CN112280549B - 一种纳米乳液及压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纳米乳液及压裂方法，包括以下步骤：步骤S1:主裂缝的形成，先将第一压裂液及支撑剂注入地层，然后将第二压裂液及支撑剂注入地层，形成主裂缝；步骤S2:往地层注入携砂液及支撑剂，进一步造缝；步骤S3:往地层中注入顶替液，将步骤S2所述携砂液替入到裂缝中；步骤S4：焖井之后进行抽汲排液；其中，所述第一压裂液为含纳米乳液的压裂液。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)本发明提供的纳米新型压裂液可以大范围提高裂缝的导流能力，降低油水表界面张力；(2)工艺中使用本发明纳米驱油剂来驱替油藏裂缝中的残余油，驱油效率好。
Description
技术领域
本发明属于石油开采领域，具体涉及一种纳米乳液及压裂方法
背景技术
我国低渗油藏储量非常丰富，但由于低渗油藏普遍埋藏较深、储层孔喉细小、以中孔、小孔为主等客观因素，孔隙间的连通性较差，使得流体不易于在其中流动，需要通过注水的方式进行油藏的开发。同时，由于低渗油田储层黏土矿物含量各不相同，导致储层的敏感性强，部分低渗油藏容易出现注水压力上升快、吸水能力变差、采油井产量下降快等问题。因此，寻求降低注入压力、提高增产增注效果的工艺措施成为保障低渗油藏注水开发的重要任务。
纳米材料被应用于油藏的开发，具有材料来源广、价格便宜、工艺简单、对地层无污染等优点。将分散稳定的纳米材料注入到地层后，纳米颗粒可以吸附在岩石孔道表面，可以将孔道表面已形成的“水膜”驱赶，同时可以将岩石孔道表面反转为强疏水。利用润湿反转的性质可以降低注水压力，且形成的厚度小于“水膜”的纳米颗粒膜能够有效扩大孔隙体积，从而达到降低注入压力、增加注水量、提高产量的目的。油田常用纳米聚硅材料作为降压增注剂，其主要成分为SiO2，将二氧化硅经过一定的化学改性后使其呈现出超强的疏水性，形状类似于球形。与化学剂相比，纳米聚硅材料是一种无毒、无污染的材料，在低渗油藏开采中有着广阔的应用前景，但仍然存在成本较高的问题(每口井需消耗数十吨柴油),柴油作为分散液还有可能带来操作方面的安全隐患。因此，设计可在工艺中应用且成本低的纳米乳液十分重要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种纳米乳液及压裂方法。
具体技术方案如下：
一种压裂液，其不同之处在于，所述压裂液包括以下重量百分比的原料：
0.05％～0.07％降阻剂、0.25％～1％纳米乳液及0.2％～0.25％黏土稳定剂，剩余部分为水，共计100％；
其中，所述纳米乳液由包括以下的原料制备而成：
正丁醇、十六烷基三甲基溴化胺、聚醚及水。
进一步，其不同之处在于，所述降阻剂为EM30。
进一步，所述纳米乳液由包括以下重量百分比的原料制备而成：
10％～12％正丁醇、1％～1.5％十六烷基三甲基溴化胺及1％～2％聚醚，剩余部分为水，共计100％。
一种压裂方法，其不同之处在于，所述改变裂缝导流能力压裂方法包括以下步骤：
步骤S1:主裂缝的形成，先将第一压裂液及支撑剂注入地层，然后将第二压裂液及支撑剂注入地层，形成主裂缝；
步骤S2:往地层注入携砂液及支撑剂，进一步造缝；
步骤S3:往地层中注入顶替液，将步骤S2所述携砂液替入到裂缝中；
步骤S4：焖井之后进行抽汲排液；
其中，所述第一压裂液为上述压裂液。
进一步，所述步骤S2中，往地层注入携砂液之前，先注入第二压裂液，所述第二压裂液由包括以下重量百分比的原料制备：
0.06％～0.07％EM30、0.05％～0.08％助排剂及0.2％～0.25％黏土稳定剂，余量为水，共计100％。
进一步，所述携砂液由包括以下重量百分比的原料进行制备：
