CN103215028B - 全悬浮压裂液及其压裂施工方法 - Google Patents

全悬浮压裂液及其压裂施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全悬浮压裂液，包括如下重量份的组分：全悬浮压裂液稠化剂：4-15份；清水、加重盐水或酸液：100份；以质量百分比计，全悬浮压裂液稠化剂是由35%-55%的氯化二甲基双十六～十八烷基铵或其衍生物、5%-15%的缩聚磷酸盐类、5%-10%的屏蔽降滤失剂和20%-50%的H2O组成的混合物。该压裂液耐温耐剪切性能良好，在储层温度下具有较高的粘度，且粘弹性良好，滤失小，对支撑剂悬浮能力强，能够实现对支撑剂全悬浮，可大幅提高砂比，施工砂比高于常规表活剂压裂液，砂比可达50%以上；高砂比的全悬浮表活剂压裂液密度高，密度可达1.3-2.2g/cm3，相当于高密度加重压裂液，可显著提高静液柱压力，静液柱压力高于常规表活剂压裂液。

Description

全悬浮压裂液及其压裂施工方法
技术领域
本发明涉及石油开采中所使用的压裂液及其压裂施工方法技术领域。
背景技术
随着石油勘探开发技术的进步，油气资源的开发不断向纵深发展,开发的深井越来越多；水平井压裂、体积压裂等大规模改造也逐渐成为储层改造的发展趋势。深井压裂和大规模压裂的突出矛盾是施工排量、泵压和压裂液摩阻问题，如何提高排量、降低施工泵压和摩阻、提高压裂液储层保护性能也是压裂液开发时需解决的重点问题。
加重压裂液能有效提高压裂液密度，从而提高液柱压力，降低施工泵压，满足大排量施工和管柱安全要求；表活剂压裂液体系具有摩阻低、耐剪切性能好、残渣少、伤害低等特点，且耐盐性能较好，可依靠加盐实现加重，但加重密度有限；表活剂压裂液一般主要靠弹性携砂，其粘度较低、滤失量大，因此，砂比一般较难提高，入井液量也相对较高。
经检索，与本申请较为相近的专利报道有：
公开号为CN102851019A，公开日为20130102的中国专利文献，其公开了一种阳离子型粘弹性表面活性剂压裂液的制备方法，其特征在于有如下工艺步骤：将2~8g阳离子表面活性剂溶解于200mL去离子水中，升温到40~60℃，然后加入定量的有机盐苯乙烯磺酸钠和无机盐，均匀搅拌90~240分钟，自然冷却至室温，于室温下陈化12~48小时，即得到阳离子型粘弹性表面活性剂压裂液，表观粘度为100~400mPa.s，沉降速度为0.02~0.4mm/s，水破胶时间为50~200min，油破胶时间5~20min，剪切速率200s-1下表观粘度为50~200mPa.s，80℃表观粘度为30~100mPa.s。
但以上述专利文献为代表的表活剂压裂液技术均未实现大幅降低滤失，提高砂比，实现对支撑剂的全悬浮；也未提及运用高砂比全悬浮表活剂压裂液的高密度，实现自身加重，降低泵注压力，提高泵注排量，减少入井液量，从而提高工作效率，节约成本。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在滤失大，砂比低，不能实现对支撑剂的全悬浮，且密度低，无法实现自身加重的技术问题，提供了一种全悬浮压裂液，该压裂液耐温耐剪切性能良好，在储层温度下具有较高的粘度，且粘弹性良好，滤失小，对支撑剂悬浮能力强，能够实现对支撑剂全悬浮，可大幅提高砂比，砂比可达50%以上，有效降低入井液量；高砂比的全悬浮表活剂压裂液密度高，密度可达1.3-2.2g/cm3，相当于高密度加重压裂液，可显著提高静液柱压力，再加上表活剂压裂液体系固有的低摩阻的特性，可明显降低施工泵注压力，有效提高施工泵注排量。
同时，本发明还提供了一种全悬浮压裂液的压裂施工方法。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种全悬浮压裂液，其特征在于：包括如下重量份的组分：
全悬浮压裂液稠化剂：4-15份；
清水、加重盐水或酸液：100份；
以质量百分比计，全悬浮压裂液稠化剂是由35%-55%的氯化二甲基双十六～十八烷基铵或其衍生物、5%-15%的缩聚磷酸盐类、5%-10%的屏蔽降滤失剂和20%-50%的H2O组成的混合物。
所述全悬浮压裂液稠化剂为13份，清水、加重盐水或酸液为100份。
一种全悬浮压裂液的压裂施工方法，其特征在于包括如下步骤：
a、以重量份计，取全悬浮压裂液稠化剂4份-15份，清水或加重盐水或酸液100份；以质量百分比计，全悬浮压裂液稠化剂是由35%-55%的氯化二甲基双十六～十八烷基铵或其衍生物、5%-15%的缩聚磷酸盐类、5%-10%的屏蔽降滤失剂和20%-50%的H2O组成的混合物；
b、将步骤a中上述重量份的全悬浮压裂液稠化剂和清水或加重盐水或酸液一起通入混砂车直接混配形成全悬浮压裂液；
c、在温度0℃－50℃下将步骤b混合的全悬浮压裂液压进油水井地层压开的裂缝中；
d、压裂结束后关井0.5-3.0小时，控制放喷，施工结束。
所述b步骤中，是采用泵入的方式将全悬浮压裂液稠化剂和清水或加重盐水或酸液泵入混砂车内的。
