CN108865105B - 一种低吸附伤害滑溜水体系 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低吸附伤害滑溜水体系，由以下质量百分比的组分组成：0.05‑0.1%降阻剂，0.1‑0.5%助排剂，0.1‑0.3%除吸附剂，其余为水。所述降阻剂是油田常用的线性聚丙烯酰胺，其重均分子量为500‑800万。所述助排剂是阴离子氟碳表面活性剂。所述除吸附剂由以下质量百分比的组分组成：8‑15%尿素，1‑2%SiO2纳米粒子，3‑5%十六烷基硫酸钠，20‑30%乙二醇，其余为水。本发明可以使滑溜水中的聚丙烯酰胺在页岩岩石表面的吸附量显著降低，提高了压裂后的增产效果，滑溜水配方体系中加入除吸附剂后，成本增加小于10%，施工流程无改变，具有广阔的市场应用前景。

Description

一种低吸附伤害滑溜水体系
技术领域
本发明涉及页岩气开发过程中用于压裂增产的滑溜水体系，特别是涉及一种低吸附伤害的滑溜水体系。
背景技术
页岩气作为一种高效清洁、潜力巨大的非常规天然气资源，已成为我国重点开发的能源。我国共有页岩气探矿权区块54个，面积约17×104km2。页岩气储层必须经压裂才能形成工业气流。页岩压裂需要通过注入高排量的流体破裂岩石，形成大量的网络裂缝和携带小粒径的支撑剂进入压开裂缝，具有很好降阻性能的滑溜水是满足大排量施工的首选。滑溜水压裂在相同的作业规模中不但使压裂费用较大型水力压裂减少了65％，而且使页岩气最终采收率提高了20％以上。滑溜水是含有降阻剂的水溶液，其中的降阻剂是分子量在500万的聚丙烯酰胺线性高分子(CN 103333672，CN107057675，CN107236531)。我国页岩储层温度在100-120℃之间，这些大分子量的聚丙烯酰胺进入储层后不会在地层温度下降解，反而会通过分子链上的亲水基团吸附在页岩的岩石表面，最后形成聚团状，堵塞页岩的微小孔吼，严重影响压裂后的效果。所以提高压后效果的重要手段是有效降低降阻剂在储层中的吸附，但是目前还没有文献报到相应的应对措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低吸附伤害滑溜水体系，该体系能有效降低滑溜水中的聚合物在页岩表面的吸附，从而解除滑溜水聚合物对页岩孔喉的堵塞作用，使压裂后的页岩裂缝畅通，提升压裂增产效果，该体系经实验测试，除吸附效果明显，具有广阔的市场应用前景。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
一种低吸附伤害滑溜水体系，由以下质量百分比的组分组成：0.05-0.1％降阻剂，0.1-0.5％助排剂，0.1-0.3％除吸附剂，其余为水。
所述降阻剂是油田常用的线性聚丙烯酰胺，其重均分子量为500-800万。
所述助排剂是阴离子氟碳表面活性剂，所述阴离子氟碳表面活性剂可以是全氟十四烷基硫酸钠。
所述除吸附剂由以下质量百分比的组分组成：8-15％尿素，1-2％SiO2纳米粒子，3-5％十六烷基硫酸钠，20-30％乙二醇，其余为水。
该体系不改变现有施工流程，只是增加了一种液体添加剂，在现场可以很容易地用液添泵添加。
