一种油田压裂暂堵剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油田化学技术领域，特别涉及一种油田压裂暂堵剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 低渗透油田通常采用体积压裂以及重复压裂技术挖掘地层潜力、提高油井单井产 量，该技术主要是向地层重新加入一定量支撑剂，在原裂缝内实现支撑剂的重新铺置，提高 裂缝导流能力，达到实现增产的目的。
[0003] 目前国内外实施体积压裂的有两种：采用大排量提高裂缝内净压力，迫使原来不 能开启的天然裂缝开启，以及迫使裂缝壁面的弱结构产生新的横向分支缝，从而扩大裂缝 的横向扩展，增大压裂改造体积；或者是密细分段，利用缝间干扰形成更为复杂的裂缝。
[0004] 目前国内外实施的重复压裂有两种方式：1)层内压出新裂缝。由于厚油层在纵向 上的非均质性，油层内见效程度不同，使得层内矛盾突出而影响开发效果。可以通过补射非 主力油层或对非均质厚油层重复压裂、或者压裂同井新层等措施改善出油剖面，从而取得 很好的效果。2)延伸原有裂缝。油田开发过程中，由于压力、温度等环境条件的改变，引起 原有压裂裂缝失效。这类井需要加砂重新撑开原有裂缝，穿透堵塞带就可以获得不同程度 的效果。另外，压裂改造规模不够，或者支撑裂缝短，或者裂缝导流能力低，这类井必须加大 压裂规模继续延伸原有裂缝，或者提高砂量以增加裂缝导流能力。
[0005] 转向压裂裂缝控制技术是应用化学暂堵剂使流体在地层中发生转向，在压裂中可 以暂堵老缝或已加砂缝，从而造出新缝或使压裂砂在裂缝中均匀分布，其主要作用有：纵向 剖面的新层启动；重复压裂的平面上的裂缝转向；裂缝单向延伸的控制。该技术可应用于 重复压裂、细分层压裂、套变井及落物井压裂，近年来在裂缝转向技术、多裂缝压裂、有效缝 长控制领域中得到了广泛的推广。转向压裂裂缝控制技术实施的关键是在施工过程中实 时地向地层中加入转向剂，该转向剂可遵循流体向阻力最小方向流动的原则进入井筒的炮 目艮，部分进入地层中的裂缝或高渗透层，在炮眼处和高渗透带产生滤饼桥堵，形成高于裂缝 破裂压力的压差值，使后续工作液不能向裂缝和高渗透带进入，从而使压裂液进入高应力 区或新裂缝层，促使新缝的产生和支撑剂的铺置变化。产生桥堵的转向剂在施工完成后溶 于地层水或压裂液，不会对地层产生污染。
[0006] 中国专利CN201310311159. 0公开了一种水溶性压裂转向暂堵剂及其制备方 法，该暂堵剂由植物淀粉、高聚物、膨胀剂和固化剂混合组成，自然晾干，然后造成直径为 3-6mm的颗粒，得到水溶性压裂转向暂堵剂。该水溶性压裂转向暂堵剂具有溶解性好、粘 附性强、返排性能好、不污染地层等优点，具有高的突破压力，能很好的暂时封堵炮眼和高 渗透层，压开新裂缝。中国专利CN200910092094. 9公开了一种低渗透油田缝内转向压裂 暂堵剂及其制备方法和应用，该暂堵剂是将骨胶粉、苯甲酸、改性淀粉、羟乙基纤维素、含F 表面活性剂、交联剂按质量配比混合，加入聚氧乙烯二丙烯酸酯和引发剂在温度80°C、压 力1.2MPa条件下反应成胶，然后经过造粒、上油、烘干而成，抗温稳定性好，粘附性稳定， 在60°C完全溶解后由压裂液携带返排出来。专利CN201310311159. 0公开的暂堵剂为混 合产物，主要起暂堵作用的是植物淀粉，抗温能力不足，不能有效封堵较小孔隙裂缝。专利 CN200910092094. 9公开的暂堵剂为骨胶粉改性，生产工艺复杂，需要一定的温度和压力， 生产过程中存在风险，合成出的暂堵剂为非均质合成，产物存在很大波动性，不能很好地指 导现场生产。
【发明内容】
[0007] 为了解决现有压裂暂堵剂存在的抗温能力不足、生产工艺复杂且不安全、以及无 法有效封堵较小孔隙裂缝等问题，本发明提供了一种油田压裂暂堵剂，包含丙烯酸类单 体（A)、丙烯酰胺类单体（B)和水溶性交联剂（C)，各组分的摩尔比为A : B : C = (0~ 0· 2) : (0 ~0· 1) : (0· 001 ~0· 006)。
[0008] 所述丙烯酸类单体（A)为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或丙烯酸。
[0009] 所述丙烯酰胺类单体（B)为丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺和N，N-二乙基丙烯 酰胺中的至少一种。
[0010] 所述水溶性交联剂（C)为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