所述c步骤中，全悬浮压裂液施工泵注压力为11MPa-100MPa。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
1、本发明采用4份-15份全悬浮压裂液稠化剂和100份清水或加重盐水或酸液混配形成压裂液，该体系无残渣，耐酸耐盐能力强，耐温能力120℃，且具有低摩阻的特点，对于深井可有效降低施工井口压力，降低施工风险。
2、本发明中，全悬浮压裂液稠化剂采用的重量份为4份-15份，清水或加重盐水或酸液采用的重量份为100份，配制的压裂液可在温度120℃，170s-1连续剪切120min，粘度保持20mPa·s以上，满足120℃以内储层压裂改造要求。滤失小，滤失系数仅为常规表活剂压裂液体系的10%-30%；全悬浮压裂液遇水遇油均可彻底破胶。
3、本发明中，采用13份全悬浮压裂液稠化剂，100份清水、加重盐水或酸液，其效果最佳，具体是粘度更高、粘弹性更好、滤失更低；携砂性能更好，能够对支撑剂实现全悬浮，可大幅提高砂比，施工砂比高于常规表活剂压裂液，砂比可达50%以上，从而有效降低入井液量，降低对储层伤害；高砂比的全悬浮压裂液密度高，密度可达1.3-2.2g/cm3，相当于高密度加重压裂液，可显著提高静液柱压力，静液柱压力高于常规表活剂压裂液。再加上表活剂压裂液体系固有的低摩阻的特性，可明显降低施工泵注压力，有效提高泵注排量，适用于油气井大规模改造，如水平井压裂、体积压裂等。
4、本发明中，是采用泵入的方式将全悬浮压裂液稠化剂和清水或加重盐水或酸液泵入混砂车内，混配后的压裂液在1-60秒时间内迅速增粘到50mPa.s以上，这样的方式使该体系无需提前配液，稠化剂遇清水或加重盐水或酸液直接稠化为全悬浮压裂液，有效减少工序，提高工作效率，节约成本。
5、本发明中，在温度0℃－50℃下将混合的全悬浮压裂液压进油水井地层压开的裂缝中，施工泵注压力11MPa-100Mpa，这样的压裂能够实现对支撑剂全悬浮，施工砂比和静液柱压力高于常规表活剂压裂液，砂比可达50%以上。
具体实施方式
实施例1
作为本发明的一种较佳实施方式，此全悬浮压裂液包括如下重量份的组分混合而成：
全悬浮压裂液稠化剂：6份；
清水或加重盐水或酸液：100份；
以质量百分比计，全悬浮压裂液稠化剂是由35%的氯化二甲基双十六～十八烷基铵或其衍生物、15%的缩聚磷酸盐类、10%的屏蔽降滤失剂和40%的H2O组成的混合物。
上述所涉及的缩聚磷酸盐类是聚正磷酸盐和聚偏磷酸盐的总称，一般容易水解，可用作洗涤剂、软水剂、离子交换剂等。例如三聚磷酸钠和六偏磷酸钠。
实施例2
作为本压裂液的另一较佳实施方式，此全悬浮压裂液包括如下重量份的组分混合而成：
全悬浮压裂液稠化剂：12份；
清水或矿化度加重盐水或酸液：100份；
以质量百分比计，全悬浮压裂液稠化剂是由55%的氯化二甲基双十六～十八烷基铵或其衍生物、5%的缩聚磷酸盐类、10%的屏蔽降滤失剂和30%的H2O组成的混合物。
实施例3
作为本压裂液的最佳实施方式，所述全悬浮压裂液稠化剂为13份，清水、加重盐水或酸液为100份。其余同于实施例1或实施例2。
实施例4
作为本发明的另一较佳实施方式，此全悬浮压裂液的压裂施工方法主要包含以下步骤：
a、以重量份计，取全悬浮压裂液稠化剂4份-15份，清水或加重盐水或酸液100份；以质量百分比计，全悬浮压裂液稠化剂是由40%的氯化二甲基双十六～十八烷基铵或其衍生物、10%的缩聚磷酸盐类、10%的屏蔽降滤失剂和40%的H2O组成的混合物；
b、将步骤a中上述重量份的全悬浮压裂液稠化剂和清水或加重盐水或酸液一起通入混砂车直接混配形成全悬浮压裂液；
c、在温度50℃下将步骤b混合的全悬浮压裂液压进油水井地层压开的裂缝中；
d、压裂结束后关井3小时，控制放喷，施工结束。
实施例5
作为本发明方法的最佳实施方式，此全悬浮压裂液的压裂施工方法主要包含以下步骤：
a、取全悬浮压裂液稠化剂13份，清水或加重盐水或酸液100份；其余同于实施例1或实施例2。
b、将步骤a中上述重量份的全悬浮压裂液稠化剂和上述重量份的清水或加重盐水或酸液一起通入混砂车直接混配形成全悬浮压裂液；
c、在温度26℃下将步骤b混合的全悬浮压裂液压进油水井地层压开的裂缝中；
d、压裂结束后关井0.5小时，控制放喷，施工结束。
所述b步骤中，是采用泵入的方式将全悬浮压裂液稠化剂和清水或加重盐水或酸液泵入混砂车内，混配后60秒时间内增粘到50mPa.s以上。所述c步骤中，全悬浮压裂液施工泵注压力11MPa-100MPa，能够实现对支撑剂全悬浮，施工砂比和静液柱压力高于常规表活剂压裂液，砂比可达50%以上。
实施例6
以下是本发明的一种具体应用实例：
在XX油田X井进行了全悬浮压裂液应用。
1）取全悬浮压裂液稠化剂39吨，加重盐水500吨，一起通入混砂车，混合后即为全悬浮压裂液，该过程为直接混配、连续施工工艺。
2）其中，所述全悬浮压裂液施工泵注压力31MPa-39MPa，砂比达50%以上。
3）压后关井0.5小时，放喷排出残液169吨。
4）施工结束。
施工过程顺利，施工成功。

