CN103627381A - 用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液 - 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，一级压裂液由如下重量百分比的组份组成：氯化硬脂酸二甲胺基乙醇酯甲基铵1-5%，氯化钾1-5%，余量为水。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。

Description

用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液
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，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液存在的上述问题，提供一种用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液。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，其特征在于，一级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。
所述一级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。
所述压裂液返排后返排液经地面处理形成二级压裂液，二级压裂液中包括用于调节液体粘度的稠化剂，二级压裂液的粘度至少为90mPa·s。
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，加入稠化剂调节粘度后形成二级压裂液。
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、本发明中，一级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。
二、本发明中，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。
三、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，可加入稠化剂后形成二级压裂液循环利用，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，理论上该技术可实现无限次压裂作业。
四、本发明中，所述的稠化剂为氯化硬脂酸二甲胺基乙醇酯甲基铵，保证了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，且也便于对二级压裂液的粘度调节。
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，一级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，所述一级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，所述压裂液返排后返排液经地面处理形成二级压裂液，二级压裂液中包括用于调节液体粘度的稠化剂，二级压裂液的粘度至少为90mPa·s。
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，加入稠化剂调节粘度后形成二级压裂液。
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，一级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，所述一级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，所述压裂液返排后返排液经地面处理形成二级压裂液，二级压裂液中包括用于调节液体粘度的稠化剂，二级压裂液的粘度至少为90mPa·s。
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，加入稠化剂调节粘度后形成二级压裂液。
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，一级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，所述一级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，所述压裂液返排后返排液经地面处理形成二级压裂液，二级压裂液中包括用于调节液体粘度的稠化剂，二级压裂液的粘度至少为90mPa·s。
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，加入稠化剂调节粘度后形成二级压裂液。
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
本实施例对本发明中的压裂液的压裂工艺进行说明。
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 (5)

1.一种用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液，其特征在于，一级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。
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，其特征在于：所述一级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。
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，其特征在于：所述压裂液返排后返排液经地面处理形成二级压裂液，二级压裂液中包括用于调节液体粘度的稠化剂，二级压裂液的粘度至少为90mPa·s。
4.根据权利要求3所述的用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液，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，加入稠化剂调节粘度后形成二级压裂液。
5.根据权利要求1、2或4所述的用于砂岩气藏压裂施工的可循环利用压裂液，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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