CN108373913A - 一种用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，属于石油开采领域。该化学产热高效破胶方法在水力压裂泵注工序中，向正在泵入的压裂液和破胶剂的混合物中加入产热化学剂；在加砂完毕顶替时，继续添加化学产热剂。其能够提高破胶剂与稠化剂破胶反应温度，促进压裂液高效破胶，降低压裂液粘滞伤害。
Description
技术领域
本发明属于石油开采领域，特别涉及一种用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法。
背景技术
水力压裂作为油气增产技术措施己越来越显示出重要性。压裂液的破胶不彻底造成破胶液粘度增加，导致返排率的大幅下降，滞留在地层的破胶液会对岩石孔隙及填砂裂缝的堵塞，造成地层损害。因此需要尽量提高压裂液的破胶能力，提高返排率增大油气导流能力。
常用氧化型破胶剂是过硫酸盐(S2O8 -)，能热分解成高活性硫酸基，破坏聚合物主链，当温度低于52℃时热分解变缓，需要加入低温引发剂才能促进破胶。目前，油气田压裂液越来越多适用聚合物压裂液。聚丙烯酰胺压裂液由于其稠化剂分子主链为碳-碳键，其破胶相对植物胶困难，当储层温度过低时候破胶不彻底表观粘度大，过高时候，破胶后的分子碎片分子量大，残渣大。同时，随着油气井体积压裂的进行，每次压裂都需要加入750kg左右破胶剂(按用液量6000m3/段)，工人搬运量大，施工时混砂工既要操作混砂车加砂又要手动投加破胶剂，劳动强度大。手动投加还会导致加入破胶剂量不均匀，破胶不彻底或者造成施工砂堵。
中国专利公开号：CN 105778882A，提供了一种低温破胶剂，由葡萄糖酸钠、碘化钾、六次甲基四胺、三乙醇胺等化合物聚合而成，只能针对聚合物压裂液体系，并且价格昂贵。中国专利公开号：CN 101781552A，提供了一种生物酶破胶剂及利用其进行水基胍胶压裂破胶的工艺方法，利用生物酶对胍胶压裂液进行低温破胶，效果良好，但其对温度要求严格，只能针对胍胶类压裂液，应用范围有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其能够提高破胶剂与稠化剂破胶反应温度，促进压裂液高效破胶，降低压裂液粘滞伤害。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其特征在于，在水力压裂泵注工序中，向正在泵入的压裂液和破胶剂的混合物中加入产热化学剂；在加砂完毕顶替时，继续添加化学产热剂；其中，压裂液：破胶剂：化学产热剂的质量比为＝100：(0.01-0.04)：(0.03-0.05)。
优选地，具体包括步骤：
步骤1)将破胶剂配入水基料罐中；
步骤2)在水力压裂泵注工序中，破胶剂随着压裂液加注，同时，产热化学剂随着破胶剂加入；
步骤3)加砂完毕顶替时，继续添加化学产热剂。
进一步优选地，在步骤2)中，所加注的破胶剂是浓缩液态破胶剂，是将破胶剂配制为质量浓度为30％～50％的溶液，通过压裂混砂车比例泵吸入。
进一步优选地，在步骤2)中，破胶剂的注入量为90～120L/min。
进一步优选地，在步骤2)中，产热化学剂进行干添投加，加量为0.9～1.2kg/min。
进一步优选地，在步骤3)中，化学产热剂的加量为20～30kg/min。
优选地，所述的化学产热剂为氯化铵与亚硝酸钠的混合物、聚酰亚胺、马来酸酐和邻苯二甲酸酐中的一种或几种。
优选地，所述的破胶剂包括过硫酸铵、抗坏血酸、过硫酸钾的一种或几种。
优选地，所述的压裂液包括胍胶压裂液、黄原胶压裂液、香豆胶压裂液、聚丙烯酰胺类压裂液的一种。
优选地，油气井储层温度低于50℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的适用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，利用水力压裂泵注工序，通过产热化学剂在井下进行产热化学反应，大量反应伴生热提高破胶剂与稠化剂破胶反应温度，促进大分子氧化断链，提高压裂液返排率，促进压裂液高效破胶，从而有效降低了压裂液粘滞伤害，减轻对低渗透油层渗透率的伤害。该方法无毒无害，使用环保安全可靠，对地层无二次伤害，没有增加复杂流程，只是对原来的施工方法进行改进。使用的化工料易得，制备过程简单。
进一步地，通过混砂车比例泵吸取液态破胶剂大幅降低操作工人劳动强度，精确控制了破胶剂的加入比例，降低了压裂施工砂堵风险。
附图说明
图1为常规破胶液扫描电镜照片。
图2为本发明的化学产热破胶液扫描电镜照片。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明提供的一种油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，适用于低温储层：
利用水力压裂泵注工序，通过产热化学剂在井下进行反应，大量反应伴生热提高破胶剂与稠化剂破胶反应温度，促进压裂液高效破胶，降低压裂液粘滞伤害；
其施工工艺是：
①施工前，将破胶剂配入水基料罐中，由于其良好的溶解性(500kg/m310℃)可以将设计用量全部溶解，见表1。
表1过硫酸铵不同温度溶解度表
| 温度/(℃) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 溶解度/(g/L) | 496 | 559 | 616 | 696 | 741 | 781 |
②施工过程中，破胶剂随着压裂液加注，注入量为90～120L/min。
③产热化学剂随着破胶剂加入，进行干添投加，加量为0.9～1.2kg/min。
