CN103742118A

CN103742118A - 一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法

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Publication number: CN103742118A
Application number: CN201410030106.6A
Authority: CN
Inventors: 郑助华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2014-04-23

Abstract

本发明提供了一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，包括收集返排液、酸化、碱中和、制备基液、制备冻胶等步骤。本发明解决了目前压裂施工规模大，压裂液用量增大，大量排出的压裂返排液对环境污染等问题。本发明方法社会价值高、经济实用、成本低，降低了压裂返排液对环境的污染，可大量节约水资源，尤其适用于缺水地区。

Description

一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法

技术领域

本发明涉及石油天然气开采中增加石油天然气产量的一种压裂液，具体涉及一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法。

背景技术

天然气开采压裂需要使用压裂液，压裂液有大约50％返排回地面而不重复利用。随着天然气不断地被开采，开采难度逐渐加大，几乎每口气井都需要进行水力压裂，而且每口井压裂液量不断增大，这样需要的水量增加，特别是在缺水地区，给本来就紧张的水资源增加了负担。如果能把压裂返排液重复利用，将缓解紧张的水资源的矛盾，既能节约材料、降低成本，同时也减少压裂液对环境的污染。

石油天然气压裂增产主要采用改性瓜尔胶压裂液体系，该体系需要采用大量水及产生大量废水。而改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法能处理压裂产生的废水，同时处理水能用来配制压裂液而达到重复利用。

目前，对压裂返排液的几种处理方式：一是罐车拉到回注井回注入地层；二是罐车拉到废水处理厂处理达到国家排放标准后再用罐车拉到回注井回注入地层；但它们都存在成本高、污染环境等问题。

现有技术对压裂液重复利用的方法是对低分子瓜尔胶压裂液重复利用方法，而低分子瓜尔胶压裂液重复利用方法是用于低分子瓜尔胶压裂液体系。但低分子瓜尔胶压裂液由于种种缺点而不能普遍应用。现在石油天然气增产的压裂液主要是用改性瓜尔胶压裂液体系。本发明的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法用于改性瓜尔胶压裂液体系。所以一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法的应用普遍性及价值远远大于低分子瓜尔胶压裂液重复利用方法。

改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法是在绝大多数油气田现有压裂液体系的基础上进行的，其技术及经济适应性强，容易推广。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前压裂施工规模大，压裂液用量增大，大量排出的压裂返排液对环境污染等问题，而提出的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，它社会价值高、经济实用、成本低，降低了压裂返排液对环境的污染。

一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，包括以下步骤：

(1)收集返排液：收集改性瓜尔胶压裂液的返排液；

(2)酸化：对收集的改性瓜尔胶压裂液返排液用酸处理，得到处理液甲；

(3)碱中和：处理液甲用碱中和得处理液乙；

(4)制备基液：在处理液乙中加入改性瓜尔胶及其它化学剂得到基液；

(5)制备冻胶：使用上述基液加入交联剂及助剂，交联得到冻胶；

(6)完成压裂施工：使用上述冻胶作为压裂前置液或携砂液，完成压裂施工。

步骤(2)中所述的酸化为：加入工业盐酸，加入比例盐酸以重量“公斤”计、返排液以体积“升”计，两者比例为：工业盐酸∶返排液＝0.05～5∶100。

步骤(2)优选方案为工业盐酸∶返排液＝2.5～5∶100，待工业盐酸分散均匀，液体自然沉降，得到处理液甲。

所述步骤(3)碱中和为：加入碱中和至pH为5～9。

所述步骤(4)制备基液中：

所述其它化学剂包括：粘土稳定剂、杀菌剂、助排剂、起泡剂；

处理液乙以体积“升”为单位，其它成份以重量“公斤”为单位，按以下比例配方配制基液：

处理液乙∶改性瓜尔胶∶粘土稳定剂∶杀菌剂∶助排剂∶起泡剂＝100∶0～0.50∶0～2∶0～0.5∶0～1∶0～2。优选比例为，处理液乙∶改性瓜尔胶∶粘土稳定剂∶杀菌剂∶助排剂∶起泡剂＝100∶0.35～0.55∶0～2∶0～0.5∶0～1∶0～1；

所述步骤(5)制备冻胶为：

基液与交联剂的体积比为100∶0.3～1；

所述交联剂由A、B二种组分组成，A为硼酸盐、强碱化合物及配位体化合而成，配位体为醋酸、醇胺(二乙醇胺、三乙醇胺)、多元醇；B为强碱和酒石酸锑钾的水溶液组成；A、B剂体积比为10∶0.5～4；

所述助剂为碱性化学剂，基液以体积“升”为单位，助剂以重量“公斤”为单位，加量为：基液∶助剂＝100∶0～1。

本发明提供了更优选的技术方案，其中，步骤(2)中所述的酸化为：加入工业盐酸，加入比例盐酸以重量“公斤”计、返排液以体积“升”计，两者比例为：工业盐酸∶返排液＝2.5-5∶100；待工业盐酸分散均匀，液体自然沉降，得到处理液甲；

