CN115710491A - 压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方及制备方法，解堵工作液配方以重量百分比计，由如下组分构成：主剂：5‑15%；催化剂：10‑25%；无机助剂：5‑10%；其余为工业去离子水。本发明中的解堵工作液通过将清洗聚合物复合堵塞表面原油，分散并渗透堵塞物，络合无机阳离子，水解微弱酸液，降解聚合物，达到解堵和提高单井产量的目的，实现低渗透、非常规油气藏储层高效开发。同时解堵工作液不影响原油后期乳化分离、不会造成储层酸敏或碱敏，提高单井产量。

Description

压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方及制备方法

技术领域

本发明涉及一种压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液配方及制备方法，属于油气田开发技术领域。

背景技术

低渗透、非常规油气藏分布广泛，鄂尔多斯盆地、四川盆地等均存在典型的低渗透、非常规油气资源，该类油气储集层致密，一般无自然工业产量，水力压裂作为一项重要的增产方式，广泛应用于该类油气开发。与常规压裂相比，低渗透、非常规油气藏采用体积压裂技术，单井压裂液体量大，压裂液、降阻剂等聚合物用量大。在压裂作业期间，压裂过程中，聚合物在高速剪切，流经多孔介质的过程中,由于表面吸附、机械捕集、水动力学捕集和聚合物分子间的相互作用而产生滞留，形成聚合物堵塞。其次，铁离子以不同的形式广泛存在于压裂用水源、管材和储层中（如文献“上扬子区龙马溪组页岩中黄铁矿成因” 中，表明龙马溪组页岩中孔隙类型发育，黄铁矿周围伴有大量晶间有机质孔和铸模孔），铁离子和聚丙烯酰胺基减阻剂之间反应形成复合沉淀堵塞，具有成胶强度大，难降解等特点。因此需要开发压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液，在低渗透、非常规油气藏压裂后，将聚合物和铁离子形成的堵塞物等解除，达到解堵和提高单井产量的目的，为低渗透、非常规油气藏储层高效开发提供新的方法。

中国专利号“CN103881673A”，公开了一种注聚井用氧化破胶剂及其制备方法，所述注聚井用氧化破胶剂包括以下组分：一种注聚井用氧化破胶剂，由以下重量百分含量的组分组成：过硫酸盐氧化剂12-25%，碱性pH调节剂3.1-8.5%，缓蚀剂0.5-2%，互溶剂2-5%，余量为水。中国专利号“CN110982503A”，公开了一种溶解聚合物微球复合解堵酸及其制备方法和应用，所述溶解聚合物微球复合解堵酸的原料组成包括：20.0％-25.0％的壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠，10.0％-20.0％的聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4，15.0％-20.0％的羟基乙酸，14.0％-18.0％的三乙四胺六乙酸，5.0％-8.0％的乙二醇丁醚和余量的水。

以上述专利为代表的聚合物解堵主要针对注水井，主要采用氧化剂解除聚合物堵塞，采用表面活性剂降低油水的界面张力，降低毛细管阻力，螯合成垢阳离子，避免形成二次沉淀。目前针对油井压裂聚合物堵塞研究较少，首先，该类堵塞主要在射孔段及近井地带，由于压裂高速剪切下，孔隙对聚合物的捕集，尽管压裂过程中部分段塞已加入过硫酸盐类破胶剂，但是仍无法避免该类堵塞形成。其次，强酸、强碱类解堵剂可能造成储层酸敏或碱敏，造成储层污染，表面活性剂的加入可能造成原油乳化，导致乳化堵塞，严重影响产量。

为了提高低渗透、非常规油气藏储层整体采收率，实现该类资源高效开发，有必要研发一种压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液，达到解堵和提高单井产量的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方及制备方法。本发明中的解堵工作液通过将清洗聚合物复合堵塞表面原油，分散并渗透堵塞物，络合无机阳离子，水解微弱酸液，降解聚合物，达到解堵和提高单井产量的目的，实现低渗透、非常规油气藏储层高效开发。同时解堵工作液不影响原油后期乳化分离、不会造成储层酸敏或碱敏，提高单井产量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方，其特征在于，以重量百分比计，由如下组分构成：主剂：5-15%；催化剂：10-25%；无机助剂：5-10%；其余为工业去离子水。

