CN102977876A - 一种超低浓度瓜尔胶压裂液及低温煤层气井压裂方法 - Google Patents
一种超低浓度瓜尔胶压裂液及低温煤层气井压裂方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种超低浓度瓜尔胶压裂液及低温煤层气井压裂方法。以重量份计，该压裂液包括瓜尔胶0.15重量份，氟碳活性剂0.1重量份，粘土稳定剂1重量份，杀菌剂0.05重量份，交联剂0.5重量份，交联促进剂0.1重量份，水100重量份。本发明还提供一种低温煤层气井压裂方法，其包括以下步骤：向煤层气井中注入上述超低浓度瓜尔胶压裂液；向煤层气井中注入携砂液；当携砂液全部达到地层后，以1-2方/分钟的速度向煤层气井中注入破胶液，该破胶液的用量为超低浓度瓜尔胶压裂液体积总量的80％，使所述超低浓度瓜尔胶压裂液返排至地面，完成压裂。采用上述超低浓度瓜尔胶压裂液用于煤层气井的压裂具有成本低、增产效果显著、施工方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤层气井用压裂液及压裂方法，尤其涉及一种超低浓度瓜尔胶压裂液及低温煤层气井压裂方法，属于煤层气开采技术领域。
背景技术
由于技术的可靠性和经济性，目前国内外大多数储集层的压裂改造侧重选用水力压裂。压裂液是压裂施工的关键技术，它的性能直接影响到压裂施工的成败，还会对储层的改造效果产生很大影响。
煤层气的开发在国外已很普遍，在国内也已有十几年的历史，这不但是开发能源的需要，也是煤矿安全生产的需要。为了使煤层气井的单井产量达到工业开发的规模，一般都要对煤层进行压裂改造。由于煤层不像油层埋藏那么深，煤层温度较低，一般不超过40℃，所以，压裂液在完成携砂使命后的快速破胶返排是达到压裂增产效果的技术关键。
因此，开发一种性能良好的、能够在破胶之后快速返排的压裂液是本领域亟待解决的问题之一。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种瓜尔胶压裂液，通过将瓜尔胶的浓度控制在临界低使用浓度，得到一种适合低温煤层气井压裂施工需要的压裂液，具有能够快速破胶以及成本低的特点。
本发明还提供了一种采用上述瓜尔胶压裂液的低温煤层气井压裂方法。
为达到上述目的，本发明提供了一种超低浓度瓜尔胶压裂液，以重量份计，该压裂液包括瓜尔胶0.15重量份，氟碳活性剂0.1重量份，粘土稳定剂1重量份，杀菌剂0.05重量份，交联剂0.5重量份，交联促进剂0.1重量份，水100重量份。
在本发明提供的上述压裂液中，优选地，所采用的氟碳活性剂为FC-9氟碳活性剂(濮阳市宇正石油工程有限公司生产)。
在本发明提供的上述压裂液中，优选地，所采用的粘土稳定剂为氯化钾。
在本发明提供的上述压裂液中，优选地，所采用的杀菌剂为1227杀菌剂，即十二烷基二甲基苄基氯化铵。
在本发明提供的上述压裂液中，优选地，所采用的交联剂为TMJP-10交联剂(西安市宏大化工有限公司生产)。通过采用该TMJP-10交联剂能够克服硼砂交联剂压裂液交联时间段、施工摩阻高、交联体系不均匀防等缺点。
在本发明提供的上述压裂液中，优选地，所采用的交联促进剂为TM-3交联促进剂(西安市宏大化工有限公司生产)。采用该交联促进剂能够使压裂液充分交联，能够解决常温或低温条件下过交联压裂液体系的脱水问题。
本发明还提供了上述超低浓度瓜尔胶压裂液的制备方法，其包括以下步骤：
将瓜尔胶、氟碳活性剂、粘土稳定剂、杀菌剂与水混合，得到瓜尔胶原胶液；
在使用前，向所述瓜尔胶原胶液中加入交联剂和交联促进剂，得到所述超低浓度瓜尔胶压裂液。
本发明还提供了一种低温煤层气井压裂方法，其包括以下步骤：
向煤层气井中注入上述超低浓度瓜尔胶压裂液，压裂液的注入速度控制为3-4方/分钟；
向煤层气井中注入携砂液，携砂液的注入速度控制为3-4方/分钟；
当携砂液全部达到地层后，以1-2方/分钟的速度向煤层气井中注入破胶液，该破胶液的用量为超低浓度瓜尔胶压裂液体积总量的80％，使所述超低浓度瓜尔胶压裂液返排至地面，完成压裂。
在上述低温煤层气井压裂方法中，优选地，所采用的携砂液由压裂液和砂子组成，该携砂液的含砂量为10-50％，以压裂液的质量计。携砂液的用量可以根据煤层气井的情况而定。
在上述低温煤层气井压裂方法中，优选地，以重量份计，所采用的破胶液的组成为盐酸6重量份，双氧水0.1重量份，过硫酸铵0.2重量份，水100重量份。
本发明在压裂液中使用临界低浓度的瓜尔胶具有如下优越性：1、降低成本：目前瓜尔胶价格很高，是2011年初的六七倍，所以瓜尔胶使用浓度降低0.2％，每方压裂液成本将降低200-300元。2、易水化：由于瓜尔胶增稠剂使用临界低的浓度，也就是说当其浓度再低时交联体系将被破坏，那么携砂液到达地层后，再泵入的破胶液将降低交联体系内瓜尔胶的浓度，交联体系将迅速水化，有利于入井液的返排。3、降低压裂液对储集层的伤害：由于压裂液内瓜尔胶浓度的降低，所以交联体系内水不溶物将减少，这样压裂液对储集层的伤害将降低。