所述步骤(3)为：加入碱中和至pH为6.5～7.5，碱选自碳酸钠、氢氧化钠；

步骤(4)制备基液中，优选控制基液pH为6.5～7.5；处理液乙∶改性瓜尔胶∶粘土稳定剂∶杀菌剂∶助排剂∶起泡剂＝100∶0.30～0.50∶0～2∶0.3～0.5∶0.1～1∶0～0.5；

所述步骤(5)制备冻胶为：基液与交联剂的体积比为100∶0.5-1；

所述交联剂由A、B二种组分组成，A为硼酸盐、强碱化合物及配位体化合而成，配位体为醋酸、醇胺(二乙醇胺、三乙醇胺)、多元醇；B为强碱和酒石酸锑钾的水溶液组成；A、B剂体积比为10∶1-3；

基液以体积“升”为单位，助剂以重量“公斤”为单位，加量为：基液∶助剂＝100∶0.5-1；

所述助剂为碳酸钠、氢氧化钠。

所述步骤(4)制备基液中：

粘土稳定剂优选为氯化钾或氯化铵；

杀菌剂优选为甲醛、戊二醛；

助排剂可采用采油中用于提高压裂液排液性能的化学剂；

起泡剂可采用提高压裂液泡沫性能的化学剂。

处理液加乙∶改性瓜尔胶∶粘土稳定剂∶杀菌剂∶助排剂∶起泡剂的最优选比例为100∶0-0.35∶0-0.5∶0.1∶0.1∶0-0.5；

助排剂优选为：40％十二烷基季胺盐、10％脂肪醇聚氧乙烯醚、1％低碳的氟碳表面活性剂和水的复配物；

起泡剂优选为十二烷基硫酸钠、十四烷基磺酸钠和水的复配物。

本发明所述改性瓜尔胶不包括低分子瓜尔胶。

一种改性瓜尔胶压裂液是指使用低分子瓜尔胶之外的改性瓜尔胶作为稠化剂配制压裂液的统称。一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法是对一种改性瓜尔胶压裂液的压裂液进行处理，以及用处理水配制压裂液的方法。

一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法的应用普遍性及经济、社会价值远远大于低分子瓜尔胶压裂液重复利用方法。之所以如此是由于一种改性瓜尔胶压裂液的应用普遍性远远高于低分子瓜尔胶体系。一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法的优点是针对低分子瓜尔胶压裂液重复利用方法的。

石油天然气开采需要使用压裂液来增加石油天然气的产量。一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法是用于石油天然气开采中增加石油天然气的产量。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明的改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法是在绝大多数油气田现有压裂液体系的基础上进行的，其技术及经济适应性强，容易推广。

本发明的改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法配制压裂液节约了大量水资源，特别是针对目前压裂施工规模大，压裂液用量增大。解决了大量排出的压裂返排液的环境问题；本发明的改性瓜尔胶压裂液的重复利用降低了成本：①降低了压裂液基液的材料成本，处理液中只需补充部分添加剂即可；②降低了返排液的处理成本，以前要处理达到排放标准后回注，而现在只需要在排放现场简单处理；③节省了回注费用，而且随着回注井压力增大该费用在不断增高；④省去了返排液及回注水运输费用；⑤降低了现有技术对环境的污染；⑥可大量节约水资源，尤其适用于缺水地区。

具体实施方式

实施例1

1)在压裂井现场用大型容器收集改性瓜尔胶压裂液的返排液；

2)对收集的返排液按其体积加入0.05％～5％重量的工业盐酸，待工业盐酸分散均匀，液体自然沉降，得到处理液甲；

3)使用处理液甲，加入碱中和至pH为5～9，得到处理液乙。其中碱为碳酸钠、氢氧化钠或其它碱性化学剂；

4)处理液乙以体积“升”为单位，其它成份以重量“公斤”为单位，按以下比例配方配制基液：处理液乙100+0.35～0.55改性瓜尔胶+0～2粘土稳定剂+0～0.5杀菌剂+0～1助排剂+0～2起泡剂配制压裂液基液，控制基液pH为5～9。其中粘土稳定剂为氯化钾或氯化铵，杀菌剂为甲醛、戊二醛或其它杀灭细菌的化学剂，助排剂为采油中用于提高压裂液排液性能的化学剂，起泡剂为提高压裂液泡沫性能的化学剂。

5)在压裂施工中，使用上述基液加入交联剂及助剂交联得到冻胶作为压裂前置液或携砂液，完成压裂施工。其中交联剂为A、交联剂B二种组分组成，A、B剂体积比为10比0.5～4；交联剂A为硼酸盐、强碱化合物及配位体化合而成，配位体为醋酸、醇胺(二乙醇胺、三乙醇胺)、多元醇；交联剂B为强碱和酒石酸锑钾组成。助剂为碳酸钠、氢氧化钠或其它碱性化学剂。

