CN112358862A - 一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及采油工程技术领域，尤其涉及一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液。本发明它按重量百分比由下列成分组成：稠化剂0.15～0.5％，纳米驱油降粘剂0.05～0.2％，交联剂0.2～0.5％，粘土稳定剂0.5～2.0％，pH调节剂0.1～1％，破胶剂0.01～0.05％，杀菌剂0.015～0.05％，余量为水。本发明压裂液主要用于低流度致密油储层压裂改造施工，具有良好的渗吸洗油和降粘作用，可实现低流度致密油储层原油粘度降低70％以上，渗吸洗油效率提高10％以上，具有良好的提高采收率的作用，可提高原油产量2～5倍。
Description
技术领域:
本发明涉及采油工程技术领域，尤其涉及一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液。
背景技术:
随着大庆油田致密油储层勘探开发的深入，渗透率较低、原油粘度较高的致密油储层逐渐增多，孔隙半径一般分布在0.1um以下(流度小于0.1mD/mPa.s)，分布于微纳米孔吼的原油无法流动，尤其是大量微小孔隙内的一定粘度原油无法有效开采动用，造成油井产量低，储层开发效果差。目前应用的常规瓜尔胶压裂液体系，对致密油低流度储层动用程度低、产量递减快，因此，急需开发一种新型压裂液体系以解决上述问题。
罗平亚在“一种季铵盐型表面活性剂压裂液”(专利公开号CN102181279B)中提到一种季铵盐型表面活性剂压裂液，可满足油藏温度高于120℃的高温油气藏的需要，但不具有驱油降粘作用。范华波合成了一种Gemini型表面活性剂(驱油型表面活性剂压裂液的研发与应用[J]，石油与天然气化工，2019,48(1):74-79)，攻关了驱油型表面活性剂压裂液，与常规胍胶压裂液体系比较，具有较好的分散性和润湿改变性能，但不具有降粘功能。崔伟香等在“一种驱油压裂液及其制备方法与应用”(专利申请号CN106905947A)中提到一种不返排压裂液，可提高压后采收率，但此种表面活性剂用量大，且不是针对低流度储层。
目前国内尚无针对低流度超低渗储层的适应性压裂液。本发明压裂液可以明显改善压裂液渗吸洗油及原油降粘性能，改善低流度致密油储层压裂效果，提高压后产能。
发明内容:
本发明的目的是提供一种可以明显改善压裂液渗吸洗油及原油降粘性能，改善低流度致密油储层压裂效果，提高压后产能的适用于低流度致密油储层的压裂液。
本发明可通过如下技术方案来达到：它按重量百分比由下列成分组成：稠化剂0.15～0.5％，纳米驱油降粘剂0.05～0.2％，交联剂0.2～0.5％，粘土稳定剂0.5～2.0％，pH调节剂0.1～1％，破胶剂0.01～0.05％，杀菌剂0.015～0.05％，余量为水。
所述的稠化剂为羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、改性聚丙烯酰胺、粘弹性表面活性剂中的一种或几种，其中优选羟丙基瓜尔胶。
所述的纳米驱油降粘剂，按重量百分比由以下组分构成：界面张力调节剂，5～15％；润湿反转剂，10～20％；有机溶剂，1.5～5％；大分子表面活性剂，3.5～5％；助溶剂，5～10％；水，45～75％。
所述的交联剂为硼砂与葡萄糖酸钠按质量比1:2组成，在90℃、pH值10、通氮气保护条件下的络合反应产物，交联剂的浓度为0.2wt％-0.5wt％。
所述粘土稳定剂为氯化钾或氯化铵。
所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠，调节压裂液pH值为8～10。
所述破胶剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
所述杀菌剂为新洁尔灭。
所述有机溶剂与大分子表面活性剂在助溶剂的作用下形成纳米级液滴，粒径在10nm～100nm。
所述界面张力调节剂由脂肪醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚，腰果酚聚氧乙烯醚，烷基糖苷中的一种或几种组成，其中优选腰果酚聚氧乙烯醚，烷基糖苷。
所述润湿反转剂由氟碳表面活性剂乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂FC130，FC260，FC118中的一种或几种，其中优选FC130。
所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、石油醚中的一种或几种。
所述助溶剂由乙醇、丙酮、异丙醇、乙二醇中的一种或几种。
所述大分子表面活性剂由单体A和单体B聚合而成，单体A的通式为：
式中R、R1和R2相同或不同，代表H或C1～C12烷基；单体B为一种或多种具有亲水基团的不饱和单体，其通式为：
式中M代表H、Na+、K+、C1～C8烷基、C1～C8烷基醚或C1～C8烷基酯。
