CN105131932A - 一种利用压裂返排液配制的压裂液及其配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用压裂返排液配制的压裂液及其配制方法，对返排液不进行处理或者简易的处理后直接用于配制压裂液，压裂液由增稠剂和其他助剂组成，与返排液用瓜尔胶增稠剂相配伍的交联剂和交联促进剂，使配方的交联时间1～3min可调，耐温能力≥120℃，体系摩阻比普通羟丙基瓜尔胶压裂液体系降低20%以上，该压裂液配制方法实现了压裂返排液的循环利用，配制的压裂液具有良好的性能。

Description

一种利用压裂返排液配制的压裂液及其配制方法

技术领域

本发明属于油田化学技术领域，涉及一种利用压裂返排液配制的压裂液及其配制方法。

背景技术

压裂技术是低渗透油气田有效开发的重要手段，随着工厂化作业和体积压裂工艺技术的应用，压裂液用量越来越大，产生的压裂返排液越来越多。压裂液返排液造成的环境污染问题也越来越引起人们的广泛关注。

压裂返排液指在压裂施工后从油气井中返排出的残余压裂液，主要包括压裂原胶液及破胶返排液，其成分复杂、化学剂种类多，主要含有稠化剂、硼酸盐类交联剂、表面活性剂、石油类产品及各种添加剂，其次还含有一定量的硫酸盐还原菌、硫化物和总铁等。压裂返排液具有COD值较高、稳定高、黏度高、处理成本高等特点。此类污水若不经过处理而直接外排将会对周围环境，尤其是对农作物及地表水系造成严重污染；压裂返排液若直接进入污水处理系统，处理效果较差，而且水质无法达标回注，甚至会造成系统瘫痪，严重影响生产系统的安全运行。

常规的压裂返排液处理方法包括絮凝沉淀法、生物化学法、高级氧化技术和微电解组合工艺等，这些返排液处理方法或工艺普遍存在药剂用量大、处理成本高、设备投资大、工艺复杂或者操作不便等缺陷。目前还没有一种不处理、或者简易处理后直接回收利用的返排液工艺技术，本发明旨在提供该技术和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用压裂返排液配制的压裂液及其配制方法，该方法操作简单，成本低廉，效果好。

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种利用压裂返排液配制的压裂液，本方法对返排液不进行处理或者简易的处理后直接用于配制压裂液，压裂液其由以下质量分数的成分组成：

余量为压裂返排液，该体系中与返排液用瓜尔胶增稠剂相配伍的交联剂和交联促进剂，使配方的交联时间1～3min可调，耐温能力≥120℃；体系摩阻比普通羟丙基瓜尔胶压裂液体系降低20％以上。该压裂液配方实现了压裂返排液的循环利用，配制的压裂液具有良好的携砂性能。

作为本发明的进一步改进，所述所述特殊改性返排液用瓜尔胶为特殊改性的羟丙基瓜尔胶或羟乙基瓜尔胶或者羧甲基羟丙基瓜尔胶，为抑制瓜尔胶与返排液中交联剂发生作用，本发明适度的增加瓜尔胶交联基团的取代度使瓜尔胶在返排液中能够更好的分散增粘，该瓜尔胶取代度比速溶瓜尔胶常规取代度高5％～1000％，更优的是150％～400％。而且该瓜尔胶分子链上引入耐盐耐硼官能团，减弱瓜尔胶分子与返排液中地层离子和硼离子的作用，增加瓜尔胶增稠剂的水合溶胀速率，使瓜尔胶增稠剂在返排液中快速分散起粘。

作为本发明的进一步改进，所述的防膨剂由溶剂和溶质组成，所述溶质为氯化铵，十二烷基三甲基氯化铵，四甲基氯化铵中的一种或多种，所述溶剂为水或乙醇与水的混合物。

作为本发明的进一步改进，所述的助排剂由溶剂和溶质组成，所述溶质为氟碳、烷基多苷、阴离子表面活性剂中的一种或多种，所述溶剂为水或异丙醇醇与水的混合物。

作为本发明的进一步改进，所述的杀菌剂为甲醛、戊二醛或者四羟甲基硫酸盐中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述的交联促进剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硼酸、硼砂中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述的交联剂是抗温耐矿化度交联剂，主要成分为有机锆类交联剂。

一种利用压裂返排液配制上述压裂液的配制方法，包括以下两步骤：

①搅拌过程中向压裂返排液中加入质量分数为0.35～0.45％的特殊改性返排液用瓜尔胶，搅拌5min后依次加入质量分数分别为0.3～0.5％的防膨剂，0.3～0.5％的助排剂，0.1～0.3％的杀菌剂，搅拌均匀后得到基液，静置30min；

②往基液中同时加入质量分数分别为0.2～0.3％的交联促进剂和0.3～0.4％的交联剂，形成冻胶压裂液，交联时间1～3min可调，耐温能力≥120℃，体系摩阻比普通羟丙基瓜尔胶压裂液体系降低20％以上。

本发明所述的压裂液具有如下所述有益效果：

该压裂液利用压裂返排液直接配制压裂液，解决了压裂返排液量大、水处理成本高、处理流程繁琐的问题，节约现场配液用水，实现了水资源的循环利用；特殊改性返排液用瓜尔胶在返排液中能够快速分散水和溶胀起粘，15min粘度达到最大粘度的90％；该体系交联时间在1～3min可控；交联后冻胶在120℃、170s^-1条件下剪切2h。粘度仍可保持在150mPa·s以上，具有良好的携砂性能；普通羟丙基瓜尔胶应用于返排液中，交联时间短，摩阻高，本发明所述的压裂液体系摩阻比普通羟丙基瓜尔胶压裂液体系降低20％以上；压裂液破胶彻底，破胶后粘度≤5mPa·s。

