一种控制油气田储层压裂裂缝延伸的方法

摘要

本发明涉及一种控制油气田储层压裂裂缝延伸的方法，压裂施工过程中，用压裂液基液携带改性陶粒和固化剂，二者在进入裂缝后，在地层条件下反应40～90分钟形成高强度、无渗透性遮挡层；反应时间可控，能在45～90℃储层中应用，该遮挡层能够承受5MPa以上的压差，且在高温盐水状态下结构稳定，在裂缝中固结形成具有较高承压强度、无渗透的遮挡层，既可以减缓裂缝过度向下延伸进入水层，又可以阻止压穿水层以至底水锥进。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用压裂液基液携带改性陶粒和固化剂，二者在进入裂缝后，在地层条件下反应一定时间形成高强度、无渗透性遮挡层控制油气田储层压裂裂缝延伸的方法

背景技术：

在水力压裂施工时，如何控制裂缝高度的增长是由来已久的比较棘手的问题。将缝高控制在产层(目的层)内是水力压裂能否成功的关键因素之一。研究表明：地层间的应力差是控制缝高增长的主要条件，当油气层与上下隔层的应力差为2.07～3.45兆帕时，足以将裂缝的垂向延伸控制在产层内；但是，当油气层很薄或上下隔层为弱应力层，或存在其它复杂的情况时，压开的裂缝高度往往容易超出产层。这种垂向延伸不但会导致过早出现脱砂，阻止压裂液进一步注入，防碍裂缝继续扩展，致使裂缝会垂向延伸进入邻近含水层，不但不能起增产的作用，反而会引起含水爆长。因此，需要找出一种高强度的化学材料转向剂来大大的提高遮挡层的耐压强度，降低遮挡层的渗透性，这样不仅在加砂压裂改造时在油气层与隔层间形成较高的应力差，进而对裂缝向下延伸进入水层起到控制作用，而且压后生产时又能控制底水锥进(或近水上窜)，起到控制缝高纵向延伸和堵水的双重作用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用压裂液基液携带改性陶粒和固化剂，二者在进入裂缝后，在地层条件下反应一定时间形成高强度、无渗透性遮挡层来控制油气田储层压裂裂缝延伸的方法。

本发明的技术方案是：用基液造缝，再将固化剂和改性陶粒混匀后，由基液携带注入地层，顶替到位后，关井反应一定时间，固结形成高强度、无渗透性遮挡层，控制放喷待裂缝闭合后开泵按常规泵注程序进行加砂压裂。待施工结束后进行试油排液。

改性陶粒与固化剂的体积比配方为100∶9～18。

改性陶粒由陶粒、补强填料和树脂组成，按体积比为30～39∶34～56∶7～14。

改性陶粒由石英粉、重晶石中的一种或两种组成。

该改性陶粒用树脂为松香。

固化剂为硅烷类偶联剂中的两种或三种组成。

发明特点：本发明所述的具有较高承压强度、无渗透性遮挡层是在储层温度和压力条件下由改性陶粒和固化剂发生偶联反应形成的，其可在45℃～90℃储层中通过控制物料配比来调整反应时间，最终能够对底水(或近水)储层压裂改造达到控制裂缝纵向延伸的目的。

本发明在底水(或近水)储层压裂改造上进行了三方面的创新。

1、该方法应用温度范围较宽，固结反应时间可控

可在45℃～90℃范围内的储层中应用，均能够发生偶联反应形成具有较高承压强度、无渗透性遮挡层，且其反应时间在40分钟至90分钟内可以控制。这为该发明在现场施工中提供了必要的安全施工时间，其较宽的应用温度范围也为中等深度储层勘探、评价井的改造提供便利条件。

2、采用万能试验机通过对尺寸为：直径2.54cm，长度4.5～6.1cm的试样进行受力测试，该转向剂轴向平均抗压强度37.1MPa，径向平均抗压强度23.7MPa。

采用10％～20％的氢氧化钠溶液可以将形成的遮挡层的强度降低，直至解除该遮挡层。

3、该遮挡层几乎不具有渗透性

对所制试样(直径2.52cm，长度5.6cm)在60℃下采用标准盐水驱替，在围压10MPa，驱替压差8.5MPa下所测渗透率为0.0025×10^-3μm²，即其所形成的遮挡层在5MPa左右的井底流压下几乎不具有渗透性。

具体实施方式：

实施例1：

以55℃储层条件下应用为例。

改性陶粒各种组分比例为陶粒、补强填料及树脂为35∶53∶12。加工制粒后备用。

量取改性陶粒100mL，在0.35％羟丙基压裂液体系667mL即15％的砂比下与14mL固化剂搅拌混合5min置于55℃的水浴中反应，50min时开始固化，65min时完全固化。采用万能试验机通过对尺寸为：直径2.54cm，长度4.85cm的试样进行受力测试，该转向剂轴向抗压强度34.7MPa，径向抗压强度19.9MPa。

实施例2：

以75℃储层条件下应用为例。

改性陶粒各种组分比例为陶粒、补强填料及树脂为37∶53∶10。加工制粒后备用。

量取改性陶粒100mL，在0.4％羟丙基压裂液体系500mL即20％的砂比下与11mL固化剂搅拌混合5min置于75℃的水浴中反应，45min时开始固化，55min时完全固化。采用万能试验机通过对尺寸为：直径2.54cm，长度4.94cm的试样进行受力测试，该转向剂轴向抗压强度38.1MPa，径向抗压强度24.1MPa。