專利名稱：一種二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠性能影響的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠性能影響的測試方法。
背景技術(shù)：
低滲透油藏，在我國是一般指滲透率介于10-50X10-3 μ m2之間的油層所構(gòu)成的油藏。隨著勘探和開發(fā)程度的不斷加深，我國低滲透率油藏在總探明儲量和已動用儲量中所占的比例越來越高，在保持和推動石油工業(yè)發(fā)展中所發(fā)揮的作用越來越大。如以中國石油天然氣集團公司為例，至2001年底，探明石油地質(zhì)儲量145X108t，其中低滲透儲量44X108t,占30%;動用石油地質(zhì)儲量110X108t，其中低滲透儲量21X108t，占19%;剩余探明未動用石油地質(zhì)儲量35X108t，其中低滲透儲量22X108t，占62%。近期當(dāng)年探明的儲量中，低滲透儲量所占的比例更大，高達65% 70%。如何動用好和開發(fā)好低滲透油田儲量，對我國石油工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和保證我國石油安全具有十分重要的意義。低滲透油藏由于儲層物性差，油井產(chǎn)量低，而且由于孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滲流狀態(tài)異常，導(dǎo)致其油田開發(fā)特征與中高滲透油藏有很大的不同，甚至發(fā)生質(zhì)的變化。低滲透油田開發(fā)具有如下基本特征(I)油井自然產(chǎn)能低，壓裂改造后才具有工業(yè)開采價值；(2)滲流規(guī)律不遵循達西定律，具有啟動壓力梯度；(3)天然能量小，壓力、產(chǎn)量下降快，一次采收率低；(4)注水井吸水能 力低，啟動壓力和注水壓力上升快；(5)油井見水后產(chǎn)液指數(shù)急劇下降，穩(wěn)產(chǎn)難度很大。水力壓裂技術(shù)作為油氣井增產(chǎn)、水井增注的主要措施已廣泛應(yīng)用在低滲透油氣田的開發(fā)中，為油氣田的穩(wěn)產(chǎn)做出了重要貢獻。通過水力壓裂改善了井底附近的滲流條件，溝通油氣儲集區(qū)和改變油氣流動方式，提高了油氣井產(chǎn)能。國內(nèi)低滲油氣田的產(chǎn)量和通過水力壓裂改造獲得的產(chǎn)量都在逐年迅速增加。經(jīng)過水力壓裂后的油、氣、水井，由于受當(dāng)時壓裂工藝、材料、設(shè)備工具的限制，規(guī)模欠小，材料選用不當(dāng)，設(shè)備功率有限等原因會導(dǎo)致水力裂縫導(dǎo)流能力大幅降低而逐漸失去作用；有些則因井層選擇不當(dāng)或作業(yè)方面原因也未能有效，同時經(jīng)過長期開發(fā)，主要油氣田已進入中、高含水期的開發(fā)階段，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的難度越來越大；對這類油氣井，為了獲得高產(chǎn)和經(jīng)濟的開采效益，需要進行重復(fù)壓裂。重復(fù)壓裂是指對已經(jīng)采取過一次或幾次壓裂施工措施的井層再實施壓裂改造。早在20世紀(jì)50年代，國外就已經(jīng)進行了重復(fù)壓裂，經(jīng)過50多年的發(fā)展，在重復(fù)壓裂前儲層重評估、選井選層新技術(shù)、壓裂液、壓裂井動態(tài)預(yù)測、重復(fù)壓裂裂縫轉(zhuǎn)向機理、重復(fù)壓裂優(yōu)化設(shè)計與工藝技術(shù)研究、裂縫診斷與效果評價等方面均得到快速發(fā)展，不但成為油氣藏的增產(chǎn)增注手段，也成為經(jīng)濟有效開發(fā)低滲、特低滲透儲層的關(guān)鍵技術(shù)。水力壓裂技術(shù)應(yīng)用于低滲透油氣田的開發(fā)，自1947年開始迄今己有50多年。就技術(shù)而論已成為低滲透和特低滲透油氣藏開發(fā)不可或缺的、成熟而有效的石油工程技術(shù)。
