CN103087702B

CN103087702B - 一种提高压裂液性能的方法

Info

Publication number: CN103087702B
Application number: CN201310024242.XA
Authority: CN
Inventors: 张华丽; 周继东; 包敏新; 李升芳; 王进涛; 金智荣
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2033-01-23
Also published as: CN103087702A

Abstract

本发明涉及油层水力压裂技术领域，特别涉及一种提高压裂液性能的方法，包括向压裂液基液中添加复合有机碱，混合均匀，使混合液的pH值为10～12，所述复合有机碱各组分的质量百分比为：氢氧化钠8～12%；三乙醇胺0.4～0.6%；四甲基氢氧化铵0.15～0.25%；余量为水。通过本发明的方法，添加复合有机碱后，可以降低压裂液制备时胍胶用量，并且残渣含量低、摩阻低、返排率高，明显提高了压裂液的综合性能。

Description

一种提高压裂液性能的方法

技术领域

本发明涉及油层水力压裂技术领域，特别涉及一种提高压裂液性能的方法。

背景技术

油层水力压裂，简称油层压裂或压裂，是20世纪40年代发展起来的—项改造油层渗流特性的工艺技术，是油气井增产、注水井增注的一项重要工艺措施。它是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，随即在井底附近形成高压。此压力超过井底附近地层应力及岩石的抗张强度后，在地层中形成裂缝。继续将带有支撑剂的液体注入缝中，使缝向前延伸，并填以支撑剂。这样在停泵后即可形成一条足够长，具有一定高度和宽度的填砂裂缝，从而改善油气层的导流能力，达到油气增产的目的。

压裂液提供了水力压裂施工作业的手段，但在影响压裂成败的诸因素中，压裂液及其性能极为重要。对大型压裂来说，这个因素就更为突出。使用压裂液的目的有两方面：一是提供足够的粘度，使用水力尖劈作用形成裂缝使之延伸，并在裂缝沿程输送及铺设压裂支撑剂；再则压裂完成后，压裂液迅速化学分解破胶到低粘度，保证大部分压裂液返排到地面以净化裂缝。

目前压裂液的主要类型有植物胍胶类、聚合物类和表面活性剂类等，聚合物与表面活性剂为人工合成的，对环境的污染大于植物胍胶类，因此未来压裂液研究应用的主流方向仍是植物胍胶类压裂液以及如何降低胍胶使用量、降低压裂液伤害率和提高压裂液的综合性能等方向。

高性能的压裂液需要具有以下的优点：①胍胶用量低，近两年随着非常规储藏大开发，胍胶价格大幅上涨，高达15万元/吨，胍胶的成本占压裂液成本的70～80%，降低胍胶用量可大幅降低压裂液的成本。②低伤害，破胶快残渣含量低，对人造裂缝导流能力伤害低，与地层配伍性能好。③摩阻低，降低对设备的要求，提高设备利用率。④粘土抑制性能强，控制粘土的水化、膨胀、脱落、运移，防止对储藏造成二次伤害。⑤返排性能优，压裂液与原油之间的表界面张力低，防止造成水锁。

目前，现有技术在压裂液存在胍胶用量大、残渣含量大、摩阻高、返排率不理想对地层损伤大等问题。

发明内容

本发明针对现有技术压裂液存在的问题，提供一种提高压裂液性能的方法，以降低压裂液的胍胶用量，并且残渣含量低、摩阻低、返排率高。

本发明的目的是这样实现的，一种提高压裂液性能的方法，包括向压裂液基液中添加复合有机碱，混合均匀，使混合液的pH值为10～12，所述复合有机碱各组分的质量百分比为：氢氧化钠8～12%；三乙醇胺0.4～0.6%；四甲基氢氧化铵0.15～0.25%；余量为水。

本发明的复合有机碱溶液中，三乙醇胺具有既与水溶又能与油溶的独特性能，可以降低毛细管压力效应，压裂液可迅速大量返排出，同时，三乙醇胺具有丰富的羟基，一方面提供交联剂水解所需的碱性环境，另一方面羟基干扰聚糖上的羟基与交联剂络合而使交联作用延缓，从而提高压裂液的稳定性能。四甲基氢氧化铵高温时分解为甲醇和三甲胺，可与油水互溶的特性，同时也具有丰富的羟基，是一种高效的稳定剂。因此本发明的复合有机碱可以起到一剂多效的作用：①用于调节pH值，控制延迟交联时间；②作为温度稳定剂提高压裂液的稳定性；③降低油水界面张力，提高返排性能；④对粘土有强抑制作用；⑤复合有机碱的应用大大降低了胍胶的使用量，从而体系具有水不溶物低，残渣含量低，伤害低的优点。具体来说，采用本发明的方法制得压裂液进行压裂施工中，具体取得如下有益效果：胍胶用量从0.45～1.20%降低至0.25～0.60%；残渣含量由400～800mg/L降低至70～270mg/L；对导流能力的伤害率由85～90%降低至15～35%；不会侵入地层深部，对基质伤害＜10%；降阻率由60%提高到76%；同时具有耐高温、耐高剪切、破胶性能优、粘土抑制性能强的优点。

