CN108424758A - 一种防冻型隔离液及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防冻型隔离液及制备方法和应用，包括复合防冻液和共溶剂，复合防冻液和共溶剂质量比为100:1‑2，复合防冻液由三种防冻剂和水组成，三种防冻剂均与水互溶，三种防冻剂和水的质量比为40‑100:10‑60。本发明的配制步骤简易，使用的原材料简单经济，操作过程方便，用于低渗油气藏液态二氧化碳干法压裂与水力压裂协同改造时，没有水合物或堵塞物的生成，并且隔离液基本不改变压裂液的粘度，表现出较好的配伍性，能够在‑51.5℃时不结冰，保持低粘度和低摩阻，具有良好的流动性，即使与水基压裂液混合后仍可耐‑30℃的低温，防冻效果明显，具有重要的实践意义。
Description
技术领域
本发明属于防冻型隔离液技术领域，具体涉及一种防冻型隔离液及制备方法和应用。
背景技术
我国的低渗油气藏具有分布广、储量大的特点，这决定了储层压裂改造技术成为低渗透气藏的首选技术，在老油气田和新低渗透油气田的开发中发挥着不可替代的重要作用。
在一般油气田的压裂改造中，通常使用的是常规水基压裂液，但是在强水敏、低渗油气田方面，会存在底层黏土吸水膨胀，破坏储层的现象，以及压后压裂液回流困难的问题。因此，CO2干法压裂技术作为一种无水压裂技术，正受到越来越广泛的应用。与水基压裂液相比，液态CO2具有独特的物理化学性质，使得CO2干法压裂技术具有对储层伤害小，返排快且彻底，有效降低原油粘度以及更强的储层沟通性等优势。然而，由于液态CO2粘度小，悬砂能力差，滤失量大，不利于压裂造缝，易导致压裂施工失败。
近来，为了解决液态CO2干法压裂悬砂能力差的问题，现场采用了液态CO2干法压裂与水力压裂协同改造的压裂工艺。该工艺综合了液态CO2与水基压裂液的优点，可有效提高低渗透油藏压裂的成功率和储层改造的效果，增加油气产量和油气田最终采收率。然而，在液态CO2干法压裂与水力压裂协同改造过程中，存在一些问题：由于前期注入的液态CO2温度低，致使在水基压裂液后续注入过程中井筒出现了固体堵塞物，严重影响了压裂施工的开展。
为了解决这个问题，需要在注入液态二氧化碳和水基压裂液之间，向井筒中注入一种隔离液，以升高井筒内的温度，保证水基压裂液在后续注入中不会堵塞井筒。
发明内容
本发明的目的是针对液态二氧化碳干法压裂与水力压裂协同改造技术存在的缺点，提供一种防冻型隔离液。
本发明提供的技术方案如下：
一种防冻型隔离液，包括复合防冻液和共溶剂，所述复合防冻液和共溶剂质量比为100:1-2，所述复合防冻液由三种防冻剂和水组成，所述三种防冻剂均与水互溶，三种防冻剂和水的质量比为40-100:10-60。
三种防冻剂为二甲基亚砜、乙二醇和二甘醇，三者的质量比为10-25:20-50: 10-25。
所述共溶剂为XY型一价金属盐。
所述共溶剂为氯化钠、氯化钙或氯化钾。
由以下质量百分比的物质组成，二甲基亚砜10%、乙二醇35%、二甘醇10%、共溶剂1.5%，其余为水。
本发明还提供了一种防冻型隔离液的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）在室温下，将水与三种防冻剂二甲基亚砜、乙二醇和二甘醇按配比混合均匀，搅拌至完全溶解，形成复合防冻液；
步骤2）将配方量的共溶剂加入复合防冻液中，搅拌至完全溶解，即得防冻型隔离液。
步骤1）中先将配方量的乙二醇加入配方量的水中搅拌均匀，再加入配方量的二甘醇和二甲基亚砜。
本发明还提供了一种防冻型隔离液的应用，用于低渗油气藏液态二氧化碳干法压裂与水力压裂协同改造中，在注入完液态二氧化碳后，注入防冻型隔离液进行循环，直至管道温度升至0℃以上，再进行水基压裂。