本发明的作用机理是：针对致密油储层渗透率低、孔喉半径小的储层特征，普通化学助剂很难进入或进入后吸附量过大而造成无法深入到孔隙内部，纳米驱油降粘剂通过将大分子表面活性剂和有机溶剂及助溶剂混合形成溶液，加入水后形成溶胀胶束，形成粒径在10～100纳米的微小液滴，使之顺利进入到地层深处，实现低孔低渗岩心的渗吸驱油。
利用润湿反转剂的润湿反转作用，可改善储层内部润湿性，使岩石表面润湿性由强亲油或弱亲水变为强亲水，进而提高自渗吸洗油效率。有机溶剂作为表面活性剂增溶胶束的内核，可形成纳米级胶束液滴，同时可将表面活性剂锚定在自身周围而不与水分层，在经过岩石表面时减少表面活性剂的吸附。大分子表面活性剂亲水基团在油滴表面形成隔离膜，使得粘度较高原油颗粒在水中保持分散状态，表观黏度大幅度下降，形成的水包油型乳化降粘体系的稳定性好，乳化降粘率高。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的压裂液体系可使形成的纳米级液滴进入到低流度致密油储层基质的深部，动用普通化学助剂无法动用的孔隙原油，同时改变岩石表面润湿性和提高原油在微纳米孔隙中的流度；
(2)本发明的压裂液安全环保，反应条件温和，操作方便，易于工业化生产；
(3)本发明的压裂液体系可实现低流度致密油储层原油粘度降低70％以上，渗吸洗油效率提高10％以上，结合相应工艺方法进行渗吸吞吐采油可提高原油产量2～5倍，同时可有效提高地层原油采收率，满足低流度致密油储层的增产改造需要。
附图说明：
图1本发明实施案例中驱油降粘压裂液流变曲线；图2本发明实施案例中纳米驱油降粘剂的平均粒径；图3本发明实施案例中压裂前后产油对比。
具体实施方式：
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，它按重量百分比由下列成分组成：稠化剂0.15～0.5％，纳米驱油降粘剂0.05～0.2％，交联剂0.2～0.5％，粘土稳定剂0.5～2.0％，pH调节剂0.1～1％，破胶剂0.01～0.05％，杀菌剂0.015～0.05％，余量为水。
所述的稠化剂为羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、改性聚丙烯酰胺、粘弹性表面活性剂中的一种或几种，其中优选羟丙基瓜尔胶。
所述的纳米驱油降粘剂，按重量百分比由以下组分构成：界面张力调节剂，5～15％；润湿反转剂，10～20％；有机溶剂，1.5～5％；大分子表面活性剂，3.5～5％；助溶剂，5～10％；水，45～75％。
所述的交联剂为硼砂与葡萄糖酸钠按质量比1:2组成，在90℃、pH值10、通氮气保护条件下的络合反应产物，交联剂的浓度为0.2wt％-0.5wt％。
所述粘土稳定剂为氯化钾或氯化铵。
所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠，调节压裂液pH值为8～10。
所述破胶剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
所述杀菌剂为新洁尔灭。
所述有机溶剂与大分子表面活性剂在助溶剂的作用下形成纳米级液滴，粒径在10nm～100nm。
所述界面张力调节剂由脂肪醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚，腰果酚聚氧乙烯醚，烷基糖苷中的一种或几种组成，其中优选腰果酚聚氧乙烯醚，烷基糖苷。
所述润湿反转剂由氟碳表面活性剂乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂FC130，FC260，FC118中的一种或几种，其中优选FC130。
所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、石油醚中的一种或几种。
所述助溶剂由乙醇、丙酮、异丙醇、乙二醇中的一种或几种。
所述大分子表面活性剂由单体A和单体B聚合而成，单体A的通式为：
式中R、R1和R2相同或不同，代表H或C1～C12烷基；单体B为一种或多种具有亲水基团的不饱和单体，其通式为：
式中M代表H、Na+、K+、C1～C8烷基、C1～C8烷基醚或C1～C8烷基酯。
所述的大分子表面活性剂的制备方法如下：在带搅拌的反应器中，加入50～90％单体A和10～50％单体B，搅拌下升温至60-80℃，再加入2％的偶氮二异丁腈引发聚合3小时，得到本发明大分子表面活性剂。
所述的纳米驱油降粘剂的制备方法如下：在带搅拌的反应器中将5～10％助溶剂、45～75％清水混合搅拌3分钟，配制成溶液作为溶剂，缓慢加入1.5～5％有机溶剂、5～15％界面张力调节剂、10～20％润湿性反转剂、3.5～5％大分子表面活性剂，在恒温65℃条件下混合均匀，最终形成半透明的纳米级微乳液。
所述一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液的制备方法如下：
