本發(fā)明涉及天然氣開采過程中的壓裂增產(chǎn)措施及采油
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是一種天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：在氣田底水油藏的增產(chǎn)過程和注水開發(fā)的中后期，由于地質(zhì)層的非均質(zhì)性，在井筒附近形成壓力降落漏斗，從而使部分層在井眼附近過早水淹，造成生產(chǎn)井產(chǎn)量下降。常用增產(chǎn)措施是使用氣溶性暫堵劑與支撐劑同時(shí)注入井底，利用暫堵劑在支撐劑間粘結(jié)形成封堵層來防止底水滲漏，施工完成后再利用暫堵劑在天然氣中可溶的特性慢慢溶解，然后天然氣從溶解掉的支撐劑縫隙中滲出，達(dá)到增產(chǎn)的目的。但是由于暫堵劑和支撐劑的密度不同，在輸送過程中不能達(dá)到完全均勻，因此需要更好的解決方案。本發(fā)明開發(fā)一種氣溶覆膜的支撐劑，其可以作為支撐劑使用，具有壓開裂縫起到支撐的作用。而表面的氣溶覆膜層在高溫水中可以粘結(jié)，將支撐劑間的縫隙封堵住，達(dá)到封堵底水的作用。施工完畢后天然氣可以將支撐劑表面的氣溶覆膜層慢慢溶掉，天然氣可以通過支撐劑縫隙滲出，最終達(dá)到增產(chǎn)的作用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在解決上述問題，提供了一種天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑及其制備方法，該天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑隨壓裂液注入巖層后可以有效支撐裂縫，并具有在60℃-120℃范圍內(nèi)，氣溶覆膜層粘結(jié)，可起到底水封堵效果，封堵壓力達(dá)20MPa以上，在遇到油類物質(zhì)時(shí)，氣溶覆膜層逐漸軟化溶解，徹底溶解后支撐劑間隙形成油通道，保證天然氣通暢，增加產(chǎn)量。其采用的技術(shù)方案如下：一種天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑，由以下重量份組分聚合而成：改性低密度陶粒支撐劑100份，苯乙烯45～55份，甲基丙烯酸甲酯10～12份，3-乙基-1-甲基-1,3-環(huán)戊二烯45～55份，分散劑1～3份，引發(fā)劑0.4～0.5份。聚合后形成的氣溶覆膜材料的數(shù)均分子量為10000～12000，所述氣溶覆膜材料為氣溶覆膜支撐劑外層可氣溶的部分。上述改性低密度陶粒支撐劑是采用馬來酸酐接支POE及表面活性劑進(jìn)行改性處理。上述改性低密度陶粒支撐劑的制備方法，包括以下步驟：a.首先將98份低密度陶粒支撐劑加入到添加2份表面活性劑的500份水溶液中，加熱升溫至60℃，控制攪拌轉(zhuǎn)速120rpm，保溫4小時(shí)，過濾干燥；所述低密度陶粒支撐劑表觀密度為1.6～1.8g/cm3，粒徑20～40目；所述表面活性劑為十二烷基苯硫酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一種或幾種；b.將10份馬來酸酐接枝POE加入到500份二甲苯中，升溫至140℃，攪拌至馬來酸酐接枝POE完全溶解，加入100份由表面活性劑處理過的低密度陶粒支撐劑，攪拌3小時(shí)降至室溫，過濾，真空干燥得到改性低密度陶粒支撐劑，備用。所述馬來酸酐接枝POE優(yōu)選熔融指數(shù)10～15g/10min(190℃2.16kg)，接枝率1.0～1.3MA％。優(yōu)選地，所述苯乙烯純度要求≥99.8％，其不含或已除阻聚劑。優(yōu)選地，所述甲基丙烯酸甲酯純度要求≥99.8％。優(yōu)選地，所述3-乙基-1-甲基-1,3-環(huán)戊二烯純度要求≥99.8％，其不含或已除阻聚劑。優(yōu)選地，所述分散劑由十二烷基磺酸鈉、正十八醇和納米碳酸鈣按照重量比為1:4:1組成。優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為1,1-二叔丁基過氧化-3,3,5-三甲基環(huán)己烷、1,1-雙(叔丁基過氧基)環(huán)己烷、2,2-雙(過氧化叔丁基)辛烷、2,2-雙(過氧化叔丁基)丁烷中的一種或幾種。所述2,2-雙(過氧化叔丁基)辛烷，編號為CAS87816-79-3，分子式C16H34O4。