具体实施方式

实施例1

采用本发明的复合有机碱配制的压裂液施工时，FSX1井压裂储层深度为3557.5-3574.4m，储层温度为125℃。压裂液的组分为0.35%羧甲基羟丙基胍胶，0.3%助排剂，1.0%粘土抑制剂，- 0.2%有机锆交联剂，0.01%破胶剂，余量为水。

有机碱压裂液按下述步骤得到：

第一步：称量，根据配液总量按上述质量比例称取各组分物质。

第二步：配制基液，将第一步中称取的水加入配液罐中，再将称取的羧甲基羟丙基胍胶、助排剂、粘土抑制剂投入配液罐中混合均匀，形成基液，基液的粘度为100～120Pa.s；

第三步：调pH值，将质量组分为氢氧化钠10%，三乙醇胺0.5%，四甲基氢氧化铵0.2%，余量为水的复合有机碱均匀添加到第二步的基液中，使pH值为10～12之间；

第四步：交联压裂液：通过交联泵添加第一步量取的有机锆交联剂，形成挑挂性能好的交联压裂液，同时加入挤压式胶囊破胶剂。

施工中，采用5.5～6.0m³/min的排量施工，总压裂液用液量407m³，其中，支撑剂中的加砂量40m³，加砂比为18%，施工顺利，压后返排率达到85%，破胶后残渣含量为105mg/L，对基层岩心的基质伤害小于10%，降阻率为75%，并且该实施方式工艺简单，现场便于操作，交联压裂液具有优良的综合性能，同时成功地对深层泥岩进行了大型加砂压裂改造。

实施例2

与实施例1不同之处在于，F4-12井压裂储层深度为2128.0～2141.4m，储层温度为90℃；压裂液的质量组分为0.25%羧甲基羟丙基胍胶，0.25%助排剂，0.3%粘土抑制剂，0.1%有机锆交联剂，0.008%破胶剂，余量为水。调pH值时，复合有机碱的质量组分为氢氧化钠8%，三乙醇胺0.4%，四甲基氢氧化铵0.1%，余量为水。

施工中，采用3.5～4.0m³/min的排量施工，总压裂液用液量130m³，其中，支撑剂中的加砂量16m³，加砂比为30%，施工顺利，压后返排率达到100%，破胶后残渣含量为70mg/L，对基层岩心的基质伤害小于10%，降阻率为73%。

实施例3

与实施例1不同之处在于，XWX3井压裂储层深度为4982.8～5064.8m，储层温度为166℃；压裂液的质量组分为0.6%羧甲基羟丙基胍胶，0.25%助排剂，0.3%粘土抑制剂，0.1%有机锆交联剂，0.008%破胶剂，余量为水。调pH值时，复合有机碱的质量组分为氢氧化钠12%，三乙醇胺0.6%，四甲基氢氧化铵0.25%，余量为水。

施工中，采用4.5～5.0m³/min的排量施工，总压裂液用液量717.44m³，其中，支撑剂中的加砂量53m³，加砂比为14%，施工顺利，压后返排率达到100%，破胶后残渣含量为270mg/L，对基层岩心的基质伤害小于10%，降阻率为73.6%。

本发明并不限于上述实施方式，实施例中，压裂液的组分可以与上述实施例有所不同，凡是在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护的范围内。

Claims

1.一种提高压裂液性能的方法，其特征在于，包括向压裂液基液中添加复合有机碱，混合均匀，使混合液的pH值为10～12，所述复合有机碱各组分的质量百分比为：氢氧化钠8～12%；三乙醇胺0.4～0.6%；四甲基氢氧化铵0.15～0.25%；余量为水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合有机碱各组分的质量百分比为：氢氧化钠为10%；三乙醇胺为0.5%；四甲基氢氧化铵为0.2%；余量为水。