔ)層條件下應(yīng)用為例。改性陶粒各種組分比例為陶粒、補(bǔ)強(qiáng)填料及樹脂為35 53 12。加工制粒后備用。量取改性陶粒IOOmL,在0. 35%羥丙基壓裂液體系667mL即15%的砂比下與14mL 固化劑攪拌混合5min置于55°C的水浴中反應(yīng)，50min時(shí)開始固化，65min時(shí)完全固化。采用 萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)通過(guò)對(duì)尺寸為直徑2. 54cm，長(zhǎng)度4. 85cm的試樣進(jìn)行受力測(cè)試，該轉(zhuǎn)向劑軸向 抗壓強(qiáng)度34. 7MPa，徑向抗壓強(qiáng)度19. 9MPa。實(shí)施例2 以75°C儲(chǔ)層條件下應(yīng)用為例。改性陶粒各種組分比例為陶粒、補(bǔ)強(qiáng)填料及樹脂為37 53 10。加工制粒后備用。量取改性陶粒IOOmL,在0. 4%羥丙基壓裂液體系500mL即20%的砂比下與IlmL 固化劑攪拌混合5min置于75°C的水浴中反應(yīng)，45min時(shí)開始固化，55min時(shí)完全固化。采用 萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)通過(guò)對(duì)尺寸為直徑2. 54cm，長(zhǎng)度4. 94cm的試樣進(jìn)行受力測(cè)試，該轉(zhuǎn)向劑軸向 抗壓強(qiáng)度38. IMPa，徑向抗壓強(qiáng)度24. IMPa0
權(quán)利要求
一種控制油氣田儲(chǔ)層壓裂裂縫延伸的方法，其特征在于壓裂施工過(guò)程中，用壓裂液基液攜帶改性陶粒和固化劑，二者在進(jìn)入裂縫后，在地層條件下反應(yīng)40～90分鐘形成高強(qiáng)度、無(wú)滲透性遮擋層；改性陶粒與固化劑的體積比為100∶9～18。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制油氣田儲(chǔ)層壓裂裂縫延伸的方法，其特征在于改性陶 粒由陶粒、補(bǔ)強(qiáng)填料和樹脂組成，按體積比為30 39 34 56 7 14。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制油氣田儲(chǔ)層壓裂裂縫延伸的方法，其特征在于改性陶 粒由石英粉、重晶石中的一種或兩種組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制油氣田儲(chǔ)層壓裂裂縫延伸的方法，其特征在于該改性 陶粒用樹脂為松香。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制油氣田儲(chǔ)層壓裂裂縫延伸的方法，其特征在于固化劑 為硅烷類偶聯(lián)劑中的兩種或三種組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制油氣田儲(chǔ)層壓裂裂縫延伸的方法，其特征在于能夠采 用10 20%的氫氧化鈉溶液降低所形成的高強(qiáng)度、無(wú)滲透性遮擋層強(qiáng)度，直至解除。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制油氣田儲(chǔ)層壓裂裂縫延伸的方法，壓裂施工過(guò)程中，用壓裂液基液攜帶改性陶粒和固化劑，二者在進(jìn)入裂縫后，在地層條件下反應(yīng)40～90分鐘形成高強(qiáng)度、無(wú)滲透性遮擋層；反應(yīng)時(shí)間可控，能在45～90℃儲(chǔ)層中應(yīng)用，該遮擋層能夠承受5MPa以上的壓差，且在高溫鹽水狀態(tài)下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在裂縫中固結(jié)形成具有較高承壓強(qiáng)度、無(wú)滲透的遮擋層，既可以減緩裂縫過(guò)度向下延伸進(jìn)入水層，又可以阻止壓穿水層以至底水錐進(jìn)。
文檔編號(hào)E21B43/17GK101839124SQ200910080319
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者丁里, 劉靜, 呂偉, 呂海燕, 吳江, 周曉群, 尹曉宏, 徐永高, 李憲文, 李斌, 薛小佳, 趙振峰, 趙文 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司