一種天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑的制備方法，包括以下步驟：①在反應(yīng)釜中加入去離子水，升溫至60℃，在攪拌狀態(tài)下加入分散劑，攪拌，然后加入改性低密度陶粒支撐劑；②然后加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、3-乙基-1-甲基-1,3-環(huán)戊二烯和引發(fā)劑，繼續(xù)攪拌并密封抽真空至-0.08～-0.09MPa，加入氮?dú)馍龎褐?.8～0.9MPa，并升溫至95～105℃；③控制反應(yīng)溫差±0.5℃下反應(yīng)14～15h，經(jīng)降溫、泄壓、過濾、干燥得到天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑。所述天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑用于氣田底水油藏增產(chǎn)壓裂。本發(fā)明制備的天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑具有如下特點(diǎn)：天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑隨壓裂液注入巖層后可以有效支撐裂縫，并具有在60℃-120℃范圍內(nèi)，氣溶覆膜層粘結(jié)，可起到底水封堵效果，封堵壓力達(dá)20MPa以上，在遇到天然氣類物質(zhì)時(shí)，氣溶覆膜層逐漸軟化溶解，徹底溶解后支撐劑間隙形成油通道，保證氣路通暢，增加產(chǎn)量。具體實(shí)施方式以下部分是具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但以下實(shí)施方式僅僅是對本發(fā)明的進(jìn)一步解釋，不代表本發(fā)明保護(hù)范圍僅限于此，凡是以本發(fā)明的思路所做的等效替換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。實(shí)施例11)在50L反應(yīng)釜中加入25kg去離子水，加入100g十二烷基苯硫酸鈉，攪拌均勻，加入4900g低密度陶粒支撐劑，升溫至60℃，控制攪拌轉(zhuǎn)速120rpm，保溫4小時(shí)，過濾干燥；2)在50L反應(yīng)釜中加入25kg二甲苯，加入500g馬來酸酐接枝POE，升溫至140℃，攪拌至馬來酸酐接枝POE完全溶解，加入5000g步驟1得到的表面改性低密度陶粒支撐劑，攪拌3小時(shí)降至室溫，過濾，真空干燥得到改性低密度陶粒支撐劑，備用；3)在50L反應(yīng)釜中加入35kg去離子水，升溫至60℃，加入100g分散劑，攪拌，然后加入5000g改性低密度陶粒支撐劑繼續(xù)攪拌均勻；4)然后中加入苯乙烯2250g，甲基丙烯酸甲酯500克，3-乙基-1-甲基-1,3-環(huán)戊二烯2250克，1,1-二叔丁基過氧化-3,3,5-三甲基環(huán)己烷10g，2,2-雙(過氧化叔丁基)辛烷15g，繼續(xù)攪拌并密封，抽真空至-0.08～-0.09MPa，加入氮?dú)馍龎褐?.8MPa，并升溫至95℃；5)保持95℃下持續(xù)攪拌，控制反應(yīng)溫差±0.5℃，攪拌速度120rpm，充分反應(yīng)15h，經(jīng)降溫、泄壓、過濾、干燥得到天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑。實(shí)施例21)在50L反應(yīng)釜中加入25kg去離子水，加入100g十二烷基苯硫酸鈉，攪拌均勻，加入4900g低密度陶粒支撐劑，升溫至60℃，控制攪拌轉(zhuǎn)速120rpm，保溫4小時(shí)，過濾干燥；2)在50L反應(yīng)釜中加入25kg二甲苯，加入500g馬來酸酐接枝POE，升溫至140℃，攪拌至馬來酸酐接枝POE完全溶解，加入5000g步驟1得到的表面改性低密度陶粒支撐劑，攪拌3小時(shí)降至室溫，過濾，真空干燥得到改性低密度陶粒支撐劑，備用；3)在50L反應(yīng)釜中加入35kg去離子水，升溫至60℃，加入125g分散劑，攪拌，然后加入5000g改性低密度陶粒支撐劑繼續(xù)攪拌均勻；4)然后加入苯乙烯2750g，甲基丙烯酸甲酯500克，3-乙基-1-甲基-1,3-環(huán)戊二烯2750克，1,1-二叔丁基過氧化-3,3,5-三甲基環(huán)己烷10g，2,2-雙(過氧化叔丁基)丁烷10g，繼續(xù)攪拌并密封，抽真空至-0.08～-0.09MPa，加入氮?dú)馍龎褐?.8MPa，并升溫至100℃；5)保持95℃下持續(xù)攪拌，控制反應(yīng)溫差±0.5℃，攪拌速度120rpm，充分反應(yīng)14h，經(jīng)降溫、泄壓、過濾、干燥得到天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑。