CN106753310A - 一种复合压裂液体系 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合压裂液体系，该复合压裂液体系由滑溜水、线性胶和交联液组成，以体积百分数计，所述滑溜水、线性胶、交联液的配比分别为：滑溜水20%‑45%、线性胶30%‑60%、交联液15%‑40%。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过将三种压裂液配方混合使用，形成一种复合型压裂液体系，可有效提高低渗致密储层造缝携砂能力。

Description

一种复合压裂液体系
技术领域
本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种适用于低渗致密储层改造的复合压裂液体系及其配制方法。
背景技术
我国低渗致密储层具有应力差异大、黏土矿物含量高、岩层致密和裂缝不发育等特点。在低渗致密储层压裂施工过程中，压裂液性能对压裂作业的成败有重大影响。在压裂施工过程中，压裂液主要有两方面作用，一方面有助于形成裂缝并使之延伸，并在裂缝沿程输送并铺设压裂支撑剂；另一方面在压裂施工结束后，通过破胶以保证压裂液快速返排到地面，净化裂缝，降低对地层的伤害。
随着勘探开发的深入，低渗致密储层开发不断增加，这类储层在压裂施工过程中面临的主要问题是压裂液造缝悬砂性能较弱，因而未能形成复杂裂缝网络，即油气流通道。国内一般采用加砂压裂的方式对储层造缝以提高产量。当前的压裂液虽然种类较多，但造缝携砂能力均有待提高。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种复合压裂液体系，具有较强的造缝携砂能力。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种复合压裂液体系，该复合压裂液体系由滑溜水、线性胶和交联液组成，以体积百分数计，所述滑溜水、线性胶、交联液的配比分别为：滑溜水20%-45%、线性胶30%-60%、交联液15%-40%；
以质量百分数计，所述滑溜水的配方为：降阻剂0.02–0.3%、杀菌剂0.03-0.2%、粘土稳定剂0.01–0.7%、表面活性剂0.02–0.3%、防垢剂0.01-0.2%，余量为水；
以质量百分数计，所述线性胶的配方为：增稠剂0.2-0.7%、降阻剂0.02–0.3%、杀菌剂0.03–0.2%、粘土稳定剂0.01–0.7%、表面活性剂0.02–0.3%、延迟破胶剂0.01-0.2%、低pH值缓冲剂0.05-0.6%，余量为水；
以质量百分数计，所述交联液的配方为：增稠剂0.2-0.7%、降阻剂0.02–0.3%、表面活性剂0.02–0.3%、延迟破胶剂0.01-0.2%、杀菌剂0.03–0.2%、粘土稳定剂0.01–0.7%、高pH值缓冲剂0.05-0.6%、交联剂0.01-1%，余量为水。
所述降阻剂为合成聚合物，所述合成聚合物为部分水解聚丙烯酰胺或为丙烯酰胺共聚物，所述部分水解聚丙烯酰胺的水解度范围60%-90%。
所述杀菌剂分为氧化型、非氧化型、表面活性剂、多功能杀菌剂或复配杀菌剂。氧化型杀菌剂如氯气、二氧化氯、氯溴、溴素、活性溴化物、溴氯二甲基海因等。非氧化型杀菌剂如甲醛、戊二醛、丙烯醛、乙二醛、甲硝唑、硫酸铜等。表面活性剂主要包括季铵盐（1227即十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵等）与季鏻盐(十四烷基三丁基氯化磷，四羟甲基氯化磷等)。多功能杀菌剂包括改性天然气高分子絮凝剂CG-A，阻垢—杀菌—缓蚀型多功能处理剂（WX-3），等等。复配杀菌剂如二硫氰基甲烷+1227，苯酚+有机胺+甲醛，等等。最佳杀菌剂为甲醛。
所述粘土稳定剂为有机阳离子聚合物类或小阳离子季铵盐粘土稳定剂，所述粘土稳定剂的质量百分比为0.08-0.12%。最佳粘土稳定剂为阳离子聚丙烯酰胺。
所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、氟表面活性剂中的至少一种。
所述增稠剂为羟丙基胍胶或羟丙基羧甲基胍胶，所述增稠剂的质量百分比为0.2-0.6%。