通过采用本发明所提供的超低浓度瓜尔胶压裂液可以带来以下技术效果：
1、该压裂液体系在经过2小时后剪切粘度仍保持在130mPa·s以上，压裂性能好；
2、该压裂液体系内加入10％的破胶液，即可在5-10分钟内压裂液体系粘度将降到3-8mPa·s之间，压裂液能够快速破胶，同时，对于气井具有良好的增产效果。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例
本实施例提供了一种超低浓度瓜尔胶压裂液，以重量份计，其包括以下组成：瓜尔胶0.15重量份，FC-9氟碳活性剂0.1重量份，氯化钾1重量份，1227杀菌剂0.05重量份，TMJP-10交联剂0.5重量份，TM-3交联促进剂0.1重量份，水100重量份。
其中，FC-9氟碳活性剂是由濮阳市宇正石油工程有限公司生产的，TMJP-10交联剂和TM-3交联促进剂是由西安市宏大化工有限公司生产的。
该压裂液是通过以下步骤制备的：
将瓜尔胶、FC-9氟碳活性剂、氯化钾、1227杀菌剂与水混合，得到瓜尔胶原胶液；
将瓜尔胶原胶液与TMJP-10交联剂、TM-3交联促进剂分开存放，在使用中再进行混合。
现场应用
将实施例提供的超低浓度瓜尔胶压裂液应用于山西潞安煤矿集团的LA-013井、LA-018井、LA-019井(这三口井井深在600-700m、井温为10-25℃)，具体使用方法包括以下步骤：
将瓜尔胶原胶液与TMJP-10交联剂、TM-3交联促进剂混合得到超低浓度瓜尔胶压裂前置液，然后分别向三口井中注入超低浓度瓜尔胶压裂前置液，注入量控制为50-100方(优选50-80方)，注入速度控制为3-4方/分钟；
前置压裂液注入之后，向井中注入携砂液，该携砂液由压裂液和砂子组成；该携砂液的含砂量平均为30％，注入量控制为100-150方(单独的压裂液，不包括砂子)，注入速度控制为3-4方/分；
在携砂液全部到达地层之后，向井中注入破胶液，该破胶液的组成为盐酸6重量份+双氧水0.1重量份+过硫酸铵0.2重量份+水100重量份，注入量控制为超低浓度瓜尔胶压裂液体积用量的80％，注入速度控制为1-2方/分钟，注完破胶液后关井2-4小时，之后控制井口液流速度0.2-0.5方/小时排液，使压裂液返排至地面，完成压裂作业。
三口井的压裂液用量、加砂量以及压裂效果数据如表1所示。表1中的压裂液用量是指单独加入的压裂液以及通过携砂液加入的压裂液的用量之和。
从表1的压裂结果数据来看压裂液的破胶水化彻底，返排率平均大于80％，增产效果大于40％，由此可以看出，采用本发明所提供的超低浓度瓜尔胶压裂液用于煤层气井的压裂具有成本低、增产效果显著、施工方便等优点。
表1
| 井号 | 压裂液用量(m3) | 总加砂量(m3) | 返排率(％) | 增产率(％) |
| LA-013 | 150 | 30 | 80 | 40 |
| LA-018 | 250 | 50 | 90 | 50 |
| LA-019 | 150 | 30 | 90 | 35 |
Claims (10)
1.一种超低浓度瓜尔胶压裂液，以重量份计，该压裂液包括瓜尔胶0.15重量份，氟碳活性剂0.1重量份，粘土稳定剂1重量份，杀菌剂0.05重量份，交联剂0.5重量份，交联促进剂0.1重量份，水100重量份。
2.根据权利要求1所述的压裂液，其中，所述氟碳活性剂为FC-9氟碳活性剂。
3.根据权利要求1所述的压裂液，其中，所述粘土稳定剂为氯化钾。
4.根据权利要求1所述的压裂液，其中，所述杀菌剂为1227杀菌剂。
5.根据权利要求1所述的压裂液，其中，所述交联剂为TMJP-10交联剂。
6.根据权利要求1所述的压裂液，其中，所述交联促进剂为TM-3交联促进剂。
7.权利要求1-6任一项所述的超低浓度瓜尔胶压裂液的制备方法，其包括以下步骤：
将瓜尔胶、氟碳活性剂、粘土稳定剂、杀菌剂与水混合，得到瓜尔胶原胶液；
在使用前，向所述瓜尔胶原胶液中加入交联剂和交联促进剂，得到所述超低浓度瓜尔胶压裂液。
8.一种低温煤层气井压裂方法，其包括以下步骤：
向煤层气井中注入权利要求1-6任一项所述的超低浓度瓜尔胶压裂液，压裂液的注入速度控制为3-4方/分钟；
向煤层气井中注入携砂液，携砂液的注入速度控制为3-4方/分钟；
当携砂液全部达到地层后，以1-2方/分钟的速度向煤层气井中注入破胶液，该破胶液的用量为超低浓度瓜尔胶压裂液体积总量的80％，使所述超低浓度瓜尔胶压裂液返排至地面，完成压裂。
9.根据权利要求8所述的低温煤层气井压裂方法，其中，所述携砂液由权利要求1-6任一项所述的压裂液和砂子组成；所述携砂液的含砂量为10-50％，以所述压裂液的质量计。
10.根据权利要求8或9所述的低温煤层气井压裂方法，其中，以重量份计，所述破胶液的组成为盐酸6重量份，双氧水0.1重量份，过硫酸铵0.2重量份，水100重量份。
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