一种裂缝暂堵转向剂及其在暂堵转向加砂压裂工艺中的应用的制作方法

1.本发明属于石油压裂技术领域，具体涉及一种裂缝暂堵转向剂及其在暂堵转向加砂压裂工艺中的应用。


背景技术：

2.非常规油气已成为国内外油气开发的主要资源，近两年来，致密储层改造主要通过多簇射孔实现储层甜点密切割进而增大储层改造体积。储层密切割技术在增大射孔数量的同时造成射孔簇进液量不均匀的现象，进而导致储层内存在应力阴影及储层过渡改造的问题。地质储量未得到充分的有效动用，压裂改造效果与地质预期差距较大。
3.从压裂工艺上分析，水平井单段长度达80
‑
100m，簇间距为15
‑
30m，单段笼统压裂时单孔进液量达不到造缝所需的净压力要求，必须依靠裂缝暂堵通过限流方式增加单簇改造规模，因此，水平井多段多簇压裂技术必须采用裂缝暂堵增大缝网改造体积。
4.目前，常规暂堵主要选用膨胀型材料或选用调剖堵水树脂形成暂堵墙，具有暂堵时间长，增压速度慢及不易溶解的缺点；从材料上分析，市场上目前采用的暂堵材料以凝胶类块状聚丙烯酸为主，通过现场应用存在降解不彻底、暂堵效果不明显或暂堵后无法加砂的问题。从工艺的使用的广泛性及材料的缺陷上看，研究出定向暂堵的裂缝暂堵材料是迫在眉睫，形成自适应性的裂缝暂堵工艺技术是行业的发展方向。


技术实现要素：

5.针对现有技术的缺陷，本发明提供一种裂缝暂堵转向剂及其在暂堵转向加砂压裂工艺中的应用，所述暂堵转向剂在压裂施工过程中能实现快速暂堵、重新起新缝的作用。
6.一种裂缝暂堵转向剂，由以下原料组成：聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚碳酸酯、kcl、过硫酸铵，聚丙烯酰胺，水。
7.优选地，所述聚丙烯酸钠为粒径为100
‑
200目的粉末；所述聚乙烯醇为片状或者絮状；所述聚碳酸酯为粒径为2
‑
4mm的颗粒；所述聚丙烯酰胺为乳液聚丙烯酰胺。
8.优选地，所述聚乙烯醇为聚乙烯醇1799或聚乙烯醇1788。
9.优选地，针对致密储层中岩心脆性矿物含量不同，所述裂缝暂堵转向剂包括三种，分别为裂缝暂堵转向剂a、裂缝暂堵转向剂b、裂缝暂堵转向剂c，按照重量百分含量为100%计，具体如下：针对岩心脆性矿物含量大于60%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂a，由以下重量份的原料组成：0.05
‑
0.1%聚丙烯酰胺，0.75
‑
1.75%聚丙烯酸钠、2.0
‑
3.0%聚乙烯醇、3.25
‑
4.25%聚碳酸酯、0.5
‑
1%kcl、0.05
‑
0.15%过硫酸铵，其余为水；针对岩心脆性矿物含量为40%
‑
60%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂b，由以下重量份的原料组成：0.05
‑
0.1%聚丙烯酰胺，0.75
‑
1.75%聚丙烯酸钠、3.25
‑
4.25%聚乙烯醇、2.0
‑
3.0%聚碳酸酯、0.5
‑
1%kcl、0.05
‑
0.15%过硫酸铵，其余为水；针对岩心脆性矿物含量小于40%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转
向剂c，由以下重量份的原料组成：0.05
‑
0.1%聚丙烯酰胺，2.0
‑
3.0%聚丙烯酸钠、3.25
‑
4.25%聚乙烯醇、0.75
‑
1.75%聚碳酸酯、0.5
‑
1%kcl、0.05
‑
0.15%过硫酸铵，其余为水。
