CN103603644A - 用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，包括：将降滤失剂与可循环利用压裂液在地面均匀混合后注入地层造缝；进行加砂压裂作业；压裂作业加砂结束后待裂缝闭合后控制放喷；返排液经除砂、气液分离后进入储液罐；对储液罐内液体进行粘度检测，若未达设计要求，继续添加稠化剂至到粘度符合要求为止，且补充降滤失剂到规定的浓度要求；进行二次压裂施工；重复上述步骤，完成液体的循环利用。本发明降低了压裂液滤失，减小对地层的污染，且由于返排液在地面直接回收至储液罐，防止地表污染；返排液回收，降低了用水量；返排液经地面处理后仅需加入少量稠化剂即可再次利用，降低施工作业成本，可实现无限次压裂作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，主要用于气井单井或丛式井组压裂液循环利用增产改造作业。
背景技术
对于低渗透天然气井，压裂增产改造是获取工业产能的有效方法和手段，通过压裂液携带支撑剂铺置于人工裂缝内部，扩大泄流面积，从而实现气井增产。
现有技术中，《天然气工业》 2001年S1期公开了鄂北上古生界致密砂岩气藏压裂工艺技术研究及应用，针对储层低渗特点，进行了优化压裂液配方、延迟交联技术、破胶剂浓度阶梯形逐渐增大的加入方法的研究，筛选优化了适合本地区使用的压裂液体系。针对储层低压特点，采用压裂时伴注液氮的方法加快压裂液的返排。同时为提高压裂施工水平，最大限度改善压裂效果，采取了先进的压裂设计软件进行压裂设计、压裂诊断试验和现场优化压裂设计、强制闭合裂缝、现场质量控制等方法。
但目前低渗透气井直井分层压裂/水平井分段压裂常采用羟丙基胍胶压裂液体系，该体系存在的主要问题是施工用水量大，压裂作业成本高；体系残渣量高，存在地层污染，影响增产改造效果；压裂返排液进泥浆池，极易造成地表环境污染。
发明内容
本发明的目的在于克服现有压裂方法存在的上述问题，提供一种用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法。本发明降低了压裂液滤失，减小对地层的污染，且由于返排液在地面直接回收，可防止地表污染；返排液回收，降低了用水量；返排液经地面处理后即可再次利用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将降滤失剂与可循环利用压裂液在地面均匀混合后注入地层造缝，降滤失剂与可循环压裂液的质量比为1—5%：95—99%；
b、进行加砂压裂作业；
c、压裂作业加砂结束后待裂缝闭合后控制放喷；
d、返排液经除砂、气液分离后进入储液罐；
e、对储液罐内液体进行粘度检测，若未达设计要求，继续添加稠化剂至到粘度符合要求为止，且补充降滤失剂到规定的浓度要求；
f、进行二次压裂施工；
g、重复上述步骤，完成液体的循环利用。
所述步骤a中的可循环利用压裂液由如下重量百分比的组份组成：
稠化剂 1—5%，
氯化钾 1—5%，
余量为水。
所述可循环利用压裂液在地面常温条件下时，粘度至少为90mPa·s，当地层温度大于60℃后迅速降粘，100℃时粘度≤10mPa·s。
所述步骤e中，对储液罐内液体进行粘度检测，地面常温条件下粘度至少为90mPa·s时为符合设计要求；补充降滤失剂到规定的浓度要求是指，降滤失剂占液体总重量的1—5%。
所述返排液经地面除砂、气液分离后进入储液罐，在35℃条件下粘度恢复至70mPa·s。
所述的降滤失剂可以是粒径为20-500μm的碳酸钙颗粒。
所述的稠化剂为氯化硬脂酸二甲胺基乙醇酯甲基铵。
采用本发明的优点在于：
一、与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：（1）利用前置液阶段控制滤失技术，降低压裂液对地层污染；（2）液体循环利用，地面无残液排放，井场及周围地表环境不受污染；（3）降低了液体滤失，同等液量下有利于裂缝扩展，大幅增加了裂缝的泄流面积，有利于提高压裂改造效果；（4）液体循环利用，降低了施工作业成本。因此，本发明可实现压后返排液的零排放，且重复利用降低压裂液综合成本，规模化推广后可大幅降低压裂液的环境污染问题。
二、本发明中，可循环利用压裂液由如下重量百分比的组份组成：稠化剂1—5%，氯化钾1—5%，余量为水，降低了压裂液滤失，减小对地层的污染。
三、本发明中，可循环利用压裂液在地面常温条件下（25℃）时粘度90mPa·s，携砂能力良好，当地层温度大于60℃后迅速降粘，100℃时粘度10mPa·s，有利于压裂液返排。