本发明滑溜水中的降阻剂是高分子量的聚丙烯酰胺，分子链上含有大量的酰胺基团，酰胺基团与页岩中的粘土成分发生强烈的物理吸附作用，导致聚丙烯酰胺分子依附在粘土矿物上，使页岩微小的孔隙变小，甚至会在局部地方聚集成团，严重堵塞通道，导致压裂改造后增产效果差。本发明从改变页岩岩石的表面性能和柔顺降阻剂分子链两方面入手，有效降低降阻剂与页岩的作用。本发明除吸附剂中的十六烷基硫酸钠吸附在页岩表面后，改变页岩为亲油性，使得注入的SiO2纳米粒子优先占居在页岩表面，而含有大量亲水基团的降阻剂，几乎不能直接与页岩接触，降低聚丙烯酰胺分子与页岩岩石作用的可能，避免降阻剂在堵塞页岩孔喉的可能性。尿素通过破坏降阻剂分子间的氢键，避免分子间的缠绕，使分子链柔顺，施工结束后容易排出储层。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：所述低吸附伤害滑溜水体系可以使滑溜水中的聚丙烯酰胺在页岩岩石表面的吸附量显著降低，提高了压裂后的增产效果，滑溜水配方体系中加入除吸附剂后，成本增加小于10％，施工流程无改变。
具体实施方式
下面根据实施例进一步说明本发明。
以下所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，本发明并不局限于下述方式，在不脱离本发明原理的前提下所作的进一步改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
对比例
常规滑溜水体系配制，将99.6kg水放入混配罐，加入0.1kg线性聚丙烯酰胺，再加入0.3kg全氟十四烷基硫酸钠，搅拌20min。
实施例1
在小型混配罐中加入40g水，再加入8g尿素和1g SiO2纳米粒子，再加入20g乙二醇，搅拌均匀后再加入3g十六烷基硫酸钠，补加28g水搅拌30min，即得到除吸附剂。
低吸附伤害滑溜水体系配制：将99.52kg水放入混配罐，加入0.08kg线性聚丙烯酰胺，0.2kg除吸附剂，搅拌均匀，再加入0.2kg全氟十四烷基硫酸钠，搅拌20min。
实施例2
在小型混配罐中加入40g水，再加入15g尿素和2g SiO2纳米粒子，再加入30g乙二醇，搅拌均匀后再加入5g十六烷基硫酸钠，补加8g水搅拌30min，即得到除吸附剂。
低吸附伤害滑溜水体系配制：将99.55kg水放入混配罐，加入0.05kg线性聚丙烯酰胺，0.1kg除吸附剂，搅拌均匀，再加入0.3kg全氟十四烷基硫酸钠，搅拌20min。
实施例3
在小型混配罐中加入40g水，再加入10g尿素和1.5g SiO2纳米粒子，再加入25g乙二醇，搅拌均匀后再加入4g十六烷基硫酸钠，补加8g水搅拌30min，即得到除吸附剂。
低吸附伤害滑溜水体系配制：将99.3kg水放入混配罐，加入0.1kg线性聚丙烯酰胺，0.3kg除吸附剂，搅拌均匀，再加入0.3kg全氟十四烷基硫酸钠，搅拌20min。
在实验室测试对比例与实施例的黏度、降阻率和伤害率。伤害率测试采用页岩露头，基于标准《水基压裂液性能评价方法》测试伤害性能，见下表。从表中可以看出，黏度和降阻性能无影响，但是在同样的配方下，滑溜水对岩心的伤害率有很大的降低，表明研制的低吸附伤害滑溜水体系能有效解除降阻剂对页岩的堵塞作用，提高页岩的渗透率。
性能 黏度/mPa·s 降阻率/％ 伤害率/％
对比例 5 72 43
实施例1 5 76 27
实施例2 4.8 73 22
实施例3 5.1 70 26

Claims (2)

1.一种低吸附伤害滑溜水体系，由以下质量百分比的组分组成：0.05-0.1％降阻剂，0.1-0.5％助排剂，0.1-0.3％除吸附剂，其余为水；所述降阻剂是线性聚丙烯酰胺，其重均分子量为500-800万；所述助排剂是阴离子氟碳表面活性剂；所述除吸附剂由以下质量百分比的组分组成：8-15％尿素，1-2％SiO2纳米粒子，3-5％十六烷基硫酸钠，20-30％乙二醇，其余为水。
2.如权利要求1所述的一种低吸附伤害滑溜水体系，其特征在于，所述阴离子氟碳表面活性剂是全氟十四烷基硫酸钠。
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