实例2：

大牛地气田DPS33井压裂返排液进行处理，配制压裂液用于DPT-44井压裂，获得20.5万方/天好的增产效果。

具体应用：

于DPS-33井井场收集压裂返排液700余方，按5公斤工业盐酸：100升返排液比例加入盐酸，静置24小时，得处理液甲；

取处理液甲清液在搅拌下加入工业碳酸钠，直到液体pH值为6.5～7.5，得处理液乙；再按100升处理液乙加入改性瓜尔胶0.35公斤，杀菌剂0.1公斤，助排剂0.1公斤，起泡剂0.5公斤比例，配制压裂液基液600方；

按100升上述基液，加入0.5升混合交联剂(体积比为10份交联剂A比3份交联剂B混合而成)得到冻胶，共配制冻胶560方用于大牛地气田DPT-44井压裂施工。

实例3：

大牛地气田DP90S井压裂返排液进行处理，配制压裂液用于DPH-111井压裂，获得16.7万方/天好的增产效果。

具体应用：

于DP90S井井场收集压裂返排液1500余方，按2.5公斤工业盐酸：100升返排液比例加入盐酸，静置24小时，得处理液甲；

取处理液甲清液在搅拌下加入工业碳酸钠，直到液体pH值为6.5～7.5，得处理液乙；再按100升处理液加入改性瓜尔胶0.35公斤，粘土稳定剂(氯化钾)0.50公斤，杀菌剂0.1公斤，助排剂0.1公斤，配制压裂液基液1300方；

按100升上述基液，加入0.75升混合交联剂(体积比为10份交联剂A比1份交联剂B混合而成)及0.7升助剂得到冻胶，共配制冻胶1200方用于大牛地气田DPH-111井压裂施工。

以上应用实例的化学剂为以下产品：

改性瓜尔胶为山东东营大诚化工有限公司生产羟丙剂瓜尔胶HPG；

杀菌剂为工业甲醛；

助排剂为北京天合富华科技有限公司生产的助排剂DL-12；

起泡剂为新乡市华林化工有限公司生产的起泡剂YFP-1。

Claims

1.一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)收集返排液：收集改性瓜尔胶压裂液的返排液；

(3)碱中和：处理液甲用碱中和得处理液乙；

2.根据权利要求1所述的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，其特征在于步骤(2)中所述的酸化为：加入工业盐酸，加入比例盐酸以重量“公斤”计、返排液以体积“升”计，两者比例为：工业盐酸∶返排液＝0.05～5∶100。

3.根据权利要求2所述的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，其特征在于：工业盐酸∶返排液＝2.5～5∶100，待工业盐酸分散均匀，液体自然沉降，得到处理液甲。

4.根据权利要求1所述的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，其特征在于所述步骤(3)碱中和为：加入碱中和至pH为5～9。

5.根据权利要求1所述的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，其特征在于所述步骤(4)制备基液中：

处理液乙∶改性瓜尔胶∶粘土稳定剂∶杀菌剂∶助排剂∶起泡剂＝100∶0～0.50∶0～2∶0～0.5∶0～1∶0～2。

6.根据权利要求5所述的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，其特征在于所述步骤(4)制备基液中：处理液乙以体积“升”为单位，其它成份以重量“公斤”为单位，按以下比例配方配制基液：

处理液乙∶改性瓜尔胶∶粘土稳定剂∶杀菌剂∶助排剂∶起泡剂＝100∶0.35～0.55∶0～2∶0～0.5∶0～1∶0～1。

7.根据权利要求1所述的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，其特征在于所述步骤(5)制备冻胶为：

基液与交联剂的体积比为100∶0.3～1；

8.根据权利要求1所述的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的酸化为：加入工业盐酸，加入比例盐酸以重量“公斤”计、返排液以体积“升”计，两者比例为：工业盐酸∶返排液＝2.5～5∶100；待工业盐酸分散均匀，液体自然沉降，得到处理液甲；

所述助剂为碳酸钠、氢氧化钠。

9.根据权利要求1-8之一所述的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，其特征在于：

所述步骤(4)制备基液中：

所述其它化学剂包括：粘土稳定剂、杀菌剂、助排剂、起泡剂；其中：

粘土稳定剂为氯化钾或氯化铵；

杀菌剂为甲醛、戊二醛；

助排剂为采油中用于提高压裂液排液性能的化学剂；

起泡剂为提高压裂液泡沫性能的化学剂。

10.根据权利要求9所述的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，其特征在于：

所述步骤(4)制备基液中：

处理液加乙∶改性瓜尔胶∶粘土稳定剂∶杀菌剂∶助排剂∶起泡剂＝100∶0-0.35∶0-0.5∶0.1∶0.1∶0-0.5；

所述助排剂为：40％十二烷基季胺盐、10％脂肪醇聚氧乙烯醚、1％低碳的氟碳表面活性剂和水的复配物；

所述起泡剂为十二烷基硫酸钠、十四烷基磺酸钠和水的复配物。

11.根据权利要求10所述的一种改性瓜尔胶压裂液的重复利用方法，其特征在于：所述改性瓜尔胶不包括低分子瓜尔胶。