CN106190086A - 一种用于相变压裂的相变压裂液体系 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于相变压裂的相变压裂液体系，其组分及重量百分比如下：超分子构筑单元10‑40%，超分子功能单元0‑40%，表面活性剂0.5‑2%，无机盐0‑5%，氧化剂0.5‑2%，助溶剂0‑2%，其余为溶剂。所述超分子构筑单元为三聚氰胺、三烯丙基异氰脲酸酯或其混合物。所述超分子功能单元为乙酸乙烯酯、丙烯腈或其混合物。所述溶剂为甲苯、乙基苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯。在压裂施工过程中，首先用常规压裂液将地层压开，然后将相变压裂液注入地层，或者是将该相变压裂液与其他不能相变的液体一起注入地层，相变压裂液中的超分子材料自组装成具有一定强度的固相材料，实现对裂缝的支撑，其施工操作简便、安全、高效。
Description
技术领域
本发明涉及石油开发过程中储层水力压裂增产技术，属于超分子化学、自组装纳米技术研究领域，具体涉及一种基于超分子自组装的相变压裂液体系。
背景技术
水力压裂技术作为油气井增产、水井增注的主要措施已广泛应用在油气田的开发中，为油气田的稳产、稳注做出了重要贡献。水力压裂是通过对目的储层泵注高粘度的前置液，以高压形成裂缝并延展，而后泵注混有支撑剂的携砂液，携砂液可继续延展裂缝，同时携带支撑剂深入裂缝，最好使压裂液破胶降解为低粘度流体流向井底返排而出，在地层中留下一条由支撑剂支撑裂缝壁面所形成的高导流能力的流动通道，以利于油气从远井地层流向井底。
然而从水力压裂技术及其发展上看，目前所有压裂技术都是基于液体压裂液压开裂缝后注入固体支撑剂至水力裂缝后，支撑裂缝保持裂缝张开，从而获得高导流能力的流体通道。2010年斯伦贝谢提出的HIWAY高速通道流动的裂缝导流能力不受支撑剂渗透性的影响，该技术与常规压裂技术相比，同样需要向地层注入固相支撑剂，且工艺实施复杂。
施工过程中，固相支撑剂的注入很容易造成脱砂、砂堵、注不进等，使得施工不能达到预期效果，甚至造成井筒砂堵。石油工作者为此一直致力于低密度高强度支撑剂的研究，目的都是为了使支撑剂容易注入。不管是低密度还是高密度支撑剂，都需要从井口向地层注入固相支撑剂，而常规加砂压裂施工过程中的固相支撑剂会出现注入难、难注入等问题。为了改善压裂施工效果，本发明提供了一种新的施工工艺——不加支撑剂的压裂工艺，具体是向地层注入基于超分子自组装的可相变的超分子压裂液，在地面上压裂液是可流动的液相，注入地层后在地层温度下20-240min后形成固相，实现对裂缝壁面的支撑，从而在地层形成高导流能力的通道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于相变压裂的相变压裂液体系，该相变压裂液在地面配制，其粘度低流动性好，容易注入地层。当该相变压裂液进入储层后在储层温度60～120℃下反应20-240min后，相变压裂液中的超分子材料利用熵驱动有序理论，各组成单元完成自组装成具有一定强度的固相材料，实现对裂缝的支撑。该超分子相变压裂液体系用于相变压裂，其施工操作简便、安全、高效，具有广阔的市场前景。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
一种用于相变压裂的相变压裂液体系，其组分及重量百分比如下：超分子构筑单元10-40％，超分子功能单元0-40％，表面活性剂0.5-2％，无机盐0-5％，氧化剂0.5-2％，助溶剂0-2％，其余为溶剂。
所述超分子构筑单元为三聚氰胺、三烯丙基异氰脲酸酯或其混合物。
所述超分子功能单元为乙酸乙烯酯、丙烯腈或其混合物。
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、吐温20、吐温40、十六烷基三甲基溴化铵其中一种或多种。
所述无机盐为磷酸钠、氯化钙、氯化镁其中一种或多种。
所述氧化剂为双氧水、过硫酸铵或重铬酸钠。
所述助溶剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮或其混合物。
所述溶剂为甲苯、乙基苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯。