0.3％～0.35％EM30S、0.2％～0.25％黏土稳定剂、0.05％～0.08％助排剂及0.4％～0.6％交联剂，余量为水，共计100％。
进一步，所述顶替液为第一压裂液。
进一步，所述步骤S1中，采用的支撑剂为40目～70目；所述步骤S2中，首先采用30目～50目支撑剂，再采用20目～40目支撑剂。
进一步，所述步骤S2中，加砂比依次增加。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)本发明提供的纳米新型压裂液可以大范围提高裂缝的导流能力，降低油水表界面张力；(2)工艺中使用本发明纳米驱油剂来驱替油藏裂缝中的残余油，驱油效率好。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种压裂液，其不同之处在于，所述压裂液包括以下重量百分比的原料：
0.05％～0.07％降阻剂、0.25％～1％纳米乳液及0.2％～0.25％黏土稳定剂，剩余部分为水，共计100％；
进一步，所述压裂液包括以下重量百分比的原料：
0.052％降阻剂、1％纳米乳液及0.2％黏土稳定剂，剩余部分为水，共计100％时，其驱替效果更好，降压效果更佳明显。
其中，所述纳米乳液由包括以下的原料制备而成：
正丁醇、十六烷基三甲基溴化胺(CTMAB)、聚醚及水。
本发明中，术语所述“压裂液”是压裂工艺中的工作液，根据工艺中使用的顺序及作用不同，可以分为前置液、携砂液和顶替液。
进一步，所述降阻剂为EM30。
进一步，所述纳米乳液由包括以下重量百分比的原料制备而成：
10％正丁醇、1％十六烷基三甲基溴化胺、1％聚醚及78％水。
改变裂缝导流能力压裂方法包括以下步骤：
步骤S1:主裂缝的形成，先将第一压裂液及支撑剂注入地层，然后将第二压裂液及支撑剂注入地层，形成主裂缝；
步骤S2:现有的注入排量为5m3，往地层注入携砂液及支撑剂，进一步造缝；
步骤S3:往地层中注入顶替液，将步骤S2所述携砂液替入到裂缝中；
步骤S4：焖井之后进行抽汲排液；
其中，所述第一压裂液为上述压裂液。
本发明中，术语所述“压裂”是以超过地层吸收能力的前置液排量注入井中，在井底附近憋起高压，即在地层中形成裂缝，随着带有支撑剂的液体注入缝中，裂缝逐渐向前延伸，在地层中形成了足够长度，一定宽度和高度的填砂裂缝。
本发明中，在步骤S1中，第一压裂液及第二压裂液作为前置液使用。其作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝，同时还起到一定的降温作用；
将第一压裂液首先注入地层，改变砂岩润湿性，可实现油水渗吸置换，再将第二压裂液进行注入，延伸裂缝，形成主裂缝。
进一步，步骤S1中，采用的支撑剂为40目～70目，段塞打磨孔眼，一定程度上降低总体摩阻，减小井口压力、降低施工难度。以6m3/min-8m3/min的排量注入第一压裂液到井筒内，注入量大概420方～500方。
再次以6m3/min～8m3/min的排量注入第二压裂液，在注入的同时加入5方40～70目的陶粒砂再次进行裂缝的延伸。
本发明中，术语所述“携砂液”将支撑剂带入裂缝中并将砂子放在预定位置上的作用。同时，携砂液也有造缝及冷却地层的作用。
所述步骤S2中，往地层注入携砂液之前，先注入第二压裂液，进一步，所述步骤S2中，首先采用30目～50目支撑剂，再采用20目～40目支撑剂，平均加砂比在10％～15％；携砂液排量设计为6m3/min～8m3/min。
进一步，步骤S2中，加砂比依次增加，前期加入第二压裂液时，加砂比依次分别是5％、8％，后期加入携砂液时，加砂比依次为10％、15％、20％、25％、30％，整个过程的平均加砂比为13.4％；分批加入沙子是为了防止地层出现砂堵。
本发明中，术语“加砂比”指单位体积携砂液或压裂液中支撑剂所占的体积。
在步骤S1形成主裂缝的基础上，步骤S2再通过大排量，大比例的加入携砂液从而增大压裂后缝网的体积约为85％。