④加砂完毕顶替时，继续添加化学产热剂，加量为20～30kg/min。
所述的化学产热剂包括胶囊氧化钙、氯化铵与亚硝酸钠的混合物、聚酰亚胺、马来酸苷、邻苯二甲酸苷的一种或几种；
所述的破胶剂包括过硫酸铵、抗坏血酸、过硫酸钾的一种或几种；
所述的压裂液包括胍胶压裂液、黄原胶压裂液、香豆胶压裂液、聚丙烯酰胺类压裂液的一种。
所加注的破胶剂是浓缩液态破胶剂，通过压裂混砂车比例泵吸入。所适用的油气井储层温度低于50℃，常规破胶剂无法正常破胶。
实施例1
室内进行低温破胶试验，试验温度：50℃，向100mL胍胶交联冻胶加入0.04％过硫酸铵，50℃恒温放置12h，破胶液粘度24mPa·s。向相同100mL冻胶中加入0.04％过硫酸铵，加入马来酸苷5g，50℃恒温放置30min，破胶液粘度3mPa·s。分别做扫描电镜进行直观分析，结果如图1(未加入产热化学剂)和图2(加入马来酸苷)所示，结果表明化学产热破胶明显破胶更彻底，分子更小，伤害更小。
实施例2
室内进行低温破胶试验，试验温度：50℃，向100mL疏水缔合物冻胶加入0.04％过硫酸铵，50℃恒温放置720min，破胶液粘度42mPa·s。向相同100mL冻胶中加入0.04％过硫酸铵，加入聚酰亚胺5g，50℃恒温放置48min，破胶液粘度4.8mPa·s。
为了验证本发明的破胶效果，现将某区块实施技术验证应用情况作以下介绍：
区块长7层，前期井下压力温度计测量储层温度为48.6℃，位于该区块同井场两口(某45-21、某45-23)井进行体积压裂施工。该井场从2016年8月3日-2016年8月10日，分别对这两口新井进行光套管体积压裂改造。某45-21井先进行压裂施工，采用疏水缔合压裂液，过硫酸铵破胶剂工人从混砂车手工加入324kg，施工压力波动明显，完成施工作业。某45-23施工前，将312kg过硫酸铵配入水基料罐，施工时通过混砂车比例泵吸取，排量120L/min，同时用干添投加胶囊氧化钙50kg，顶替时投加25kg，施工过程中压力稳定，完成施工。应用情况见表2：
表2技术现场对比应用情况
由表2可以看出，化学产热破胶方法在相同施工参数条件下，精确的加注破胶剂保证了施工的安全稳定性，大幅提高了破胶效果，提高了返排率，降低了工人劳动强度，降低了储层伤害，试排产量是邻井3倍多。
本发明的有益效果是：
1.本发明的良好的产热化学反应，可以提高破胶剂与压裂液稠化剂反应温度，促进大分子氧化断链，提高压裂液返排率，减轻对低渗透油层渗透率的伤害。
2.本发明的液态浓缩破胶剂的加注采用混砂车比例泵吸取，大大降低了工人搬运和手动投加的劳动强度，精确控制了破胶剂加入比例。
3.本发明无毒无害，使用环保安全可靠，对地层无二次伤害，没有增加复杂流程，只是对原来的施工方法进行改进。
4.本发明使用的化工料易得，制备过程简单。
Claims (10)
1.一种用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其特征在于，在水力压裂泵注工序中，向正在泵入的压裂液和破胶剂的混合物中加入化学产热剂；在加砂完毕顶替时，继续添加化学产热剂；其中，压裂液：破胶剂：化学产热剂的质量比＝100：(0.01-0.04)：(0.03-0.05)。
2.如权利要求1所述的用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)，将破胶剂配入水基料罐中；
步骤2)，在水力压裂泵注工序中，破胶剂随着压裂液加注，同时，化学产热剂随着破胶剂加入；
步骤3)，加砂完毕顶替时，继续添加化学产热剂。
3.如权利要求2所述的用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其特征在于，在步骤2)中，所加注的破胶剂是液态破胶剂，是将破胶剂配制为质量浓度为30％～50％的溶液，通过压裂混砂车比例泵吸入。
4.如权利要求2所述的用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其特征在于，在步骤2)中，破胶剂的注入量为90～120L/min。
5.如权利要求2所述的用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其特征在于，在步骤2)中，产热化学剂进行干添投加，加量为0.9～1.2kg/min。
6.如权利要求2所述的用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其特征在于，在步骤3)中，化学产热剂的加量为20～30kg/min。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其特征在于，所述的化学产热剂为氯化铵与亚硝酸钠的混合物、聚酰亚胺、马来酸酐和邻苯二甲酸酐中的一种或几种。
8.如权利要求1～6中任意一项所述的用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其特征在于，所述的破胶剂为过硫酸铵、抗坏血酸和过硫酸钾中的一种或几种。
9.如权利要求1～6中任意一项所述的用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其特征在于，所述的压裂液为胍胶压裂液、黄原胶压裂液、香豆胶压裂液或聚丙烯酰胺类压裂液。
10.如权利要求1所述的用于油气井压裂工艺中化学产热高效破胶方法，其特征在于，油气井的储层温度低于50℃。
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