所述延迟破胶剂为氧化破胶剂，所述延迟破胶剂的质量百分比为0.02-0.06%。最佳延迟破胶剂为胶囊过硫酸铵。
所述低pH值缓冲剂为磷酸盐类，所述磷酸盐类为磷酸二氢钾、磷酸二氢钠，所述低pH值缓冲剂的质量百分比为0.08-0.15%。
所述高pH值缓冲剂为强碱弱酸盐或碱，所述强碱弱酸盐为碳酸钠或碳酸氢钠，所述碱为氢氧化钠，所述高pH值缓冲剂的质量百分比为0.1-0.4%。
所述交联剂为有机硼，所述交联剂的质量百分比为0.3-0.7%。
本发明旨在提供一种具有较强造缝携砂性能的复合压裂液体系，第一阶段，滑溜水携带少量石英砂压开裂缝，形成一个复杂裂缝网络雏形。第二阶段，利用线性胶继续压开和延伸裂缝，并携带低浓度支撑剂进入裂缝；第三阶段，由于交联液具有较大粘度，能携带高浓度支撑剂泵入至裂缝末端，形成通畅的油气流通道，并实现延迟交联，降低施工摩阻，提高破胶能力，满足造缝和携砂的要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
① 发明通过将三种压裂液配方混合使用，形成一种复合型压裂液体系，该复合压裂液体系已成功应用于低渗致密储层，对低渗致密储层造缝携砂具有重要意义。本发明对油藏保护好，应用前景广，有很好的工业应用和推广价值。
②发明分三个阶段，采用多步骤有序安全完成压裂：
阶段1、首先利用滑溜水在储层内形成裂缝网：即滑溜水携带石英砂压开裂缝，形成形态复杂的细小裂缝，该阶段施工摩阻低，对储层的伤害小；阶段2、线性胶将低浓度支撑剂输送入裂缝，合适的线性胶粘度将有利于形成宽而长的裂缝。适度的缝宽，有利于低浓度支撑剂的铺设。由于线性胶具有相对较高的粘度，可以降低支撑剂的沉降速率，从而产生波及到较远区域的网络导流能力；阶段3、采用交联液携带更大粒径的陶粒进入裂缝网络。交联液具有高粘度，能够悬浮大粒径陶粒，并将其泵送至裂缝末端，迫使地层产生更大的孔隙，裂缝延伸，从而达到扩大孔隙、增加远端导流能力的目的，有效地避免了低粘度导致的支撑剂快速沉降和堵塞问题。交联液滤失小，有利于造长缝宽缝，而在射孔通道和井筒附近，更容易形成足够的裂缝宽度以铺设高浓度支撑剂，并建立整个主裂缝高度的垂向导流能力。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。
实施例1
某新井1#，储层埋深2100m，现场按以下配方配制压裂液，滑溜水450.5m3，线性胶601.4m3，交联液260m3，所述滑溜水、线性胶、交联液的体积百分比为：34.34%：45.84%：19.82%。
以质量百分数计，本实施例中滑溜水配方为：丙烯酰胺共聚物0.1%、甲醛0.03%、阳离子聚丙烯酰胺0.1%、氟表面活性剂0.1%、防垢剂0.01%，水99.66%。
本实施例滑溜水制备方法为：按配方比例加入配液罐，常温搅拌。加入先后顺序为：水、杀菌剂、降阻剂、粘土稳定剂、表面活性剂和防垢剂。制备过程在技术人员指导下完成。
以质量百分数计，本实施例中线性胶配方为：羟丙基羧甲基胍胶0.4%、水解度为60%的部分水解聚丙烯酰胺0.1%、甲醛0.03%、阳离子聚丙烯酰胺0.1%、季铵盐0.1%、胶囊过硫酸铵0.1%、磷酸二氢钠0.2%，水98.97%。
本实施例中线性胶制备方法：按配方比例加入配液罐，常温搅拌。加入先后顺序为：水、杀菌剂、羟丙基羧甲基胍胶、降阻剂、粘土稳定剂、表面活性剂、低pH值缓冲剂和延迟破胶剂。制备过程在技术人员指导下完成。
以质量百分数计，本实施例中交联液配方为：羟丙基胍胶0.5%、丙烯酰胺共聚物0.1%、采用芥酸与N,N-二甲基-1,3-丙二胺物质的量比为1.1：1.3复配而成的非离子表面活性剂0.1%、胶囊过硫酸铵0.03%、甲醛0.03%、阳离子聚丙烯酰胺0.1%、碳酸钠0.2%、有机硼0.4%，水98.54%。
本实施例中交联液制备方法：按配方比例加入配液罐，常温搅拌。加入先后顺序为：水、杀菌剂、胍胶、有机硼交联剂、降阻剂、粘土稳定剂、表面活性剂、高pH值缓冲剂和延迟破胶剂。制备过程在技术人员指导下完成。