10.更优选地，所述裂缝暂堵转向剂a，由以下重量份的原料组成：0.1%聚丙烯酰胺，1.25%聚丙烯酸钠、2.50%聚乙烯醇、3.75%聚碳酸酯、1%kcl、0.1%过硫酸铵，其余为水；所述裂缝暂堵转向剂b，由以下重量份的原料组成：0.1%聚丙烯酰胺，1.25%聚丙烯酸钠、3.75%聚乙烯醇、2.50%聚碳酸酯、1%kcl、0.1%过硫酸铵，其余为水；所述裂缝暂堵转向剂c，由以下重量份的原料组成：0.1%聚丙烯酰胺，2.50%聚丙烯酸钠、3.75%聚乙烯醇、1.25%聚碳酸酯、1%kcl、0.1%过硫酸铵，其余为水。
11.所述裂缝暂堵转向剂在暂堵转向加砂压裂工艺中的应用，具体如下：针对致密储层中岩心脆性矿物含量不同，匹配使用不同的裂缝暂堵转向剂，当致密储层中岩心脆性矿物含量小于40%时，采用裂缝暂堵转向剂c进行加砂压裂；当致密储层中岩心脆性矿物含量大于60%时，采用裂缝暂堵转向剂a进行加砂压裂；当致密储层中岩心脆性矿物含量为40%
‑
60%时，采用裂缝暂堵转向剂b进行加砂压裂；在加砂压裂后添加裂缝暂堵转向剂前，调整施工排量为1
‑
2m3/min，混砂车的混砂罐转速大于100r/min，混砂罐液面不超过2/3刻度线，所述裂缝暂堵转向剂在添加时现场配制，在添加时，其原料聚丙烯酰胺持续添加，其他裂缝暂堵转向剂的原料在1
‑
2min内依次添加完毕，添加完毕后，提高施工排量至4
‑
6m3/min，施工压力上升直至破压后，调整施工排量至设计排量。
12.优选地，在暂堵转向加砂压裂工艺中的应用，采用裂缝暂堵转向剂a进行加砂压裂和采用裂缝暂堵转向剂b进行加砂压裂的工艺相同，均包括以下步骤：（1）泵注前置液；（2）泵注携砂液；（3）泵注裂缝暂堵转向剂；（4）泵注前置液；（5）泵注携砂液；（6）泵注裂缝暂堵转向剂；（7）泵注前置液；（8）泵注携砂液；（9）泵注顶替液：顶替液按照井筒容积的1.1倍顶替；（10）关井2至24h，开始控制放喷，返排完成后加砂压裂工艺结束；其中，步骤（1）、（4）、（7）中前置液的用液量占总的前置液的比例为30%：30%：40%；步骤（2）、（5）、（8）中携砂液的加砂量占总的加砂量的比例为25%：25%：50%。
13.优选地，步骤（3）中裂缝暂堵转向剂的用量占步骤（1）与（2）中前置液和携砂液总量的0.3
‑
0.8%；步骤（6）中裂缝暂堵转向剂的用量与步骤（3）中裂缝暂堵转向剂的用量相同。
14.优选地，在暂堵转向加砂压裂工艺中的应用，采用裂缝暂堵转向剂c进行加砂压裂的工艺包括以下步骤：（1c）泵注前置液；（2c）泵注携砂液；（3c）泵注裂缝暂堵转向剂；
（4c）泵注前置液；（5c）泵注携砂液；（6c）泵注携砂液；（7c）泵注顶替液：顶替液按照井筒容积的1.1倍顶替；（8c）关井2至24h后采用3mm、5mm和8mm油嘴开始控制放喷，返排完成后加砂压裂工艺结束；其中，步骤（1c）、（4c）中前置液的用液量占总的前置液的比例为60%：40%，步骤（2c）、（5c）中携砂液的加砂量占总的加砂量的比例为70%：30%。
15.优选地，步骤（3c）中裂缝暂堵转向剂的用量占步骤（1c）与（2c）中前置液和携砂液总量的0.3
‑
0.8%。
16.所述破压为压力瞬间降低。
17.携砂液在各个步骤的添加比例不作要求，各个步骤保证总的携砂液添加完毕即可。
18.现有技术中的前置液、携砂液、顶替液均可以实现本发明，针对不同的井，选用现有技术中适合该井的前置液、携砂液、顶替液即可。
