CN103421484B - 一种双组份水基压裂液破胶剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双组份水基压裂液破胶剂及其使用方法。一般的破胶剂一旦和水接触，即开始发生强烈氧化作用，在进入地层之前破坏水凝胶。本发明在压裂施工开始后，前置液阶段投放催化剂；在携砂液阶段，在冻胶和支撑剂混合的同时，加入氧化剂；催化剂和氧化剂的质量比为1:1～1:3，催化剂选自多羧基可溶铁盐，氧化剂选取质量分数为20%～35%的工业用双氧水。本发明在压裂工艺没有发生改变的情况下，提高了破胶发生位置定位准确度，不会提前破胶；由于在进入地层裂缝前水凝胶的性能得以保护，从而提高了施工过程的携砂能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田用化学品，具体涉及一种双组份水基压裂液破胶剂及其使用方法。
背景技术
油田开发过程中，水力压裂是提高油井生产效率的有效方法。其原理是利用水凝胶传递高压，在岩层中形成裂缝，并利用水凝胶携带支撑剂进入裂缝。然后，利用破胶剂破坏水凝胶的携砂能力，使支撑剂沉积在裂缝中，从而使裂缝不可闭合，增加原油向油井中的渗透速率。
目前，一般的破胶剂是利用氧化性破坏水凝胶中的大分子结构，降低水凝胶的粘度来实现破胶效果，最常用的是过硫酸盐类破胶剂。这种破胶剂一旦和水接触，即开始发生强烈氧化作用。因此，当破胶剂和支撑剂同时加入到压裂液中开始压裂过程中时，在携带支撑剂的水凝胶到达地层裂缝之前，这种破坏是不需要的，且有害的，会降低压裂液的携砂能力。为了减少破胶剂在进入地层之前对水凝胶的破坏，一般采用在破胶剂外层包覆惰性物质形成保护膜的方法来实现。这种操作会导致破胶剂成本大幅提高。同时，由于包膜工艺的原因，也使得部分破胶剂无法完全包裹，这种情况下破胶剂对水凝胶携砂能力的破坏依然不可忽视。
发明内容
本发明的目的是提供一种双组份水基压裂液破胶剂及其使用方法，克服现有破胶剂提前破胶、对压裂液携砂能力影响大等问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种双组份水基压裂液破胶剂，其特征在于：
包含催化剂和氧化剂两部分，其质量比为1:1～1:3；
其中，催化剂选自多羧基可溶铁盐，氧化剂选取质量分数为20%～35%的工业用双氧水。
所述的多羧基可溶铁盐选自EDTA铁铵盐、柠檬酸铁、草酸铁铵。
一种双组份水基压裂液破胶剂的使用方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
在压裂施工开始后，前置液阶段投放催化剂；在携砂液阶段，在冻胶和支撑剂混合的同时，加入氧化剂；
催化剂和氧化剂的质量比为1:1～1:3，催化剂选自多羧基可溶铁盐，氧化剂选取质量分数为20%～35%的工业用双氧水。
所述的多羧基可溶铁盐选自EDTA铁铵盐、柠檬酸铁、草酸铁铵。
本发明具有以下优点：
本发明在压裂工艺没有发生改变的情况下，提高了破胶发生位置定位准确度，不会提前破胶；由于在进入地层裂缝前水凝胶的性能得以保护，从而提高了施工过程的携砂能力；在支撑剂释放阶段，本发明所具有的氧化能力高于传统破胶剂，因此能使水凝胶降解更为彻底，降低地层伤害，避免返砂现象，所以有利于提高整体压裂效果；同时，由于所有成分的溶解适应能力好，原料来源广泛易得，无需特殊加工过程，所以成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明的工作原理是，利用双氧水在不同催化环境下的氧化能力差别巨大，实现定位氧化，从而保证压裂水凝胶在输送过程中不会被破坏，在进入地层裂缝后快速降粘释放支撑剂。