该井施工平均排量9.5m3/min，第一阶段，450.5m3滑溜水携带10.6m3的150目石英砂，主要用于形成复杂形态的裂缝；第二阶段，利用601.4m3线性胶继续形成复杂裂缝，并携带50.4m3的40-60目陶粒进入裂缝；第三阶段，260m3交联液携带28m3的20-40目陶粒，由于交联液具有较大粘度，能携带高浓度支撑剂泵入至裂缝末端，有利于形成通畅的油气流通道。现场施工顺利，压力稳定，完成设计加砂量。用油嘴经分离器放喷排液，返排率66%。初期试排日产气0.5~1.2×104m3/d，30天累计产气量31.2×104m3，高于区块平均水平，改造效果良好。
实施例2
某新井2#，储层埋深2541m，现场按以下配方配制压裂液，滑溜水500m3，线性胶531.8m3，交联液382.6m3，所述滑溜水、线性胶、交联液的体积百分比为：35.35%：37.6%：27.05%。
以质量百分数计，本实施例中滑溜水配方为：水解度为90%的部分水解聚丙烯酰胺0.2%、硫酸铜0.09%、阳离子聚丙烯酰胺0.3%、季铵盐0.15%、防垢剂0.06%，水99.2%。
本实施例滑溜水制备方法为：按配方比例加入配液罐，常温搅拌。加入先后顺序为：水、杀菌剂、降阻剂、粘土稳定剂、表面活性剂和防垢剂。制备过程在技术人员指导下完成。
以质量百分数计，本实施例中线性胶配方为：羟丙基胍胶0.45%、丙烯酰胺共聚物0.2%、二氧化氯0.09%、小阳离子季铵盐0.3%、氟表面活性剂0.15%、胶囊过硫酸铵0.16%、磷酸二氢钾0.3%，水98.35%。
本实施例中线性胶制备方法：按配方比例加入配液罐，常温搅拌。加入先后顺序为：水、杀菌剂、胍胶、降阻剂、粘土稳定剂、表面活性剂、低pH值缓冲剂和延迟破胶剂。制备过程在技术人员指导下完成。
以质量百分数计，本实施例中交联液配方为：羟丙基羧甲基胍胶0.55%、丙烯酰胺共聚物0.2%、脱水山梨醇脂肪酯类（司盘Span）0.15%、胶囊过硫酸铵0.16%、季鏻盐0.09%、阳离子聚丙烯酰胺0.3%、氢氧化钠0.3%、有机硼0.42%，水97.83%。
本实施例中交联液制备方法：按配方比例加入配液罐，常温搅拌。加入先后顺序为：水、杀菌剂、胍胶、有机硼交联剂、降阻剂、粘土稳定剂、表面活性剂、高pH值缓冲剂和延迟破胶剂。制备过程在技术人员指导下完成。
该井施工平均排量8.6m3/min，第一阶段，500m3滑溜水携带11.8m3的150目石英砂，主要用于形成复杂形态的裂缝；第二阶段，利用531.8m3线性胶继续形成复杂裂缝，并携带46m3的40-60目陶粒进入裂缝；第三阶段，382.6m3交联液携带31.5m3的20-40目陶粒，由于交联液具有较大粘度，能携带高浓度支撑剂泵入至裂缝末端，有利于形成通畅的油气流通道。总体施工顺利，严格控制排量，实现了设计的加砂规模。用油嘴经分离器放喷排液，返排率55.6%。初期试排日产气0.2~1.2×104m3/d，30天累计产气量26.8×104m3，高于区块平均水平，改造效果良好。
实施例3
某新井3#，储层埋深3070.6m，现场按以下配方配制压裂液，滑溜水520.5m3，线性胶542.4m3，交联液460.6m3，所述滑溜水、线性胶、交联液的体积百分比为：34.17%：35.6%：30.23%。
以质量百分数计，本实施例中滑溜水配方为：丙烯酰胺共聚物0.3%、溴素0.12%、阳离子聚丙烯酰胺0.5%、阴离子磺酸盐型表面活性剂0.3%、防垢剂0.1%，水98.68%。
本实施例滑溜水制备方法为：按配方比例加入配液罐，常温搅拌。加入先后顺序为：水、杀菌剂、降阻剂、粘土稳定剂、表面活性剂和防垢剂。制备过程在技术人员指导下完成。
以质量百分数计，本实施例中线性胶配方为：羟丙基胍胶0.52%、丙烯酰胺共聚物0.3%、氯气0.12%、阳离子聚丙烯酰胺0.5%、氟表面活性剂0.3%、胶囊过硫酸铵0.2%、磷酸二氢钠0.45%，水97.61%。
本实施例中线性胶制备方法：按配方比例加入配液罐，常温搅拌。加入先后顺序为：水、杀菌剂、胍胶、降阻剂、粘土稳定剂、表面活性剂、低PH值缓冲剂和延迟破胶剂。制备过程在技术人员指导下完成。
以质量百分数计，本实施例中交联液配方为：羟丙基羧甲基胍胶0.6%、水解度为80%的部分水解聚丙烯酰胺0.3%、氟表面活性剂0.3%、胶囊过硫酸铵0.2%、甲醛0.12%、阳离子聚丙烯酰胺0.5%、磷酸二氢钾0.4%、有机硼0.5%，水97.08%。