實(shí)施例31)在50L反應(yīng)釜中加入25kg去離子水，加入100g十二烷基苯硫酸鈉，攪拌均勻，加入4900g低密度陶粒支撐劑，升溫至60℃，控制攪拌轉(zhuǎn)速120rpm，保溫4小時(shí)，過濾干燥；2)在50L反應(yīng)釜中加入25kg二甲苯，加入500g馬來酸酐接枝POE，升溫至140℃，攪拌至馬來酸酐接枝POE完全溶解，加入5000g步驟1得到的表面改性低密度陶粒支撐劑，攪拌3小時(shí)降至室溫，過濾，真空干燥得到改性低密度陶粒支撐劑，備用；3)在50L反應(yīng)釜中加入35kg去離子水，升溫至60℃，加入150g分散劑，攪拌，然后加入5000g改性低密度陶粒支撐劑繼續(xù)攪拌均勻；4)然后加入苯乙烯2500g，甲基丙烯酸甲酯600克，3-乙基-1-甲基-1,3-環(huán)戊二烯2500克，1,1-雙(叔丁基過氧基)環(huán)己烷11g，2,2-雙(過氧化叔丁基)辛烷12g，繼續(xù)攪拌并密封，抽真空至-0.08～-0.09MPa，加入氮?dú)馍龎褐?.9MPa，并升溫至105℃；5)保持105℃下持續(xù)攪拌，控制反應(yīng)溫差±0.5℃，攪拌速度120rpm，充分反應(yīng)14h，經(jīng)降溫、泄壓、過濾、干燥得到天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑。實(shí)施例41)在50L反應(yīng)釜中加入25kg去離子水，加入100g十二烷基苯硫酸鈉，攪拌均勻，加入4900g低密度陶粒支撐劑，升溫至60℃，控制攪拌轉(zhuǎn)速120rpm，保溫4小時(shí)，過濾干燥；2)在50L反應(yīng)釜中加入25kg二甲苯，加入500g馬來酸酐接枝POE，升溫至140℃，攪拌至馬來酸酐接枝POE完全溶解，加入5000g步驟1得到的表面改性低密度陶粒支撐劑，攪拌3小時(shí)降至室溫，過濾，真空干燥得到改性低密度陶粒支撐劑，備用；3)在50L反應(yīng)釜中加入35kg去離子水，升溫至60℃，加入150g分散劑，攪拌，然后加入5000g改性低密度陶粒支撐劑繼續(xù)攪拌均勻；4)然后加入苯乙烯2400g，甲基丙烯酸甲酯600克，3-乙基-1-甲基-1,3-環(huán)戊二烯2600克，1,1-雙(叔丁基過氧基)環(huán)己烷10g，2,2-雙(過氧化叔丁基)丁烷14g，繼續(xù)攪拌并密封，抽真空至-0.08～-0.09MPa，加入氮?dú)馍龎褐?.85MPa，并升溫至100℃；5)保持100℃下持續(xù)攪拌，控制反應(yīng)溫差±0.5℃，攪拌速度120rpm，充分反應(yīng)14h，經(jīng)降溫、泄壓、過濾、干燥得到天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑。為了檢驗(yàn)本發(fā)明一種天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑的實(shí)際性能，將實(shí)施例1～實(shí)施例4所得天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑放入直徑為8cm圓筒形鋼模內(nèi)，鋼模上下有注水口和出水口，做承壓測試和溶解性測試：將實(shí)例所得氣溶覆膜支撐劑放入鋼模內(nèi)，鋪裝厚度2cm，壓實(shí)，注入水，密封工裝，升溫至60℃，2小時(shí)后由注水口逐漸加壓至出水口流出水，記錄承壓壓力；依此做氣溶覆膜支撐劑在80℃、120℃條件下承壓試驗(yàn)，結(jié)果如表1所示：表1溫度條件實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例460℃34MPa39MPa36MPa38MPa80℃30MPa33MPa31MPa32MPa120℃25MPa27MPa26MPa27MPa將實(shí)例所得氣溶覆膜支撐劑放入鋼模內(nèi)，鋪裝厚度2cm，壓實(shí)，注入水，升溫至60℃，2小時(shí)后將水到出，密封，通入天然氣壓力至0.2MPa，記錄壓力開始下降時(shí)間；依此做氣溶覆膜支撐劑在80℃、120℃條件下溶解試驗(yàn)，結(jié)果如表2所示：表2溫度條件實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例460℃3.4hr3.8hr3.4hr3.6hr80℃2.5hr2.7hr2.5hr2.6hr120℃1.3hr1.8hr1.5hr1.7hr根據(jù)表1和表2測試的數(shù)據(jù)來看，實(shí)施例1～實(shí)施例4所得天然氣開采用氣溶覆膜支撐劑在60℃～120℃水中，均能承受25MPa以上壓力，在天然氣中又可以在4小時(shí)內(nèi)溶解降壓，滿足底水封堵壓裂支撐和氣溶解封通氣增產(chǎn)的要求。上面以舉例方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施例，凡基于本發(fā)明所做的任何改動或變型均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3