[00111321]水溶性高强度暂堵剂及其制备方法

一．课题来源与背景： 我国低渗透油田石油地质储量丰富,其资源量约占全国石油总资源量的30%,在已探明储量中,低渗透油藏的比例约占全国储量的2/3以上,开发潜力巨大。大多数低渗透储层在压裂改造后虽增产幅度较大,但产量仍然不高。近些年,各大油田均在压裂施工中采用段内多裂缝技术或是裂缝转向技术,加大对低渗储层的改造力度,将储层产量最大化。 目前暂堵技术已经运用于油田现场各类施工作业,包括钻井、固井、修井、洗井以及增产措施等,各大油田开始在压裂施工中采用段内多裂缝技术或是裂缝转向技术加大对低渗储层的改造力度,从而将储层产量最大化。 根据目前油气田开发的暂堵转向增产需要,并克服现有暂堵剂适用过程中存在的不足,研发出针对油气井压裂用的水溶性高强度暂堵剂。 二．技术原理及性能指标。 应用领域为油田增产技术领域。 技术原理为： 化学暂堵、投球暂堵等技术,该技术利用储层各位置之间的的破裂压力差,对储层进行分段压裂,裂缝首先在应力最小、最易破裂的小层中产生,使用缝口暂堵剂封堵己压开层段的孔眼和主裂缝,迫使井筒压力上升,达到另一级破裂压力值时,压裂液沿分簇孔眼压开新裂缝,以此类推,多次投放暂堵剂,直到每一级依次压开,提高纵向剖面动用程度,増加沟通油气富集区的几率。 缝口暂堵转向压裂技术作为一种有效的压裂改造手段,是指在压裂施工中通过一次或多次投放高强度水溶性颗粒暂堵剂,颗粒暂堵剂在炮眼和裂缝高渗透带形成滤饼,临时封堵老裂缝,提高井筒中的压力,结合射孔技术,促使水平产层段其他位置裂缝的开启,最终形成多条新裂缝,达到密集切割储层的目的,有效增加单井改造体积。 缝口暂堵转向压裂机理：由于储层一般存在非均质性,不同储层段的储层物性及破裂压力也各不相同,通常是先压开储层物性好、破裂压力低的层段,然后投放高强度水溶性暂堵剂封堵已压裂的裂缝,并提高缝内应力从而迫使流体转向,促使次级裂缝的开启,达到压开新裂缝的目的,多次投放暂堵剂可促使多条次级裂缝额开启,最终达到多条裂缝的相对均衡扩展,最大程度的切割致密储层。 性能指标： 表1 暂堵剂性能指标 项 目 指 标 外 观 粉末或颗粒或球 密度 g/cm3 1.4-1.7 粒径 可根据要求进行加工 溶解时间,h 2-72 溶解率,% ≥ 98 封堵率,% ≥ 95 岩心渗透率恢复率,% ≥ 90 承压强度,MPa ≥ 40 三．成果的创造性、先进性 本项目自主研发出高强度水溶性暂堵剂,包括颗粒型高强度水溶性缝口暂堵剂、粉末型缝内暂堵剂、可溶暂堵球。通过多次室内评价试验,暂堵剂使用温度可达50℃-150℃,承压能力可达80MPa,并且根据不同的原料配比方案,可实现在规定时间内的暂堵剂溶解。经多家单位评定,本公司暂堵材料达到世界先进水平。 四．技术的成熟程度,适用范围和安全性 水溶性高强度暂堵剂应用于压裂、酸化（压）作业过程中可大幅度提升压裂酸化（压）改造效率,有效动用油气储量,大幅度减少井下分段工具,改造体积大幅度增加,最终可大幅提高投入产出比。在全国各大油气田致密油、致密气、页岩气等领域全面推广应用,效果显著。截止2018年11月30日,已完成350井次现场应用,累计增产原油20万吨,增产天然气10亿方,为客户创造经济价值超过30亿元,经济效益和社会效益显著。 五．应用情况及存在的问题 1.下面是该技术在各油田区块的具体应用施工情况和效果总结： 在新疆油田针对老井重复压裂难题应用该暂堵剂暂堵体积压裂技术,通过粉末、颗粒暂堵剂封堵老裂缝开启新裂缝,使得储层动用程度大大提高。现场应用200多井次,增产效果,施工成功率达到100%,施工有效率达到70%,创造产值3452万元;在四川油气田实施该暂堵剂暂堵体积压裂技术进行水平井新井段内多裂缝压裂及套变井,最大限度的减少了井下封隔器的使用,成功实现段内多裂缝压裂,有效开发储层甜点区域。2014年通过15口井现场实验,施工成功率达到100%,创造产值5586万元。 从该技术目前已取得的研究成果、现场实施效果和创造的社会、经济效益几方面来看,该暂堵剂暂堵体积压裂技术已发展成为一项成熟的工艺技术,具有良好的推广应用前景。 2.本项目研究的该暂堵剂目前有待进一步研究的主要问题包括： （1）随着国内外油气田的大规模开发,今后超深及超长水平段施工井越来越多,建议进一步对目前现有的暂堵剂体系和性能进行改进,拓宽暂堵剂粒度分布体系、提高暂堵剂耐高温水平、改良暂堵剂降解性能等。 （2）加强对新开发的暂堵剂组合在复杂储层条件下暂堵裂缝转向机理的研究。 （3）高强度水溶性暂堵剂通过现场应用证明其优势明显,自然选择甜点暂堵压裂是今后的压裂发展方向,高强度水溶性暂堵剂进行全面推广应用。我公司将进一步提高产能建设,将500吨/年提高到2000吨/年,满足市场需求。 （4）积极开拓国际市场,争取在国外推广应用。