将0.15～0.5％羟丙基瓜胶加入到装有一定水量的配液装置中搅拌，待其溶胀后，循环20min，按重量百分比再依次加入0.1～1％pH调节剂、0.015～0.05％杀菌剂、0.5～2.0％粘土稳定剂、0.05～0.2％纳米驱油降粘剂，循环30min直至均匀，形成驱油降粘压裂液基液；同时将质量浓度20～50％的交联剂加入到清水中，混合均匀，形成一定浓度交联液；将交联液按基交比100:1匀速加入到压裂液基液中，同时加入0.01～0.05％破胶剂，并搅拌形成适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液。
实施例1：
本实施方式的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，按重量百分比由以下成分组成：羟丙基瓜尔胶0.25％，纳米驱油降粘剂0.2％，硼砂与葡萄糖的络合产物0.2％，氯化钾0.5％，氢氧化钠0.1％，过硫酸铵0.05％，新洁尔灭0.02％，余量为水。
其中纳米驱油降粘剂的制备方法如下：
在带搅拌的反应器中，加入80mL苯乙烯和20mL甲基丙烯酸，搅拌下升温至65℃，再加入2mL的偶氮二异丁腈引发聚合3小时，得到大分子表面活性剂。
在带搅拌的反应器中将10g异丙醇、70mL清水混合搅拌3分钟，配制成80mL溶液作为溶剂，缓慢加入1.5g柴油、10g腰果酚聚氧乙烯醚、5gFC130、3.5g大分子表面活性剂，在恒温65℃条件下混合均匀，最终形成半透明的纳米级微乳液。
对实施例1制备得到的适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液进行压裂性能测试：采用MARS-III流变仪测试本实施例的驱油降粘压裂液的耐温耐剪切性能，在温度90℃、剪切速率为170s-1条件下剪切70分钟，其结果如图1所示。从图1中可以看出实施例1制备得到的驱油降粘压裂液剪切终粘为89mPa·s，有较好的耐温耐剪切性能，能满足现场施工要求。
本实施方式的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液的制备方法为：
将0.25％羟丙基瓜胶加入到装有一定水量的配液装置中搅拌，待其溶胀后，循环20min，按重量百分比再依次加入0.1％氢氧化钠、0.02％新洁尔灭、0.5％氯化钾、0.2％纳米驱油降粘剂，循环30min直至均匀，形成驱油降粘压裂液基液；同时将质量浓度20％的硼砂与葡萄糖的络合产物加入到清水中，混合均匀，形成一定浓度交联液；将交联液按基交比100:1匀速加入到压裂液基液中，同时加入0.05％过硫酸铵，并搅拌形成适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液。
实施例2：
本实施方式的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，按重量百分比由以下成分组成：羟丙基瓜尔胶0.35％，纳米驱油降粘剂0.15％，硼砂与葡萄糖的络合产物0.3％，氯化钾1％，碳酸钠0.2％，过硫酸钾0.05％，新洁尔灭0.02％，余量为水。
其中纳米驱油降粘剂的制备方法如下：
在带搅拌的反应器中，加入70mL对甲基苯乙烯和30mL甲基丙烯酸甲酯，搅拌下升温至65℃，再加入2mL的偶氮二异丁腈引发聚合3小时，得到大分子表面活性剂。
在带搅拌的反应器中将10g乙醇、70mL清水混合搅拌3分钟，配制成80mL溶液作为溶剂，缓慢加入1.5g甲苯、10g烷基酚聚氧乙烯醚、5gFC130、3.5g大分子表面活性剂，在恒温65℃条件下混合均匀，最终形成半透明的纳米级微乳液。
采用BI-200SM广角激光光散射仪对本实施例中制备的纳米驱油降粘剂进行粒径分析，可得出纳米驱油降粘剂的平均粒径为14.8nm，见图2。
本实施方式的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液的制备方法同实施例1。
实施例3：
本实施方式的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，按重量百分比由以下成分组成：羟丙基瓜尔胶0.45％，纳米驱油降粘剂0.2％，硼砂与葡萄糖的络合产物0.3％，氯化钾1.5％，碳酸钠0.3％，过硫酸铵0.05％，新洁尔灭0.02％，余量为水。
其中纳米驱油降粘剂的制备方法如下：
在带搅拌的反应器中，加入80mL邻甲基苯乙烯和20mL乙烯醇，搅拌下升温至65℃，再加入2mL的偶氮二异丁腈引发聚合3小时，得到大分子表面活性剂。
在带搅拌的反应器中将10g乙二醇、70mL清水混合搅拌3分钟，配制成80mL溶液作为溶剂，缓慢加入1.5g二甲苯、10g烷基糖苷、5gFC130、3.5g大分子表面活性剂，在恒温65℃条件下混合均匀，最终形成半透明的纳米级微乳液。
本实施方式的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液的制备方法同实施例1。
本发明具有驱油降粘功能的压裂液具有提高原油流度，提高渗吸效率的优点。如表1、表2所示，本发明具有驱油降粘功能的压裂液，自渗吸洗油效率17.62％，乳化降粘率75.1％，渗吸效率及降粘效果较常规瓜尔胶压裂液得到显著提高。