压裂施工一般分为三个阶段，第一阶段为前置液阶段，无需携砂能力，其成分一般为活性水。第二阶段为携砂液阶段，主要成为含聚合物的水凝胶，需要保证体系的携砂能力，第三阶段为顶替液，其作用为保证第二阶段的携砂液全部进入地层裂缝中。在压裂液的前置液中，催化剂可溶解于水并进入到地层裂缝中。由于催化剂的主要成分是铁离子，在多羧基的螯合作用下，在地层环境中不会与水接触发生变质。前置液注入后，用于携带支撑剂的水凝胶会开始通过井管注入地层，氧化剂则随水凝胶一起注入。在无催化剂的环境下，双氧水的氧化分解速度很低，不对水凝胶产生破坏作用，这样携带氧化剂的水凝胶的不会提前释放支撑剂，保证了施工过程的安全。当水凝胶进入地层裂缝后，与催化剂接触，氧化能力急剧提升，在地层裂缝中水凝胶被彻底破坏，使水凝胶完全水化，粘度降低至5mPa.s以下，有利于支撑剂的完全释放，防止返砂现象的产生，有利于提高施工效果。
本发明所涉及的一种双组份水基压裂液破胶剂，包含催化剂和氧化剂两部分，其质量比为1:1～1:3。其中，催化剂选自多羧基可溶铁盐，氧化剂选取质量分数为20%～35%的工业用双氧水。所述的多羧基可溶铁盐选自EDTA铁铵盐、柠檬酸铁、草酸铁铵。
使用时，在压裂施工开始后，前置液阶段投放催化剂；在携砂液阶段，在冻胶和支撑剂混合的同时，加入氧化剂。
实施例1：
一种双组份水基压裂液破胶剂，包含催化剂和氧化剂两部分，其质量比为1:1。其中，催化剂选自多羧基可溶铁盐，氧化剂选取质量分数为20%的工业用双氧水。所述的多羧基可溶铁盐选取EDTA铁铵盐。
使用时，在压裂施工开始后，前置液阶段投放催化剂；在携砂液阶段，在冻胶和支撑剂混合的同时，加入氧化剂。可确保在地层裂缝位置，约60℃的较高温环境中于1h内彻底破胶。
实施例2：
一种双组份水基压裂液破胶剂，包含催化剂和氧化剂两部分，其质量比为1:2。其中，催化剂选自多羧基可溶铁盐，氧化剂选取质量分数为30%的工业用双氧水。所述的多羧基可溶铁盐选取柠檬酸铁。
使用时，在压裂施工开始后，前置液阶段投放催化剂；在携砂液阶段，在冻胶和支撑剂混合的同时，加入氧化剂。可确保在地层裂缝位置，约50℃的较低温环境中快与30min内彻底破胶。
实施例3：
一种双组份水基压裂液破胶剂，包含催化剂和氧化剂两部分，其质量比为1:3。其中，催化剂选自多羧基可溶铁盐，氧化剂选取质量分数为35%的工业用双氧水。所述的多羧基可溶铁盐选取草酸铁铵。
使用时，在压裂施工开始后，前置液阶段投放催化剂；在携砂液阶段，在冻胶和支撑剂混合的同时，加入氧化剂。可确保在地层裂缝位置，约60℃的较高温环境中于1h内彻底破胶。可确保在地层裂缝位置，约60℃的较高温环境中1h内彻底破胶。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (1)
1.一种双组份水基压裂液破胶剂的使用方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
所述双组份水基压裂液破胶剂包含催化剂和氧化剂两部分，其质量比为1:1～1:3；其中，催化剂选自多羧基可溶铁盐，氧化剂选取质量分数为20%～35%的工业用双氧水；
在压裂施工开始后，前置液阶段投放催化剂；在携砂液阶段，在冻胶和支撑剂混合的同时，加入氧化剂；
催化剂和氧化剂的质量比为1:1～1:3，催化剂选自多羧基可溶铁盐，氧化剂选取质量分数为20%～35%的工业用双氧水；
所述的多羧基可溶铁盐选自EDTA铁铵盐、柠檬酸铁、草酸铁铵。
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