為了更好地解決具有不同油氣藏地質(zhì)、開發(fā)與開采特點的油氣田在不同階段存在的主要問題，水力壓裂技術(shù)也在不斷提出新思路和發(fā)展新方法。早在60年代國外就開始了重復(fù)壓裂研究，由于當(dāng)時技術(shù)與認識水平限制，一般認為重復(fù)壓裂是原有水力裂縫的進一步延伸或者重新張開已經(jīng)閉合的水力裂縫。80年代中期，隨著油氣價格變化和現(xiàn)代水力壓裂技術(shù)發(fā)展，國外(主要是美國)又將重復(fù)壓裂作為一項重要的技術(shù)研究課題，從重復(fù)壓裂評估、重復(fù)壓裂造縫機理和造新縫的可能性、重復(fù)壓裂選井評層原則、重復(fù)壓裂設(shè)計與施工等方面進行了理論研究和現(xiàn)場實驗分析，使重復(fù)壓裂技術(shù)取得了一系列重大進展。1987年美國能源部在多井實驗中進行改變應(yīng)力的壓裂實驗，首先證明了地應(yīng)力場受到鄰井裂縫影響。Dowell公司根據(jù)實驗和模擬地應(yīng)力研究認為，地層中存在支撐裂縫將改變井眼附近應(yīng)力分布，使重復(fù)壓裂的起裂方位垂直于初次裂縫，離開井眼一定范圍后再轉(zhuǎn)向到平行于初次裂縫方位延伸。Chen & Minner等研究認為孔隙壓力變化導(dǎo)致新裂縫近似垂直于前次裂縫或與前次裂縫成一銳角。Chevron石油技術(shù)公司在美國Lost Hill油田的測試表明，重復(fù)壓裂裂縫方位與初次裂縫方向偏移30° ;Unocal公司在Van油田的重復(fù)壓裂測試證實了重復(fù)壓裂裂縫可能與前次裂縫方位偏離60°。這些實驗與研究有力的推動了重復(fù)壓裂技術(shù)的發(fā)展，取得了極其顯著的經(jīng)濟效益。例如，美國最早開發(fā)的油田之一Rangely油田，許多井重復(fù)壓裂達4次,成功率達70_80%;美國阿拉斯加Kuparuk River油田的385 口生產(chǎn)井中重復(fù)壓裂185 口，壓后采油指數(shù)平均提高了兩倍。近年來國內(nèi)大慶、勝利、長慶、大港、吉林等油田也進行了大量的重復(fù)壓裂作業(yè)，并從理論和實踐上作了一定的探索，取得了一些經(jīng)驗與認識。從1995年開始，西南石油大學(xué)先后與遼河油田、長慶油田、新疆油田和勝利油田開展了重復(fù)壓裂技術(shù)研究，且與長慶油田、新疆油田合作中展開了高含水期堵老縫壓新縫的改向重復(fù)壓裂試驗，取得了很好的增產(chǎn)效果，開辟了重復(fù)壓裂研究的新方向。堵壓一體化技術(shù)的過程是先用堵劑長效封堵或暫時封堵老裂縫，然后用水力壓裂工藝在地層其它方位壓開新裂縫，以達到重新改造儲層，提高油層采收率的目的。堵劑封堵裂縫后，后續(xù)壓裂液必然對其有擠壓和穿透作用，因此要求重復(fù)壓裂堵劑具有比常規(guī)堵劑更高的性能。重復(fù)壓裂堵劑工作液進入老裂縫后形成凝膠，在后續(xù)壓裂液作用下，堵劑將受到壓裂液的擠壓和穿透作用，因此重復(fù)壓裂堵劑的性能要滿足兩個方面的要求一是堵劑-裂縫壁面之間的強粘附性，阻止壓裂液往初次人工裂縫穿透；二是堵劑自身具有高強度，可抵抗壓裂液的擠壓。總之堵劑不僅具有高的強度和粘附性，而且要有一定的應(yīng)力形變能力。這就要求堵劑的突破壓力要高于受到的擠壓力。另外，堵老縫堵劑面臨的是裂縫問題，堵劑還需要滿足裂縫中低的濾失性以保證其良好的成膠性質(zhì)并減小對基質(zhì)的傷害，所以應(yīng)采取二次成膠技術(shù)。二次成膠是指堵劑在地面預(yù)先形成低交聯(lián)密度弱凝膠，稱“預(yù)凝膠”或一次凝膠，一次凝膠注入地層后，在油藏溫度條件下再次交聯(lián)形成高強度凝膠，即二次凝膠。二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑的成膠時間和成膠強度有著很大的影響，如何快速準(zhǔn)確的測定出二次交聯(lián)劑濃度比對壓裂堵劑成膠時間和成膠強度的影響，對壓裂堵劑的合成
顯得至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠性能影響的測試方法，該方法能快速測試出二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠時間的影響，且測試結(jié)果準(zhǔn)確，測試步驟簡單，測試成本低，為壓裂堵劑的合成提供了數(shù)據(jù)支持。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠性能影響的測試方法，包括以下步驟(a)配置壓裂堵劑溶液；(b)然后加入預(yù)交聯(lián)劑和促進劑，且預(yù)交聯(lián)聚交比為30 1，促進劑濃度40mg/L;(c)加入不同濃度的二次交聯(lián)劑；(d)在一定溫度下分別測得壓裂堵劑的體系成膠時間和成膠強度；(d)通過測得數(shù)據(jù)分析出二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠時間和成膠強度的影響。