本实施例中交联液制备方法：按配方比例加入配液罐，常温搅拌。加入先后顺序为：水、杀菌剂、胍胶、有机硼交联剂、降阻剂、粘土稳定剂、表面活性剂、高pH值缓冲剂和延迟破胶剂。制备过程在技术人员指导下完成。
该井施工平均排量11m3/min，第一阶段，520.5m3滑溜水携带12m3的150目石英砂，主要用于形成复杂形态的裂缝；第二阶段，利用542.4m3线性胶继续形成复杂裂缝，并携带55m3的40-60目陶粒进入裂缝；第三阶段，460.6m3交联液携带45.6m3的20-40目陶粒，由于交联液具有较大粘度，能携带高浓度支撑剂泵入至裂缝末端，有利于形成通畅的油气流通道。总体施工顺利，施工压力稳定，缝长正常增长，实现了设计的加砂规模。用油嘴经分离器放喷排液，返排率52.8%。初期试排日产气0.4~1.2×104m3/d，30天累计产气量36.5×104m3，高于区块平均水平，改造效果良好。
尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (10)

1.一种复合压裂液体系，其特征在于，该复合压裂液体系由滑溜水、线性胶和交联液组成，以体积百分数计，所述滑溜水、线性胶、交联液的配比分别为：滑溜水20%-45%、线性胶30%-60%、交联液15%-40%；
以质量百分数计，所述滑溜水的配方为：降阻剂0.02–0.3%、杀菌剂0.03-0.2%、粘土稳定剂0.01–0.7%、表面活性剂0.02–0.3%、防垢剂0.01-0.2%，余量为水；
以质量百分数计，所述线性胶的配方为：增稠剂0.2-0.7%、降阻剂0.02–0.3%、杀菌剂0.03–0.2%、粘土稳定剂0.01–0.7%、表面活性剂0.02–0.3%、延迟破胶剂0.01-0.2%、低pH值缓冲剂0.05-0.6%，余量为水；
以质量百分数计，所述交联液的配方为：增稠剂0.2-0.7%、降阻剂0.02–0.3%、表面活性剂0.02–0.3%、延迟破胶剂0.01-0.2%、杀菌剂0.03–0.2%、粘土稳定剂0.01–0.7%、高pH值缓冲剂0.05-0.6%、交联剂0.01-1%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的复合压裂液体系，其特征在于，所述降阻剂为合成聚合物，所述合成聚合物为部分水解聚丙烯酰胺或丙烯酰胺共聚物，所述部分水解聚丙烯酰胺的水解度范围60%-90%。
3.根据权利要求1所述的复合压裂液体系，其特征在于，所述杀菌剂为氧化型、非氧化型、表面活性剂、多功能杀菌剂或复配杀菌剂。
4.根据权利要求1所述的复合压裂液体系，其特征在于，所述粘土稳定剂为有机阳离子聚合物类或小阳离子季铵盐粘土稳定剂，所述粘土稳定剂的质量百分比为0.08-0.12%，所述有机阳离子聚合物为阳离子聚丙烯酰胺。
5.根据权利要求1所述的复合压裂液体系，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、氟表面活性剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的复合压裂液体系，其特征在于，所述增稠剂为羟丙基胍胶或羟丙基羧甲基胍胶，所述增稠剂的质量百分比为0.2-0.6%。
7.根据权利要求1所述的复合压裂液体系，其特征在于，所述延迟破胶剂为氧化破胶剂，所述延迟破胶剂的质量百分比为0.02-0.06%，所述氧化破胶剂为胶囊过硫酸铵。
8.根据权利要求1所述的复合压裂液体系，其特征在于，所述低pH值缓冲剂为磷酸盐类，所述磷酸盐类为磷酸二氢钾、磷酸二氢钠，所述低pH值缓冲剂的质量百分比为0.08-0.15%。
9.根据权利要求1所述的复合压裂液体系，其特征在于，所述高pH值缓冲剂为强碱弱酸盐或碱，所述强碱弱酸盐为碳酸钠或碳酸氢钠，所述碱为氢氧化钠，所述高pH值缓冲剂的质量百分比为0.1-0.4%。
10.根据权利要求1所述的复合压裂液体系，其特征在于，所述交联剂为有机硼，所述交联剂的质量百分比为0.3-0.7%。
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