具体实施方式

取1000ml压裂返排液，把该返排液进行简单的过滤，除去返排液中的支撑剂等机械杂质和一些大块的冻胶；然后把返排液倒入吴茵混调器杯中，搅拌过程中向压裂返排液中加入4.0g特殊改性返排液用瓜尔胶，该瓜尔胶取代度比速溶瓜尔胶常规取代度高400％；搅拌5min后依次加入3.0g防膨剂，3.0g助排剂，1.0g杀菌剂，搅拌均匀后得到基液，静置30min；在搅拌状态下往基液中同时加入2.5g的交联促进剂3.0g交联剂，形成冻胶压裂液，交联时间为2min；用RS6000流变仪测定冻胶耐温耐剪切性能，在120℃、170s^-1条件下剪切2h。粘度保持在150mPa·s左右，具有良好的耐温耐剪切性能。

取1000ml压裂返排液，把该返排液进行简单的过滤，除去返排液中的支撑剂等机械杂质和一些大块的冻胶；然后把返排液倒入吴茵混调器杯中，搅拌过程中向压裂返排液中加入4.5g特殊改性返排液用瓜尔胶，该瓜尔胶取代度比速溶瓜尔胶常规取代度高300％；搅拌5min后依次加入3.0g防膨剂，3.0g助排剂，1.0g杀菌剂，搅拌均匀后得到基液，静置30min；在搅拌状态下往基液中同时加入3.0g的交联促进剂4.0g交联剂，形成冻胶压裂液，交联时间为1.5min；用RS6000流变仪测定冻胶耐温耐剪切性能，在120℃、170s^-1条件下剪切2h。粘度保持在210mPa·s左右，具有良好的耐温耐剪切性能。体系摩阻比普通羟丙基瓜尔胶压裂液体系降低20％以上。该压裂液配方实现了压裂返排液的循环利用，配制的压裂液具有良好的携砂性能。

取1000ml压裂返排液，把该返排液进行简单的过滤，除去返排液中的支撑剂等机械杂质和一些大块的冻胶；然后把返排液倒入吴茵混调器杯中，搅拌过程中向压裂返排液中加入4.5g特殊改性返排液用瓜尔胶，该瓜尔胶取代度比速溶瓜尔胶常规取代度高300％；搅拌5min后依次加入3.0g防膨剂，3.0g助排剂，2.0g杀菌剂，搅拌均匀后得到基液，静置30min；在搅拌状态下往基液中同时加入3.0g的交联促进剂3.0g交联剂，形成冻胶压裂液，交联时间为2min；用RS6000流变仪测定冻胶耐温耐剪切性能，在120℃、170s^-1条件下剪切2h。粘度保持在200mPa·s左右，具有良好的耐温耐剪切性能。

Claims (8)

1.一种利用压裂返排液配制的压裂液，，压裂液由以下质量分数的成分组成：

2.根据权利1所述的一种利用压裂返排液配制的压裂液，所述特殊改性返排液用瓜尔胶为特殊改性的羟丙基瓜尔胶或羟乙基瓜尔胶或者羧甲基羟丙基瓜尔胶或阳离子羟丙基瓜尔胶，为抑制瓜尔胶与返排液中交联剂发生作用，本发明适度地增加瓜尔胶交联基团的取代度使瓜尔胶在返排液中能够更好的分散增粘，该瓜尔胶取代度比速溶瓜尔胶常规取代度高5％～1000％，更优的是150％～400％。

3.根据权利1所述的一种利用压裂返排液配制的压裂液，所述防膨剂由溶剂和溶质组成，所述溶质为氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵中的一种或多种，所述溶剂为水或乙醇与水的混合物。

4.根据权利1所述的一种利用压裂返排液配制的压裂液，所述助排剂由溶剂和溶质组成，所述溶质为氟碳、烷基多苷、阴离子表面活性剂中的一种或多种，所述溶剂为水或异丙醇醇与水的混合物。

5.根据权利1所述的一种利用压裂返排液配制的压裂液，所述杀菌剂为甲醛、戊二醛或者四羟甲基硫酸盐中的一种或多种。

6.根据权利1所述的一种利用压裂返排液配制的压裂液，所述交联促进剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硼酸、硼砂中的一种或多种。

7.根据权利1所述的一种利用压裂返排液配制的压裂液，所述交联剂是抗温耐矿化度交联剂，器主要成分为有机锆类交联剂。

8.根据权利1所述的一种利用压裂返排液配制压裂液的配制方法包括以下两步骤：

①搅拌过程中向压裂返排液中加入质量分数为0.35～0.45％的特殊改性返排液用瓜尔胶，搅拌5min后依次加入质量分数分别为0.3～0.5％的防膨剂，0.3～0.5％的助排剂，0.1～0.3％的杀菌剂，搅拌均匀后得到基液，静置30min；

②往基液中同时加入质量分数分别为0.2～0.3％的交联促进剂和0.3～0.4％的交联剂，形成冻胶压裂液，交联时间1～3min可调，耐温能力≥120℃，体系摩阻比普通羟丙基瓜尔胶压裂液体系降低20％以上。