本发明的有益效果是：
1、本发明的配制步骤简易，所使用的原材料简单经济，操作过程方便，更重要的是，防冻型隔离液与水基压裂液或液态二氧化碳混合后，没有水合物或堵塞物的生成，并且隔离液基本不改变压裂液的粘度，表现出较好的配伍性，能够在-51.5℃时不结冰，保持低粘度和低摩阻，具有良好的流动性，即使与水基压裂液混合后仍可耐-30℃的低温，防冻效果明显，低渗油气藏使用液态二氧化碳干法压裂与水力压裂协同改造时具有重要的实践意义。
2、本发明采用的共溶剂为XY型一价金属盐，优选KCl，增加防冻型隔离液的矿化度，减小对储层的伤害。
下面将做进一步详细说明。
具体实施方式
本发明提供了一种防冻型隔离液，包括复合防冻液和共溶剂，所述复合防冻液和共溶剂质量比为100:1-2，所述复合防冻液由三种防冻剂和水组成，所述三种防冻剂均与水互溶，三种防冻剂和水的质量比为40-100:10-60。
三种防冻剂为二甲基亚砜、乙二醇和二甘醇，三者的质量比为10-25:20-50: 10-25。
实施例1：
本实施例提供了一种防冻型隔离液，由质量比为1:100的共溶剂和复合防冻液组成。
其中，复合防冻液由以下质量百分比的物质组成，二甲基亚砜15%、乙二醇45%、二甘醇15%、水25%。
制备过程：
步骤1）在室温下，将二甲基亚砜、二甘醇、乙二醇和水按照15：15：45：25的质量比称取，然后将乙二醇加入水中搅拌均匀，再依次加入配方量的二甘醇和二甲基亚砜混合均匀，搅拌至完全溶解，形成复合防冻液；
步骤2）将共溶剂与复合防冻液按照1：100的质量比复配，即得防冻型隔离液。
其中，所述共溶剂为XY型一价金属盐。在本实施例中，共溶剂为氯化钾。增加防冻型隔离液的矿化度，减小对储层的伤害。
二甲基亚砜，医药级，60.0%的二甲基亚砜水溶液的冰点为-60.0℃，无锡市亚泰联合化工有限公司。乙二醇，分析纯，60.0%的乙二醇水溶液的冰点为-48.3℃，无锡市亚泰联合化工有限公司。62.0%的二甘醇水溶液的冰点-51.0℃，无锡市亚泰联合化工有限公司。氯化钾，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。
实施例2：
本实施例提供了一种防冻型隔离液，由质量比为1.5:100的共溶剂和复合防冻液组成。
其中，复合防冻液由以下质量百分比的物质组成，二甲基亚砜20%、乙二醇45%、二甘醇10%、水25%。
制备过程：
步骤1）在室温下，将二甲基亚砜、二甘醇、乙二醇和水按照20：10：45：25的质量比称取，然后将乙二醇加入水中搅拌均匀，再依次加入配方量的二甘醇和二甲基亚砜混合均匀，搅拌至完全溶解，形成复合防冻液；
步骤2）将共溶剂与复合防冻液按照1.5：100的质量比复配，即得防冻型隔离液。
其中，所述共溶剂为氯化钠、氯化钙或氯化钾。增加防冻型隔离液的矿化度，减小对储层的伤害。
在本实施例中，共溶剂为氯化钠。
实施例3：
本实施例提供了一种防冻型隔离液，由质量比为1.5:100的共溶剂和复合防冻液组成。
其中，复合防冻液由以下质量百分比的物质组成，二甲基亚砜15%、乙二醇40%、二甘醇20%、水25%。
制备过程：
步骤1）在室温下，将二甲基亚砜、二甘醇、乙二醇和水按照10：20：40：25的质量比称取，然后将乙二醇加入水中搅拌均匀，再依次加入配方量的二甘醇和二甲基亚砜混合均匀，搅拌至完全溶解，形成复合防冻液；
步骤2）将共溶剂与复合防冻液按照2：100的质量比复配，即得防冻型隔离液。
其中，所述共溶剂为氯化钠、氯化钙或氯化钾。增加防冻型隔离液的矿化度，减小对储层的伤害。
在本实施例中，共溶剂为氯化钾。
实施例4：