[0011] 本发明还提供了一种上述油田压裂暂堵剂的制备方法，包括：将丙烯酸类单体 (A)溶液调至碱性，依次加入丙烯酰胺类单体（B)和水溶性交联剂（C)，各组分的摩尔比为 A : B : C = (0~0.2) : (0~0.1) : (0.001~0.006);充分搅拌后，通入氮气至第一 预设时间；将溶液升温至第一预设温度，加入引发剂，再次通入氮气至第二预设时间；静置 聚合反应得到聚合物；将所述聚合物进行干燥处理、剪切造粒，得到转向压裂暂堵剂。
[0012] 所述聚合物的化学结构通式为：
[0013]
【主权项】
1. 一种油田压裂暂堵剂，其特征在于，包含丙烯酸类单体（A)、丙烯酰胺类单体（B)和 水溶性交联剂（C)，各组分的摩尔比为A : B : C = (0~0.2) : (0~0.1) : (0.001~ 0· 006) 〇
2. 如权利要求1所述的油田压裂暂堵剂，其特征在于，所述丙烯酸类单体㈧为2-丙 烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或丙烯酸。
3. 如权利要求1所述的油田压裂暂堵剂，其特征在于，所述丙烯酰胺类单体（B)为丙烯 酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺和N，N-二乙基丙烯酰胺中的至少一种。
4. 如权利要求1所述的油田压裂暂堵剂，其特征在于，所述水溶性交联剂（C)为N， N-亚甲基双丙烯酰胺。
5. -种如权利要求1所述的油田压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，包括：将丙烯 酸类单体（A)溶液调至碱性，依次加入丙烯酰胺类单体（B)和水溶性交联剂（C)，各组分的 摩尔比为A : B : C = (0~0.2) : (0~(Xl) : (0.001~0.006);充分搅拌后，通入氮 气至第一预设时间；将溶液升温至第一预设温度，加入引发剂，再次通入氮气至第二预设时 间；静置聚合反应得到聚合物；将所述聚合物进行干燥处理、剪切造粒，得到压裂暂堵剂。
6. 如权利要求5所述的油田压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述聚合物的化学 结构通式为：
其中，&为-C(O) NHC(2CH 3) CH2SO3Na 或-COONa ;化为-CONH 2、-CON(CH3)2 和-CON(CH3)2CH2CH3中的至少一种；R 3为（NH)2(CO)2CH2;各单体摩尔比m : η : 〇 : p : q =(0· 001 ~0· 006) : (0 ~0· 2) : (0 ~0· 1) : (0 ~0· 1) : (0 ~0· 1)。
7. 如权利要求5所述的油田压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述第一预设时间 为30~50min ;所述第一预设温度为35~65°C;所述第二预设时间为20~30min ;所述干 燥处理的温度为100~ll〇°C。
8. 如权利要求5所述的油田压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂包含氧 化剂和还原剂，所述氧化剂与还原剂的摩尔比为1 : 1。
9. 如权利要求8所述的油田压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为过硫 酸钾或过硫酸铵，所述还原剂为亚硫酸氢钠或亚硫酸钠。
10. 如权利要求5所述的油田压裂暂堵剂的制备方法，其特征在于，所述将丙烯酸类单 体⑷溶液调至碱性的pH值为9~11。
【专利摘要】本发明公开了一种油田压裂暂堵剂及其制备方法，属于油田化学技术领域。所述压裂暂堵剂包含丙烯酸类单体(A)、丙烯酰胺类单体(B)和水溶性交联剂(C)。本发明还提供了该压裂暂堵剂的制备方法，包括：将丙烯酸类单体(A)溶液调至碱性，依次加入丙烯酰胺类单体(B)和水溶性交联剂(C)；搅拌后，通入氮气至第一预设时间；将溶液升温至第一预设温度，加入引发剂，再次通入氮气至第二预设时间；静置聚合反应得到聚合物；将聚合物进行干燥处理、剪切造粒，得到压裂暂堵剂。本发明压裂暂堵剂具有粘结暂堵能力和溶解性好等优点，有利于现场酸化解堵。本发明的制备方法，具有生产工艺过程简单、安全性高等优点。
【IPC分类】C09K8-68
【公开号】CN104861953
【申请号】CN201510179833
【发明人】曾斌, 刘炼, 曾梓航, 敖科
【申请人】四川捷贝通能源科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月17日