所述第二压裂液由包括以下重量百分比的原料制备：
0.06％～0.07％EM30、0.05％～0.08％助排剂及0.2％～0.25％黏土稳定剂，余量为水，共计100％。
进一步，所述第二压裂液由包括以下重量百分比的原料制备：
0.066％EM30、0.05％助排剂及0.25％黏土稳定剂，余量为水，共计100％，该比例下，表面张力最小。
所述携砂液由包括以下重量百分比的原料进行制备：
0.3％～0.35％EM30S、0.2％～0.25％黏土稳定剂、0.05％～0.08％助排剂及0.4％～0.6％交联剂，余量为水，共计100％。
进一步，所述携砂液由包括以下重量百分比的原料进行制备：
0.3％EM30S、0.2％黏土稳定剂、0.05％助排剂、0.4％交联剂及水。
所述顶替液为第一压裂液。
实施例1
1.1配制第一压裂液：
1.1.1合成纳米乳液
按下列重量百分比的原料合成纳米乳液，表中余下部分为水，共计100％。
将液体倒入合成釜内，以转速为110r/min～130r/min为宜搅拌釜内液体，并通氮气进行除氧(6L/min)，搅拌1小时左右；
| 溶液型号 | 正丁醇(％) | CTMAB(％) | 聚醚F127(％) |
| N-1 | 10 | 1 | 1 |
1.1.2不同第一压裂液的配制
所述第一压裂液包括以下重量百分比的原料：
原料中，黏土稳定剂(主要成分为30％氯化胆碱+10％KCl(饱和)+60％去离子水)，然后加水，共计100％；以上范围均为质量比。
其中，所述纳米乳液为N-1型号纳米乳液。
1.2第二压裂液的配制
1.2.1配制不同重量百分比的第二压裂液
按下列重量百分比的原料配制成第二压裂，表中余量为水，共计100％
所述第二压裂液由包括以下重量份数的原料制备：
原料中：助排剂包括下列质量百分比的组分：10％异构十三醇聚氧乙烯醚1307+15％十二烷基苯磺酸钠+75％去离子水；黏土稳定剂包括下列质量百分比的组分：30％氯化胆碱+10％KCl(饱和)，余量为水。
1.3携砂液的配制
按下列重量百分比的原料配制成携砂液，表中余量为水，共计100％。
助排剂的包括下列重量百分比的组分：10％异构十三醇聚氧乙烯醚1307+15％十二烷基苯磺酸钠+75％去离子水；
交联剂包括下列重量百分比的组分：20％十二烷基硫酸钠+20％异丙醇+60％去离子水；
黏土稳定剂包括下列重量百分比的组分：30％氯化胆碱+10％KCl(饱和)+60％去离子水；
实施例2
不同重量百分比的EM30对第一压裂液性能的影响。
减阻率测试：
1、主要仪器及试剂
量筒：20mL，1000mL；
摩阻测试仪：海安县石油科研仪器有限公司；
2、试验方法
(1)清洗、预热摩阻测试仪
向摩阻测试仪的混合罐中注入4L清水，启动摩阻测试仪各传感器，启动螺杆泵，调节流量至0.25m3/h，温度25℃，待温度、流量及压差读数稳定后记下此时压差P，关闭螺杆泵，放掉仪器中的水。重新加入4L清水，重复上述步骤，记下压差P2。若P1、P2之差小于5Pa，则认为仪器已经清洗干净、预热完毕，可以执行，否则重复上述步骤，直到相邻两次压差之差小于5Pa。
(2)测定摩阻压降
向摩阻测试仪的混合罐中注入3980mL清水、8mL助排剂和8mL粘土稳定剂,开动搅拌，搅拌3min。启动螺杆泵，调节流量至0.3m3/h，温度25℃，待温度、流量及压差读数稳定后记下此时压差ΔP。停止螺杆泵，向摩阻测试仪的混合罐中注入4mL降阻剂，开动搅拌，搅拌3min。启动螺杆泵，调节流量至0.3m3/h，温度25℃，待温度、流量及压差读数稳定后记下此时压差ΔPDR。
计算减阻率
表面张力测试：
所需仪器：
1、容量瓶：100mL；
2、JYW-200C型全自动数字张力仪或同类产品：范围0mN/m～200N/m，精度±0.1N/m；
根据中华人民共和国国家标准GB/T5549-2010《表面活性剂－用拉起液膜法测定表面张力》，使用JYW-200C型全自动数字张力仪表/界面张力仪，取样品原液100mL进行表面张力测试。如表1所示。