19.本发明的优点：（1）发明采用水溶性较好的聚合物材料，设计出“瞬间桥堵”的封堵方式，通过三种不同粒径聚合物的相互组合，快速形成可耐压封堵墙，实现其他甜点区裂缝的开启，进一步增大了裂缝改造体积；（2）与常规暂堵方式相比，具有“堵得快、稳得住、易溶解”的特点。
附图说明
20.图1 yyp
‑
7井裂缝暂堵剂压裂施工曲线；图2 yyp
‑
7井裂缝暂堵剂压裂施工曲线；图3 yyp
‑
10井裂缝暂堵剂压裂施工曲线。
21.实施例1一种裂缝暂堵转向剂，由以下原料组成：聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚碳酸酯、kcl、过硫酸铵，聚丙烯酰胺，水；所述聚丙烯酸钠为粒径为100
‑
200目的粉末；所述聚乙烯醇为片状或者絮状；所述聚碳酸酯为粒径为2
‑
4mm的颗粒；所述聚丙烯酰胺为乳液聚丙烯酰胺；针对致密储层中岩心脆性矿物含量不同，所述裂缝暂堵转向剂包括三种，分别为裂缝暂堵转向剂a、裂缝暂堵转向剂b、裂缝暂堵转向剂c，按照重量百分含量为100%计，具体如下：针对岩心脆性矿物含量大于60%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂a，由以下重量份的原料组成：0.05
‑
0.1%聚丙烯酰胺，0.75
‑
1.75%聚丙烯酸钠、2.0
‑
3.0%聚乙烯醇、3.25
‑
4.25%聚碳酸酯、0.5
‑
1%kcl、0.05
‑
0.15%过硫酸铵，其余为水；针对岩心脆性矿物含量为40%
‑
60%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂b，由以下重量份的原料组成：0.05
‑
0.1%聚丙烯酰胺，0.75
‑
1.75%聚丙烯酸钠、3.25
‑
4.25%聚乙烯醇、2.0
‑
3.0%聚碳酸酯、0.5
‑
1%kcl、0.05
‑
0.15%过硫酸铵，其余为水；
针对岩心脆性矿物含量小于40%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂c，由以下重量份的原料组成：0.05
‑
0.1%聚丙烯酰胺，2.0
‑
3.0%聚丙烯酸钠、3.25
‑
4.25%聚乙烯醇、0.75
‑
1.75%聚碳酸酯、0.5
‑
1%kcl、0.05
‑
0.15%过硫酸铵，其余为水。
22.实施例2针对岩心脆性矿物含量大于60%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂a，按照重量百分含量为100%计，由以下重量份的原料组成：0.05%聚丙烯酰胺，0.75%聚丙烯酸钠、3.0%聚乙烯醇、4.25%聚碳酸酯、0.5%kcl、0.05%过硫酸铵，其余为水；所述聚丙烯酸钠为粒径为100
‑
200目的粉末；所述聚乙烯醇为片状聚乙烯醇1799；所述聚碳酸酯为粒径为2
‑
4mm的颗粒；所述聚丙烯酰胺为乳液聚丙烯酰胺。
23.实施例3针对岩心脆性矿物含量大于60%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂a，按照重量百分含量为100%计，由以下重量份的原料组成：0.08%聚丙烯酰胺，1.75%聚丙烯酸钠、2.0%聚乙烯醇、3.25%聚碳酸酯、0.7%kcl、0.15%过硫酸铵，其余为水；所述聚丙烯酸钠为粒径为100
‑
200目的粉末；所述聚乙烯醇为絮状聚乙烯醇1788；所述聚碳酸酯为粒径为2
‑
4mm的颗粒；所述聚丙烯酰胺为乳液聚丙烯酰胺。
