[发明专利]一种页岩油页岩气压裂暂堵剂及其制备方法

说明书

本发明提出了一种页岩油页岩气压裂暂堵剂，由以下原料制备而成：改性聚丙烯酰胺、高温稳定剂、增韧剂、稠化剂和分散剂；所述改性聚丙烯酰胺由以下原料制备而成：丙烯酸、丙烯酰胺、瓜拉纳胶、交联剂、氧化剂、还原剂、氧化石墨烯、无机纳米粒子、硅烷偶联剂。本发明提供的暂堵剂既能保证暂堵剂短时间内封堵效果好，又能保证这种好的封堵效果长时间有效，直到整个重复压裂施工完成，暂堵剂才最终完全降解或溶解，提高了暂堵剂的使用效率和重复压裂成功率。

技术领域

本发明涉及石油天然气开采技术领域，具体涉及一种页岩油页岩气压裂暂堵剂及其制备方法。

背景技术

页岩油和页岩气与传统的油层和气层不同。传统油气层是储层，是其他页岩中的有机质经过热演化后生成油气、运移、富集形成油气田。页岩油和页岩气是页岩中本身的有机质生成油气，没有发生运移的情况。近年来，水平井分段压裂技术使页岩油和页岩气得到有效的开发，桥塞射孔连作技术是页岩油和页岩气水平井压裂的标准技术，美国90％，中国95％以上的页岩气水平井都采用该工艺。然而微地震波监测、产液剖面测试、示踪剂测试等研究表明，约有1/3射孔簇数没有被压裂改造，或改造的不充分，这些未被改造射孔簇对产量没有贡献。中国页岩气还存在水平应力差大，压裂后裂缝形态单一，难以形成复杂裂缝的特点。页岩油和页岩气产量是依靠人工裂缝复杂程度和有效改造体积控制的，即“裂缝控制产量”。如何解决射孔簇改造效率低、均匀程度差和提高裂缝复杂程度，是目前中国页岩气压裂改造面临的难题之一。

暂堵转向压裂技术可解决上述问题，利用暂堵剂封堵导致液体转向，提高裂缝内净压力，打通未被充分改造的射孔簇，使未被改造的射孔簇数多进液和砂，实现井筒与油气藏接触最大化，提高采收率。该技术主要包括缝口转向和缝内转向两种工艺，核心是利用不同粒径的暂堵剂封堵射孔孔眼、裂缝口或天然裂缝。在水力压裂过程中加入暂堵剂，使主裂缝通道内形成桥堵，压力升高后，压开新的支裂缝或更多微裂缝。通过各种裂缝转向，增加裂缝的复杂程度，增大改造体积和提高射孔簇改造效率。

目前应用的暂堵剂主要有：惰性有机树脂、固体有机酸(如美国使用的安息香酸能在水和油中缓慢溶解)、遇酸溶胀的聚合物、惰性固体(如硅粉、碳酸钙粉、岩盐、油溶性树脂、封堵小球)等。其中应用最广泛的为聚合物和封堵小球，其中聚合物暂堵剂由于其牢固的化学交联网络结构，封堵效果良好，但存在着水溶性不高、破胶慢甚至难以破胶的现象，返排不彻底，会对地层造成一定程度的伤害；封堵小球具有封堵强度高，变形小的特点，但是缺点是易脱落、封堵效果差，如果嵌在炮眼处形成堵塞，还会因其不能自溶从而难以解除。

发明内容

本发明的目的在于提出一种页岩油页岩气压裂暂堵剂及其制备方法，本发明暂堵剂水溶性好，在使用中既可迅速产生暂堵作用，而且持续地具有暂堵作用。具备快速封堵和一定强度的封堵层，当瓜拉纳胶增强材料慢慢降解后仍可持续封堵，解决了快速缝堵和长效暂堵之间的矛盾。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种页岩油页岩气压裂暂堵剂，其特征在于，由以下原料制备而成：改性聚丙烯酰胺、高温稳定剂、增韧剂、稠化剂和分散剂；

所述改性聚丙烯酰胺由以下原料制备而成：丙烯酸、丙烯酰胺、瓜拉纳胶、交联剂、氧化剂、还原剂、氧化石墨烯、无机纳米粒子、硅烷偶联剂。

作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量份制备而成：改性聚丙烯酰胺5-10份、高温稳定剂1-2份、增韧剂20-35份、稠化剂25-40份和分散剂5-40份；

所述改性聚丙烯酰胺由以下原料按重量份制备而成：丙烯酸5-10份、丙烯酰胺10-20份、瓜拉纳胶15-30份、交联剂0.2-0.5份、氧化剂7-12份、还原剂4-10份、氧化石墨烯3-5份、无机纳米粒子1-3份、硅烷偶联剂0.5-1份。

作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量份制备而成：改性聚丙烯酰胺7份、高温稳定剂1.2份、增韧剂28份、稠化剂33份和分散剂25份；