[发明专利]一种水平井分段压裂用暂堵剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水平井分段压裂施工用的暂堵剂及其制备方法。

背景技术

在油田的开采过程中水平井的收益远大于钻井和完井费用，在重油层和厚油层开采中比竖直井更受重视。水平井改造过程中会涉及用到分段射孔压裂技术，即第一段压裂施工完毕后，采用化学或者机械方法将已压裂段和待压裂段分隔开，从而使目的层得到有效改造。

目前应用的暂堵剂主要有：惰性有机树脂、固体有机酸(如美国使用的安息香酸能在水和油中缓慢溶解)、遇酸溶胀的聚合物、惰性固体(如硅粉、碳酸钙粉、岩盐、油溶性树脂、封堵小球)等。其中应用最广泛的为聚合物和封堵小球，其中聚合物暂堵剂由于其牢固的化学交联网络结构，封堵效果良好，但存在着破胶慢甚至难以破胶的现象，返排不彻底，会对地层造成一定程度的伤害；封堵小球具有封堵强度高，变形小的特点，但是缺点是易脱落、封堵效果差，如果嵌在炮眼处形成堵塞，还会因其不能自溶从而难以解除。

发明内容

本发明的目的是研制一种水平井分段压裂施工用的暂堵剂及其制备方法，利用这种暂堵剂可以在60℃～80℃井温条件下发生交联反应形成可承受30MPa以上压差的胶塞。从而保证压裂施工的顺利进行。压裂施工完毕后，体系中的过硫酸铵微胶囊破胶剂囊衣破坏，过硫酸铵析出破坏瓜胶交联体系的交联结构，使暂堵剂降解，形成的残渣易溶于水，可通过返排全部排出地面，对地层伤害较小。

本发明所述的水平井分段压裂用暂堵剂由瓜胶、三氧化二铝、氧化镁、过硫酸铵微胶囊破胶剂、聚丙烯酸钠小球和碳酸氢钠构成，上述各组分的质量比例为48∶107∶193∶(11～42)∶24∶1.26。配好的暂堵剂为一种淡黄色粘稠液体，25℃下粘度为400mPa·s，在井温为60℃条件下反应1～2h可以形成能耐受一定压差的胶塞。所采用的瓜胶为白色至浅黄褐色自由流动的粉末，其分子量为20万-30万。所采用的聚丙烯酸钠小球半径为0.5-4mm，吸水(去离子水)倍率为130(ml/g)，吸水后小球半径为5-20mm。所采用的过硫酸铵微胶囊破胶剂为通过沸腾制粒技术得到的苯丙乳液包覆过硫酸铵，过硫酸铵与苯丙乳液的质量比为1∶1.5。

该水平井分段压裂用暂堵剂的制备方法如下：

1，在室温条件下，将瓜胶、三氧化二铝，氧化镁、过硫酸铵微胶囊破胶剂、聚丙烯酸钠小球、碳酸氢钠原料按照比例混合均匀。

2，将上述混合物料与水按照比例在搅拌条件下缓慢加入水中，搅拌均匀后再持续搅拌5分钟得到本发明的水平井分段压裂用暂堵剂。

所述的混合物与水的质量比例为(26～28)∶(72～74)。

经过现场施工验证，本发明的水平井分段压裂用暂堵剂在60℃井温条件下交联固化后可耐受30.3～50.7MPa的压差，压裂施工完毕后可在24h内迅速破胶，此时胶塞耐压差低于5MPa且易溶于水，可通过返排施工全部排出井外。

具体实施示例

实施例1：

在常温25℃条件下将48g瓜胶、107g三氧化二铝、193g氧化镁、42g过硫酸铵微胶囊破胶剂、24g聚丙烯酸钠小球和1.26g碳酸氢钠置于烧杯中搅拌均匀。然后将上述混合物料在搅拌条件下缓慢加入1080g水中，混合物料加完后再继续搅拌5分钟，配成初始粘度为400mPa·s的水平井压裂施工用暂堵剂，此暂堵剂在60℃井筒中候凝2h后可耐受压差44.8MPa，破胶后可全部通过返排工艺排出地面。

实施例2：

按照上述步骤配制水平井分段压裂用暂堵剂，所不同的为过硫酸铵微胶囊破胶剂用量为21g，配成的暂堵剂在70℃井筒中候凝2h后可耐受压差37.95MPa，且破胶效果良好。

实施例3：

按照上述步骤配制水平井分段压裂用暂堵剂，所不同的为过硫酸铵微胶囊破胶剂用量为11g，配成的暂堵剂在80℃井筒中候凝2h后可耐受压差30MPa以上，破胶效果良好。