所述步驟(a)中，配置壓裂堵劑溶液的環(huán)境溫度為30°C。所述步驟(a)中，通過清水配置壓裂堵劑溶液。所述步驟(d)中，測試溫度為90°C。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是能快速測試出二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠時間的影響，且測試結(jié)果準(zhǔn)確，測試步驟簡單，測試成本低，為壓裂堵劑的合成提供了數(shù)據(jù)支持。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不僅限于此。實施例本發(fā)明涉及的一種二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠性能影響的測試方法，其具體步驟如下(a)配置壓裂堵劑溶液；(b)然后加入預(yù)交聯(lián)劑和促進劑，且預(yù)交聯(lián)聚交比為30 1，促進劑濃度40mg/L;(c)加入不同濃度的二次交聯(lián)劑；(d)在一定溫度下分別測得壓裂堵劑的體系成膠時間和成膠強度；(d)通過測得數(shù)據(jù)分析出二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠時間和成膠強度的影響。所述步驟(a)中，配置壓裂堵劑溶液的環(huán)境溫度為30°C。所述步驟(a)中，通過清水配置壓裂堵劑溶液。所述步驟(d)中，測試溫度為90°C。本發(fā)明以100萬分子量壓裂堵劑，固定主劑濃度3%，預(yù)交聯(lián)聚交比30 1、促進劑濃度40mg/L，改變二次交聯(lián)劑濃度，在90°C溫度下觀察體系成膠時間和成膠強度變化情況，通過上述方法測得的結(jié)果如下表所示
權(quán)利要求
1.ー種二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠性能影響的測試方法，其特征在于，包括以下步驟 (a)配置壓裂堵劑溶液；(b)然后加入預(yù)交聯(lián)劑和促進劑，且預(yù)交聯(lián)聚交比為30 1，促進劑濃度40mg/L; (c)加入不同濃度的二次交聯(lián)劑； (d)在一定溫度下分別測得壓裂堵劑的體系成膠時間和成膠強度； (d)通過測得數(shù)據(jù)分析出二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠時間和成膠強度的影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠性能影響的測試方法，其特征在于，所述步驟(a)中，配置壓裂堵劑溶液的環(huán)境溫度為30°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠性能影響的測試方法，其特征在于，所述步驟(a)中，通過清水配置壓裂堵劑溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠性能影響的測試方法，其特征在于，所述步驟(d)中，測試溫度為90°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠性能影響的測試方法，包括(a)配置壓裂堵劑溶液；(b)然后加入預(yù)交聯(lián)劑和促進劑，且預(yù)交聯(lián)聚交比為30∶1，促進劑濃度40mg/L；(c)加入不同濃度的二次交聯(lián)劑；(d)在一定溫度下分別測得壓裂堵劑的體系成膠時間和成膠強度；(d)通過測得數(shù)據(jù)分析出二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠時間和成膠強度的影響。本發(fā)明能快速測試出二次交聯(lián)劑濃度對壓裂堵劑成膠時間的影響，且測試結(jié)果準(zhǔn)確，測試步驟簡單，測試成本低，為壓裂堵劑的合成提供了數(shù)據(jù)支持。
文檔編號G01N33/00GK103048422SQ201110325908
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者鄒科 申請人:鄒科