Claims (5)

1.一种全悬浮压裂液，其特征在于：包括如下重量份的组分：
全悬浮压裂液稠化剂：4-15份；
清水、加重盐水或酸液：100份；
以质量百分比计，全悬浮压裂液稠化剂是由35%-55%的氯化二甲基双十六～十八烷基铵或其衍生物、5%-15%的缩聚磷酸盐类、5%-10%的屏蔽降滤失剂和20%-50%的H2O组成的混合物。
2.根据权利要求1所述的全悬浮压裂液，其特征在于：所述全悬浮压裂液稠化剂为13份，清水、加重盐水或酸液为100份。
3.一种全悬浮压裂液的压裂施工方法，其特征在于包括如下步骤：
a、以重量份计，取全悬浮压裂液稠化剂4份-15份，清水或加重盐水或酸液100份；以质量百分比计，全悬浮压裂液稠化剂是由35%-55%的氯化二甲基双十六～十八烷基铵或其衍生物、5%-15%的缩聚磷酸盐类、5%-10%的屏蔽降滤失剂和20%-50%的H2O组成的混合物；
b、将步骤a中上述重量份的全悬浮压裂液稠化剂和清水或加重盐水或酸液一起通入混砂车直接混配形成全悬浮压裂液；
c、在温度0℃－50℃下将步骤b混合的全悬浮压裂液压进油水井地层压开的裂缝中；
d、压裂结束后关井0.5-3.0小时，控制放喷，施工结束。
4.根据权利要求3所述的全悬浮压裂液的压裂施工方法，其特征在于：所述b步骤中，是采用泵入的方式将全悬浮压裂液稠化剂和清水或加重盐水或酸液泵入混砂车内。
5.根据权利要求3或4所述的全悬浮压裂液的压裂施工方法，其特征在于：所述c步骤中，全悬浮压裂液施工泵注压力为11MPa-100MPa。
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