本实施例对实施例1-实施例3制备的防冻型隔离液进行低温防冻试验。
实施例1-3所得的防冻型隔离液的防冻效果，可通过测试隔离液在超低温水浴中的冰点获得，防冻型隔离液的界面张力、摩阻和粘度，可分别通过界面张力仪、摩阻仪和六速旋转粘度计测得，具体数据如表1：
表1
注：测定摩阻系数时的流量是0.3m3/h，温度是27.3℃。
测定防冻型隔离液粘度时的转速是300rpm。
由表1可以看出，本产品具有良好的防冻性，可承受-40℃以下的低温，同时具有低摩阻和低粘度的特点。
实施例4：
本实施例提供了一种防冻型隔离液的应用，用于低渗油气藏液态二氧化碳干法压裂与水力压裂协同改造中，在注入完液态二氧化碳后，注入防冻型隔离液进行循环，直至管道温度升至0℃以上，再进行水基压裂。
低渗油气藏液态二氧化碳干法压裂与水力压裂协同改造中，前置液态二氧化碳压裂后，管线温度在-30℃左右，若此时注入水基压裂液会导致结冰冰堵，因此，在注入完液态二氧化碳后，注入防冻隔离液进行循环直至管道温度升至0℃以上，再进行水基压裂，实现了一套压裂设备完成二氧化碳前置增能压裂施工，达到降本增效，优质高效施工的目的。
将防冻型隔离液注入液态二氧化碳和水基压裂液之间，以升高井筒内的温度，保证水基压裂液在后续注入中不会堵塞井筒。
综上所述，本发明工艺简单，反应条件易控，所得防冻型隔离液与水基压裂液、液态二氧化碳混合后，无水合物或堵塞物生成，并且隔离液基本不改变压裂液的粘度，表现出较好的配伍性，能够在-51.5℃时不结冰，保持低粘度和低摩阻，具有良好的流动性，即使与水基压裂液混合后仍可耐-30℃的低温，防冻效果明显，用于低渗油气藏使用液态二氧化碳干法与水力压裂协同改造。
本实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，此处不再一一详细说明。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种防冻型隔离液，其特征在于：包括复合防冻液和共溶剂，所述复合防冻液和共溶剂质量比为100:1-2，所述复合防冻液由三种防冻剂和水组成，所述三种防冻剂均与水互溶，三种防冻剂和水的质量比为40-100:10-60。
2. 根据权利要求1所述的一种防冻型隔离液，其特征在于：三种防冻剂为二甲基亚砜、乙二醇和二甘醇，三者的质量比为10-25:20-50: 10-25。
3.根据权利要求1所述的一种防冻型隔离液，其特征在于：所述共溶剂为XY型一价金属盐。
4.根据权利要求1或3所述的一种防冻型隔离液，其特征在于：所述共溶剂为氯化钠、氯化钙或氯化钾。
5.根据权利要求2所述的一种防冻型隔离液，其特征在于：由以下质量百分比的物质组成，二甲基亚砜10%、乙二醇35%、二甘醇10%、共溶剂1.5%，其余为水。
6.根据权利要求2所述的一种防冻型隔离液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）在室温下，将水与三种防冻剂二甲基亚砜、乙二醇和二甘醇按配比混合均匀，搅拌至完全溶解，形成复合防冻液；
步骤2）将配方量的共溶剂加入复合防冻液中，搅拌至完全溶解，即得防冻型隔离液。
7.根据权利要求6所述的一种防冻型隔离液的制备方法，其特征在于：步骤1）中先将配方量的乙二醇加入配方量的水中搅拌均匀，再加入配方量的二甘醇和二甲基亚砜。
8.根据权利要求2所述的一种防冻型隔离液的应用，其特征在于：用于低渗油气藏液态二氧化碳干法压裂与水力压裂协同改造中，在注入完液态二氧化碳后，注入防冻型隔离液进行循环，直至管道温度升至0℃以上，再进行水基压裂。
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