24.实施例4针对岩心脆性矿物含量大于60%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂a，按照重量百分含量为100%计，由以下重量份的原料组成：0.1%聚丙烯酰胺， 1.25%聚丙烯酸钠、2.50%聚乙烯醇、3.75%聚碳酸酯、1%kcl、0.1%过硫酸铵，其余为水；所述聚丙烯酸钠为粒径为100
‑
200目的粉末；所述聚乙烯醇为絮状聚乙烯醇1799；所述聚碳酸酯为粒径为2
‑
4mm的颗粒；所述聚丙烯酰胺为乳液聚丙烯酰胺。
25.实施例5针对岩心脆性矿物含量为40%
‑
60%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂b，按照重量百分含量为100%计，由以下重量份的原料组成：0.05%聚丙烯酰胺，0.75%聚丙烯酸钠、3.25%聚乙烯醇、3.0%聚碳酸酯、0.5%kcl、0.05%过硫酸铵，其余为水；所述聚丙烯酸钠为粒径为100
‑
200目的粉末；所述聚乙烯醇为絮状聚乙烯醇1799；所述聚碳酸酯为粒径为2
‑
4mm的颗粒；所述聚丙烯酰胺为乳液聚丙烯酰胺。
26.实施例6针对岩心脆性矿物含量为40%
‑
60%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂b，按照重量百分含量为100%计，由以下重量份的原料组成：0.08%聚丙烯酰胺，1.75%聚丙烯酸钠、4.25%聚乙烯醇、2.0%聚碳酸酯、0.7%kcl、0.15%过硫酸铵，其余为水；所述聚丙烯酸钠为粒径为100
‑
200目的粉末；所述聚乙烯醇为絮状聚乙烯醇1788；所述聚碳酸酯为粒径为2
‑
4mm的颗粒；所述聚丙烯酰胺为乳液聚丙烯酰胺。
27.实施例7针对岩心脆性矿物含量介于40%至60%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂b，按照重量百分含量为100%计，由以下重量份的原料组成：0.1%聚丙烯酰胺，1.25%聚丙烯酸钠、3.75%聚乙烯醇、2.50%聚碳酸酯、1%kcl、0.1%过硫酸铵，其余为水；所述聚丙烯酸钠为粒径为100
‑
200目的粉末；所述聚乙烯醇为片状聚乙烯醇1799；所述聚碳酸酯为粒径为2
‑
4mm的颗粒；所述聚丙烯酰胺为乳液聚丙烯酰胺。
28.实施例8针对岩心脆性矿物含量小于40%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂c，按照重量百分含量为100%计，由以下重量份的原料组成：0.05%聚丙烯酰胺，2.0%聚丙烯酸钠、3.25%聚乙烯醇、1.75%聚碳酸酯、0.8%kcl、0.05%过硫酸铵，其余为水；所述聚丙烯酸钠为粒径为100
‑
200目的粉末；所述聚乙烯醇为片状聚乙烯醇1799；所述聚碳酸酯为粒径为2
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4mm的颗粒；所述聚丙烯酰胺为乳液聚丙烯酰胺。
29.实施例9针对岩心脆性矿物含量小于40%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂c，按照重量百分含量为100%计，由以下重量份的原料组成：0.07%聚丙烯酰胺，3.0%聚丙烯酸钠、4.25%聚乙烯醇、0.75%聚碳酸酯、0.5%kcl、0.15%过硫酸铵，其余为水；所述聚丙烯酸钠为粒径为100