四、本发明中，返排液经地面除砂、气液分离后进入储液罐，在35℃条件下粘度恢复至70mPa·s，可加入稠化剂后用于二次压裂液循环利用，由于返排液在地面直接回收至储液罐，防止地表污染；返排液回收，降低了用水量；返排液经地面处理后仅需加入稠化剂即可再次利用，降低施工作业成本，理论上可实现无限次压裂作业。
五、本发明中的稠化剂为氯化硬脂酸二甲胺基乙醇酯甲基铵，保证了在地面常温条件下（25℃）时粘度90mPa·s，携砂能力良好，当地层温度大于60℃后迅速降粘。
具体实施方式
实施例1
一种用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，包括如下步骤：
a、将降滤失剂与可循环利用压裂液在地面均匀混合后注入地层造缝，降滤失剂与可循环压裂液的质量比为1%： 99%；
b、进行加砂压裂作业；
c、压裂作业加砂结束后待裂缝闭合后控制放喷；
d、返排液经除砂、气液分离后进入储液罐；
e、对储液罐内液体进行粘度检测，若未达设计要求，继续添加稠化剂至到粘度符合要求为止，且补充降滤失剂到规定的浓度要求；
f、进行二次压裂施工；
g、重复上述步骤，完成液体的循环利用。
本实施例中，所述步骤a中的可循环利用压裂液由如下重量百分比的组份组成：
稠化剂 1%，
氯化钾 1%，
余量为水。
本实施例中，所述可循环利用压裂液在地面常温条件下时，粘度至少为90mPa·s，当地层温度大于60℃后迅速降粘，100℃时粘度≤10mPa·s。
本实施例中，所述步骤e中，对储液罐内液体进行粘度检测，地面常温条件下粘度至少为90mPa·s时为符合设计要求；补充降滤失剂到规定的浓度要求是指，降滤失剂占液体总重量的1%。
本实施例中，所述返排液经地面除砂、气液分离后进入储液罐，在35℃条件下粘度恢复至70mPa·s。
本实施例中，所述的降滤失剂可以是粒径为20μm的碳酸钙颗粒，此为优选降滤失剂，但并不局限于此，也可采用现有技术中的其它降滤失剂。
本实施例中，所述的稠化剂为氯化硬脂酸二甲胺基乙醇酯甲基铵，此为最佳方式，但并不局限于此。
实施例2
一种用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，包括如下步骤：
a、将降滤失剂与可循环利用压裂液在地面均匀混合后注入地层造缝，降滤失剂与可循环压裂液的质量比为5%：95%；
b、进行加砂压裂作业；
c、压裂作业加砂结束后待裂缝闭合后控制放喷；
d、返排液经除砂、气液分离后进入储液罐；
e、对储液罐内液体进行粘度检测，若未达设计要求，继续添加稠化剂至到粘度符合要求为止，且补充降滤失剂到规定的浓度要求；
f、进行二次压裂施工；
g、重复上述步骤，完成液体的循环利用。
本实施例中，所述步骤a中的可循环利用压裂液由如下重量百分比的组份组成：
稠化剂 5%，
氯化钾 5%，
余量为水。
本实施例中，所述可循环利用压裂液在地面常温条件下时，粘度至少为90mPa·s，当地层温度大于60℃后迅速降粘，100℃时粘度≤10mPa·s。
本实施例中，所述步骤e中，对储液罐内液体进行粘度检测，地面常温条件下粘度至少为90mPa·s时为符合设计要求；补充降滤失剂到规定的浓度要求是指，降滤失剂占液体总重量的5%。
本实施例中，所述返排液经地面除砂、气液分离后进入储液罐，在35℃条件下粘度恢复至70mPa·s。
本实施例中，所述的降滤失剂可以是粒径为500μm的碳酸钙颗粒。
本实施例中，所述的稠化剂为氯化硬脂酸二甲胺基乙醇酯甲基铵。
实施例3
一种用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，包括如下步骤：
a、将降滤失剂与可循环利用压裂液在地面均匀混合后注入地层造缝，降滤失剂与可循环压裂液的质量比为2%：98%；
b、进行加砂压裂作业；
c、压裂作业加砂结束后待裂缝闭合后控制放喷；
d、返排液经除砂、气液分离后进入储液罐；
e、对储液罐内液体进行粘度检测，若未达设计要求，继续添加稠化剂至到粘度符合要求为止，且补充降滤失剂到规定的浓度要求；
f、进行二次压裂施工；
g、重复上述步骤，完成液体的循环利用。
本实施例中，所述步骤a中的可循环利用压裂液由如下重量百分比的组份组成：
稠化剂 2%，
氯化钾 2%，
余量为水。
本实施例中，所述可循环利用压裂液在地面常温条件下时，粘度至少为90mPa·s，当地层温度大于60℃后迅速降粘，100℃时粘度≤10mPa·s。
本实施例中，所述步骤e中，对储液罐内液体进行粘度检测，地面常温条件下粘度至少为90mPa·s时为符合设计要求；补充降滤失剂到规定的浓度要求是指，降滤失剂占液体总重量的2%。
本实施例中，所述返排液经地面除砂、气液分离后进入储液罐，在35℃条件下粘度恢复至70mPa·s。
本实施例中，所述的降滤失剂可以是粒径为100μm的碳酸钙颗粒。
本实施例中，所述的稠化剂为氯化硬脂酸二甲胺基乙醇酯甲基铵。
实施例4