该适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液,，应用于三口致密油井现场试验，储层深度2478～2759m，施工压力42～65MP，施工排量4～5m3/min，平均砂比22％，压裂前后增产效果对比见图3。由图3可以看到，与同区块邻井相比，采用驱油降粘压裂液配合闷井工艺，平均单井日产量可增加5倍以上，压后效果显著，可在大庆油田及外围低渗透储层大面积推广应用。
表1驱油降粘压裂液的渗吸洗油实验结果
表2驱油降粘压裂液的降粘实验结果
Claims (14)
1.一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：它按重量百分比由下列成分组成：稠化剂0.15～0.5％，纳米驱油降粘剂0.05～0.2％，交联剂0.2～0.5％，粘土稳定剂0.5～2.0％，pH调节剂0.1～1％，破胶剂0.01～0.05％，杀菌剂0.015～0.05％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的稠化剂为羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、改性聚丙烯酰胺、粘弹性表面活性剂中的一种或几种，其中优选羟丙基瓜尔胶。
3.根据权利要求1所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的纳米驱油降粘剂，按重量百分比由以下组分构成：界面张力调节剂，5～15％；润湿反转剂，10～20％；有机溶剂，1.5～5％；大分子表面活性剂，3.5～5％；助溶剂，5～10％；水，45～75％。
4.根据权利要求1所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的交联剂为硼砂与葡萄糖酸钠按质量比1:2组成，在90℃、pH值10、通氮气保护条件下的络合反应产物，交联剂的浓度为0.2wt％-0.5wt％。
5.根据权利要求1所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的粘土稳定剂为氯化钾或氯化铵。
6.根据权利要求1所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的pH调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠，调节压裂液pH值为8～10。
7.根据权利要求1所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的破胶剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
8.根据权利要求1所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的杀菌剂为新洁尔灭。
9.根据权利要求3所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的有机溶剂与大分子表面活性剂在助溶剂的作用下形成纳米级液滴，粒径在10nm～100nm。
10.根据权利要求3所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的界面张力调节剂由脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、腰果酚聚氧乙烯醚、烷基糖苷中的一种或几种组成，其中优选腰果酚聚氧乙烯醚、烷基糖苷。
11.根据权利要求3所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的润湿反转剂由乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂FC130、FC260、FC118中的一种或几种，其中优选FC130。
12.根据权利要求3所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的有机溶剂为甲苯、二甲苯、石油醚、柴油、煤油中的一种或几种。
13.根据权利要求3所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的助溶剂为乙醇、丙酮、异丙醇、乙二醇中的一种或几种。
14.根据权利要求3所述的一种适用于低流度致密油储层的驱油降粘压裂液，其特征在于：所述的大分子表面活性剂由单体A和单体B聚合而成，单体A的通式为：
式中R、R1和R2相同或不同，代表H或C1～C12烷基；
单体B为一种或多种具有亲水基团的不饱和单体，其通式为：
式中M代表H、Na+、K+、C1～C8烷基、C1～C8烷基醚或C1～C8烷基酯。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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