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200目的粉末；所述聚乙烯醇为絮状聚乙烯醇1788；所述聚碳酸酯为粒径为2
‑
4mm的颗粒；所述聚丙烯酰胺为乳液聚丙烯酰胺。
30.实施例10针对岩心脆性矿物含量小于40%的致密储层，所述裂缝暂堵转向剂为裂缝暂堵转向剂c，按照重量百分含量为100%计，由以下重量份的原料组成：0.1%聚丙烯酰胺，2.50%聚丙烯酸钠、3.75%聚乙烯醇、1.25%聚碳酸酯、1%kcl、0.1%过硫酸铵，其余为水；所述聚丙烯酸钠为粒径为100
‑
200目的粉末；所述聚乙烯醇为絮状聚乙烯醇1799；所述聚碳酸酯为粒径为2
‑
4mm的颗粒；所述聚丙烯酰胺为乳液聚丙烯酰胺。
31.实施例11yyp
‑
7井第8层，该段岩心分析脆性矿物含量大于60%，设计段长80m，簇数7簇，单簇射孔长度0.5m，簇间距12
‑
20m，差异化非均匀射孔，设计施工排量14m3/min，总液量1045m3（前置液600m3，携砂液400m3，顶替液45m3），加砂量100m3，井深3588m，其中，前置液选用0.1%聚丙烯酰胺 0.3%粘土稳定剂 99.6%水，携砂液选用0.3%聚丙烯酰胺 0.3%粘土稳定剂 99.4%水，顶替液选用0.1%聚丙烯酰胺 0.3%粘土稳定剂 99.6%水，裂缝暂堵转向剂4m3，将实施例4提供的裂缝暂堵转向剂用于暂堵转向加砂压裂工艺中，共实施两级暂堵，具体如下：（1）泵注第1级前置液：施工排量14m3/min，泵注前置液180m3；（2）泵注第1级携砂液：施工排量14m3/min，泵注携砂液120m3，持续加砂25m3，（3）泵注第1级裂缝暂堵转向剂：降低施工排量至2m3/min，混砂罐转速调至120r/min，混砂罐液面调至2/3刻度线，添加裂缝暂堵转向剂a 2m3，裂缝暂堵转向剂在添加时现场配制，在添加时，其原料聚丙烯酰胺持续添加，其他裂缝暂堵转向剂的原料在2min内依次添加完毕，待全部裂缝暂堵转向剂进入射孔眼后，排量增加至6m3/min，施工压力上升直至破压后，增加排量至14m3/min；（4）泵注第2级前置液：施工排量14m3/min，泵注前置液180m3；（5）泵注第2级携砂液：施工排量14m3/min，泵注携砂液120m3，持续加砂25m3；（6）泵注第2级裂缝暂堵转向剂：重复步骤（3），其中，添加裂缝暂堵转向剂a 2m3；（7）泵注第3级前置液：施工排量14m3/min，泵注前置液240m3；（8）泵注第3级携砂液：施工排量14m3min，泵注携砂液160m3，持续加砂50m3；（9）泵注顶替液：顶替液按照井筒容积的1.1倍顶替；
（10）关井24h后，开始控制放喷，返排完成后加砂压裂工艺结束；施工曲线如图1。
32.由图1可知，第1级暂堵后，施工压力由54mpa迅速上升至62mpa,压力增大8mpa，第2级暂堵后，施工压力由60mpa迅速上升至65mpa,压力增大5mpa，这是因为当裂缝暂堵剂进入裂缝后能够迅速封堵诱导缝，重新开启裂缝，实现裂缝转向。
33.实施例12yyp
‑
7井第6层，该段岩心分析脆性矿物含量介于40%至60%，设计段长90m，簇数6簇，单簇射孔长度0.5m，簇间距10
‑