在压裂施工过程中，首先用常规压裂液将地层压开，然后将在地面配制好的相变压裂液注入地层，或者是将相变压裂液与其他不能相变的液体(包括地层水、海水、压裂液)一起注入地层。该相变压裂液与地层水、海水、压裂液等混合后不会影响相变压裂液的性质，施工操作简便、安全、高效。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明适用于相变压裂，相变压裂适用于常规砂岩油藏、碳酸盐油藏以及其他复杂油气藏的压裂增产增注改造，与常规水力压力相比，不用向地层中注入固相支撑剂，而是向压出裂缝的地层注入相变压裂液，相变压裂液在地面以及注入过程中是可流动的液相，进入储层后在超分子化学、物理的作用下，相变压裂液形成固相物质支撑裂缝。由于无固相的注入，因此可有效地降低管柱摩阻，对施工设备、地面管线及井口和施工管柱要求降低，有效降低施工成本，同时降低施工风险及安全隐患。相比目前常规水力压裂技术，不用向地层注入固相支撑剂，本发明相变压裂液用于压裂施工操作简便、安全、高效。
具体实施方式
实施例1
先取甲苯50g，然后依次加入三聚氰胺5g，三烯丙基异氰脲酸酯5g，乙酸乙烯酯10g，十二烷基苯磺酸钠1g，双氧水0.5g，聚乙二醇1g。全部置于烧瓶中，在室温下搅拌均匀即完成相变压裂液FfP1配制。
将搅拌均匀的FfP1烧瓶放置于恒温油浴锅中，升温至80～90℃反应0.5-5小时停止加热，取出烧瓶观察FfP1样品中出现了珠装、块状固相物。说明相变压裂液FfP1可用于转相压裂，能实现液相到固相的转变。
实施例2
先取邻二甲苯50g，然后依次加入三聚氰胺12g，乙酸乙烯酯10g，丙烯腈2g，十二烷基苯磺酸钠0.5g，吐温20(0.5g)，磷酸钠2g，过硫酸铵0.5g。在室温下搅拌均匀即完成相变压裂液FfP2配制。
将搅拌均匀的FfP2烧瓶放置于恒温油浴锅中，升温至90～100℃反应0.5-5小时停止加热，取出烧瓶观察FfP2样品中出现了珠装、块状固相物。说明相变压裂液FfP2可用于转相压裂，能实现液相到固相的转变。
实施例3
先取乙基苯50g，然后依次加入三聚氰胺10g，三烯丙基异氰脲酸酯4g，丙烯腈10g，十二烷基苯磺酸钠0.5g，十六烷基三甲基溴化铵0.5g，氯化钙2g，双氧水1g，聚乙烯吡咯烷酮1g。在室温下搅拌均匀即完成相变压裂液FfP3配制。
将搅拌均匀的FfP3，烧瓶放置于恒温油浴锅中，升温至70～80℃反应0.5-5小时停止加热，取出烧瓶观察FfP3样品中出现了珠装、块状固相物。说明相变压裂液FfP3可用于转相压裂，能实现液相到固相的转变。
表1相变压裂液相变后的固相性能
表1数据说明相变后的固相密度低，在地层不易向裂缝底部沉积。长久以来，压裂支撑剂的发展一直是在追求低密度支撑剂(常规支撑剂的体密度大概在1.2～1.6g/cm3、视密度大概在2.7～3g/cm3)，而本发明提供的转相压裂液变相后实现支撑的固相密度极低。本发明提供的转相压裂液变相后实现支撑的固相材料承压后破碎率也低，如果是在地层情况下承压，完全能实现对裂缝的支撑，使压后的储层具有较高的倒流能力。
Claims (9)
1.一种用于相变压裂的相变压裂液体系，其组分及重量百分比如下：超分子构筑单元10-40%，超分子功能单元0-40%，表面活性剂0.5-2%，无机盐0-5%，氧化剂0.5-2%，助溶剂0-2%，其余为溶剂。
2.如权利要求1所述的一种用于相变压裂的相变压裂液体系，其特征在于，所述超分子构筑单元为三聚氰胺、三烯丙基异氰脲酸酯或其混合物。
3.如权利要求1所述的一种用于相变压裂的相变压裂液体系，其特征在于，所述超分子功能单元为乙酸乙烯酯、丙烯腈或其混合物。
4.如权利要求1所述的一种用于相变压裂的相变压裂液体系，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、吐温20、吐温40、十六烷基三甲基溴化铵其中一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种用于相变压裂的相变压裂液体系，其特征在于，所述无机盐为磷酸钠、氯化钙、氯化镁其中一种或多种。
6.如权利要求1所述的一种用于相变压裂的相变压裂液体系，其特征在于，所述氧化剂为双氧水、过硫酸铵或重铬酸钠。
7.如权利要求1所述的一种用于相变压裂的相变压裂液体系，其特征在于，所述助溶剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮或其混合物。
8.如权利要求1所述的一种用于相变压裂的相变压裂液体系，其特征在于，所述溶剂为甲苯、乙基苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一种用于相变压裂的相变压裂液体系，其特征在于，在压裂施工过程中，首先用常规压裂液将地层压开，然后将在地面配制好的所述相变压裂液注入地层，或者是将该相变压裂液与其他不能相变的液体一起注入地层。
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