可循环利用的压裂液的液体粘度可随温度变化，是由2%氯化硬脂酸二甲胺基乙醇酯甲基铵C23H48O2NCl和2%KCl和96%H2O组成的混合物。该压裂液（初次利用称为一级压裂液）在地面常温条件下（25℃）时粘度90mPa·s，携砂能力良好，当地层温度大于60℃后迅速降粘，100℃时粘度10mPa·s，有利于压裂液返排，返排液经地面除砂、气液分离后进入储液罐，在35℃条件下粘度恢复至70mPa·s，可加入少量稠化剂后形成二级压裂液循环利用。
采用本发明中的压裂液的压裂工艺，在前置液阶段将降滤失剂（粒径为20-500μm的碳酸钙颗粒）与可循环利用压裂液在地面均匀混合后注入地层，比例为质量比1%降滤失剂与99%可循环压裂液，降低液体在地层中的滤失，有效提高液体造缝效率，随后将支撑剂与可循环利用压裂液在地面均匀混合后注入地层（支撑剂与可循环利用压裂液的混合质量比例为10-45：100，支撑剂可以是石英砂或陶粒），可循环利用压裂液被地层加热迅速降粘，通过控制放喷使裂缝闭合，依靠地层能量返排至地面。经处理后进入储液罐，加入少量稠化剂恢复液体粘度，形成二级压裂液循环利用。
实施例5
压裂工艺具体包括如下步骤：
第一步：将降滤失剂与可循环利用压裂液在地面均匀混合后注入地层造缝；
第二步：进行加砂压裂作业；
第三步：压裂作业加砂结束后待裂缝闭合后控制放喷；
第四步：返排液经除砂、气液分离后进入储液罐；
第五步：对储液罐内液体进行粘度检测，若未达设计要求，继续添加压裂液添加剂至到粘度符合要求为止，且补充降滤失剂到规定的浓度要求；
第六步：进行二次压裂施工，保证液体具有较好的携砂性；
第七步：重复一至六步，完成液体的循环利用。
压裂工艺通过前置液阶段加入降滤失剂控制液体滤失，增加裂缝扩展，随后将支撑剂与可循环利用压裂液在地面均匀混合后输送至地层，可循环利用压裂液被地层加热后迅速降粘，压裂施工结束后通过控制放喷使裂缝闭合，依靠地层能量返排至地面，经处理后进入储液罐，加入少量稠化剂恢复液体粘度，形成二级压裂液循环利用。
通过依靠地面、地层温度变化控制压裂液粘度，实现液体的循环利用；通过前置液阶段加入降滤失剂，增加裂缝扩展，提高返排率和循环利用率；通过控制液体滤失，降低储层污染；通过液体循环利用，防止地表环境污染。
Claims (7)
1.一种用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将降滤失剂与可循环利用压裂液在地面均匀混合后注入地层造缝，降滤失剂与可循环压裂液的质量比为1—5%：95—99%；
b、进行加砂压裂作业；
c、压裂作业加砂结束后待裂缝闭合后控制放喷；
d、返排液经除砂、气液分离后进入储液罐；
e、对储液罐内液体进行粘度检测，若未达设计要求，继续添加稠化剂至到粘度符合要求为止，且补充降滤失剂到规定的浓度要求；
f、进行二次压裂施工；
g、重复上述步骤，完成液体的循环利用。
2.根据权利要求1所述的用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，其特征在于：所述步骤a中的可循环利用压裂液由如下重量百分比的组份组成：
稠化剂 1—5%，
氯化钾 1—5%，
余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，其特征在于：所述可循环利用压裂液在地面常温条件下时，粘度至少为90mPa·s，当地层温度大于60℃后迅速降粘，100℃时粘度≤10mPa·s。
4.根据权利要求1或2所述的用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，其特征在于：所述步骤e中，对储液罐内液体进行粘度检测，地面常温条件下粘度至少为90mPa·s时为符合设计要求；补充降滤失剂到规定的浓度要求是指，降滤失剂占液体总重量的1—5%。
5.根据权利要求4所述的用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，其特征在于：所述返排液经地面除砂、气液分离后进入储液罐，在35℃条件下粘度恢复至70mPa·s。
6.根据权利要求1、2或5所述的用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，其特征在于：所述的降滤失剂可以是粒径为20-500μm的碳酸钙颗粒。
7.根据权利要求6所述的用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液的压裂方法，其特征在于：所述的稠化剂为氯化硬脂酸二甲胺基乙醇酯甲基铵。
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