20m，差异化非均匀射孔，施工排量14m3/min，总液量943m3（前置液500m3，携砂液400m3，顶替液43m3），加砂量80m3，井深3410m，前置液选用0.1%聚丙烯酰胺 0.3%粘土稳定剂 99.6%水，携砂液选用0.3%聚丙烯酰胺 0.3%粘土稳定剂 99.4%水，顶替液选用0.1%聚丙烯酰胺 0.3%粘土稳定剂 99.6%水，裂缝暂堵转向剂4m3，将实施例7提供的裂缝暂堵转向剂b用于暂堵转向加砂压裂工艺中，共实施两级暂堵，具体如下：（1）泵注第1级前置液：施工排量14m3/min，泵注前置液150m3；（2）泵注第1级携砂液：施工排量14m3/min，泵注携砂液120m3，持续加砂20m3，（3）泵注第1级裂缝暂堵：降低施工排量至2m3/min，混砂罐转速调至120r/min，混砂罐液面调至2/3刻度线，添加裂缝暂堵转向剂b 2m3，裂缝暂堵转向剂在添加时现场配制，在添加时，其原料聚丙烯酰胺持续添加，其他裂缝暂堵转向剂的原料在2min内依次添加完毕，待全部裂缝暂堵转向剂进入射孔眼后，排量增加至6m3/min，施工压力上升直至破压后，增加排量至14m3/min；（4）泵注第2级前置液：施工排量14m3/min，泵注前置液150m3；（5）泵注第2级携砂液：施工排量14m3/min，泵注携砂液120m3，持续加砂20m3；（6）泵注第2级裂缝暂堵：重复步骤（3），其中，添加裂缝暂堵转向剂b 2m3；（7）泵注第3级前置液：施工排量14m3/min，泵注前置液200m3；（8）泵注第3级携砂液：施工排量14m3/min，泵注携砂液160m3，持续加砂40m3；（9）泵注顶替液：顶替液按照井筒容积的1.1倍顶替；（10）关井24h后，开始控制放喷，返排完成后加砂压裂工艺结束；施工曲线如图2。
34.由图2可知，裂缝暂堵后，施工压力由58mpa迅速上升至62mpa,压力增大4mpa，这是因为当裂缝暂堵剂进入裂缝后能够迅速封堵诱导缝，重新开启裂缝，实现裂缝转向。
35.实施例13yyp
‑
10井第3层，该段岩心分析脆性矿物含量小于40%，设计段长100m，簇数4簇，单簇射孔长度1.0m，簇间距20
‑
30m，差异化非均匀射孔，施工排量14m3/min，总液量1047m3（前置液650m3，携砂液350m3，顶替液47m3），加砂量70m3，井深3720m，前置液选用0.1%聚丙烯酰胺 0.3%粘土稳定剂 99.6%水，携砂液选用0.3%聚丙烯酰胺 0.3%粘土稳定剂 99.4%水，顶替液选用0.1%聚丙烯酰胺 0.3%粘土稳定剂 99.6%水，裂缝暂堵转向剂2m3，选用实施例10提供的裂缝暂堵转向剂c用于暂堵转向加砂压裂工艺中，共实施一级暂堵，具体如下：（1）泵注第1级前置液：施工排量14m3/min，泵注前置液390m3；（2）泵注第1级携砂液：施工排量14m3/min，泵注携砂液210m3，持续加砂49m3，（3）泵注第1级裂缝暂堵：降低施工排量至1m3/min，混砂罐转速调至120r/min，混
砂罐液面调至2/3刻度线，添加裂缝暂堵转向剂c 2m3，裂缝暂堵转向剂在添加时现场配制，在添加时，其原料聚丙烯酰胺持续添加，其他裂缝暂堵转向剂的原料在1min内依次添加完毕，待全部裂缝暂堵转向剂进入射孔眼后，排量增加至4m3/min，施工压力上升直至破压后，增加排量至14m3/min；（4）泵注第2级前置液：施工排量14m3/min，泵注前置液260m3；（5）泵注第2级携砂液：施工排量14m3/min，泵注携砂液140m3，持续加砂21m3；（6）泵注顶替液：顶替液按照井筒容积的1.1倍顶替；（7）关井2h后，开始控制放喷，返排完成后加砂压裂工艺结束；施工曲线见图3。
36.由图3可知，裂缝暂堵后，施工压力由60mpa迅速上升至65mpa,压力增大5mpa，这是因为当裂缝暂堵剂进入裂缝后能够迅速封堵诱导缝，重新开启裂缝，实现裂缝转向。