不同压裂液原液的性能测试结果如表1所示。
表1不同第一压裂液的性能如表1所示
| 表面张力(mN/m) | 减阻率(％) | |
| Y-1 | 26.15 | 73.9 |
| Y-2 | 26.23 | 73.1 |
| Y-3 | 25.98 | 73.5 |
| Y-4 | 26.11 | 73.7 |
| Y-5 | 25.99 | 74.5 |
| 纳米聚硅压裂液 | 27.35 | 65.8 |
表2不同第二压裂液的性能如表2所示
| 表面张力(mN/m) | 减阻率(％) | |
| E-1 | 26.56 | 72.3 |
| E-2 | 26.35 | 72.5 |
| E-3 | 26.41 | 73.4 |
| E-4 | 25.99 | 73.9 |
| E-5 | 26.01 | 74.3 |
第一压裂液驱油效果测试：
驱替实验：其中，驱替实验岩心基本参数如表3所示
表3实验岩心基本参数
| 样号 | H143-22 | H143 | 层位 | 孔隙度，％ |
| 试验温度(℃) | 65 | 0.506 | 长8层 | 9.09 |
驱替实验步骤如下：
其中，实施例1中1.1.2第一压裂液驱替实验结果如表4所示。
表4驱替实验效果
从以上结果可以看出，本发明第一压裂液相较于现有的纳米聚硅压裂液降压率与驱油率效果更好。
实施例3
按下述步骤进行压裂：
步骤S1:主裂缝的形成，先将第一压裂液及支撑剂注入地层，然后将第二压裂液及支撑剂注入地层，形成主裂缝；
步骤S2:往地层先注入第二压裂液，再注入携砂液及支撑剂，进一步造缝，通过大排量，大比例的加入携砂液从而增大压裂后缝网的体积约为85％。
步骤S3:往地层中注入顶替液，将步骤S2所述携砂液替入到裂缝中；
步骤S4：焖井35天之后进行抽汲排液；
选取的第一压裂液为Y-3型号第一压裂液；
选取的第二压裂液为E-4型号第二压裂液；
携砂液采用X-1型号携砂液。
顶替液采用第一压裂液。
具体操作工艺参数如表5所示：
表5工艺参数
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：主裂缝的形成，先将第一压裂液及支撑剂注入地层，然后将第二压裂液及支撑剂注入地层，形成主裂缝；
步骤S2：往地层注入携砂液及支撑剂，进一步造缝；
步骤S3：往地层中注入顶替液，将步骤S2所述携砂液替入到裂缝中；
步骤S4：焖井之后进行抽汲排液；
其中，所述第一压裂液包括以下重量百分比的原料：
0.05%～0.07%降阻剂、0.25%～1%纳米乳液及0.2%～0.25%黏土稳定剂，剩余部分为水，共计100%；
其中，所述纳米乳液由包括以下重量百分比的原料制备而成：
10%～12%正丁醇、1%～1.5%十六烷基三甲基溴化铵、1%～2%聚醚，剩余部分为水，共计100%；
所述降阻剂为EM30；
所述第二压裂液由包括以下重量百分比的原料制备：
0.06%～0.07%EM30、0.05%～0.08%助排剂及0.2%～0.25%黏土稳定剂，余量为水，共计100%；
所述携砂液由包括以下重量百分比的原料进行制备：
0.3%～0.35%EM30S、0.2%～0.25%黏土稳定剂、0.05%～0.08%助排剂及0.4%～0.6%交联剂，余量为水，共计100%；
所述顶替液为第一压裂液。
2.根据权利要求1所述一种压裂方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用的支撑剂为40目～70目；所述步骤S2中，首先采用30目～50目支撑剂，再采用20目～40目支撑剂。
3.根据权利要求1所述一种压裂方法，其特征在于，所述步骤S2中，加砂比依次增加。
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