所述主剂为α-蒎烯、2,4-戊二酮、1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮，重量百分比计为2-4：3-5：3-5。

所述的主剂为α-蒎烯、2,4-戊二酮、1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮，重量百分比分别计为2:3:3。

所述催化剂为草酸二甲酯、马来酸二甲酯、甲酸乙酯，重量百分比计为1-2：3-5：2-5。

所述的催化剂为草酸二甲酯、马来酸二甲酯、甲酸乙酯，重量百分比分别计为1:4:2.5。

所述无机助剂为氟化氢铵、氯化铵、亚氯酸钠、次氯酸钠，重量百分比计为5-10：15-20：1-5:0-2。

所述的无机助剂为氟化氢铵、氯化铵、亚氯酸钠、次氯酸钠，重量百分比分别计为8:16:1:0。

一种压裂聚合物堵塞物的解堵工作液的制备方法，其特征在于，步骤如下：

a、备料，按重量百分比计，主剂：5-15%；催化剂：10-25%；无机助剂：5-10%；其余为工业去离子水；

b、在常温条件下，在转速设为400-600 rpm/min，将无机助剂加入工业去离子水中，加完后搅拌25-35min；再加入主剂，加完后搅拌50-70min；最后加入催化剂，加完后搅拌50-70min；静置至室温，即生产出解堵工作液。

所述步骤b中，在常温条件下，将工业去离子水加入搅拌釜中，开启电动搅拌机，转速设为500 rpm/min，将无机助剂加入搅拌釜，加完后搅拌30min；加入主剂，加完后搅拌60min；加入催化剂，加完后搅拌60min；静置至室温，即生产出解堵工作液。

采用本发明的优点在于：

1、本发明解堵工作液中，α-蒎烯、2,4-戊二酮具有清洗聚合物表面油污及分散堵塞聚合物作用。草酸二甲酯、马来酸二甲酯、甲酸乙酯在地层高温下分解为酸；氟化氢铵，氯化铵在氢离子存在条件下，地下反应产生盐酸和氢氟酸，具有降解聚合物及与铁垢反应的特点；2,4-戊二酮、1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮具有与铁离子等形成配合物的能力；亚氯酸钠、次氯酸钠高温酸性条件下，产生次氯酸及亚氯酸，具有聚合物分子链断裂，使聚合物的分子量下降，粘度降低。

2、本发明压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液不具有传统的强酸或者强碱的特点，尤其对于酸敏或者碱敏地层，不会造成酸敏、碱敏地层伤害，且不含有表面活性剂，不会与原油乳化，防止乳化堵塞地层。

3、采用本发明解堵工作液，可以防止地面直接采用盐酸、氢氟酸、次氯酸等酸及强氧化剂，通过地下反应形成酸、强氧化剂，水解具有反应温和，缓速效果优良及持续释放性来降解高分子链，降低粘度，有效避免了反应时间短，降解效果差等难题；强氧化剂可杀灭各种微生物、细菌，杀灭硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌(TB)、腐生菌(TGB)等细菌，防止细菌堵塞。

具体实施方式

实施例1

本发明目的是针对低渗透、非常规油气藏储层致密、压裂聚合物及铁等阳离子复合堵塞、单井产量低问题，提供一种压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液配方，解堵工作液通过将清洗聚合物复合堵塞表面原油，分散并渗透堵塞物，络合无机阳离子，水解微弱酸液，降解聚合物，达到解堵和提高单井产量的目的，实现低渗透、非常规油气藏储层高效开发。同时解堵工作液不影响原油后期乳化分离、不会造成储层酸敏或碱敏，提高单井产量。

压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液配方，以重量百分比计，其组分为：主剂：5-15%；催化剂：10-25%；无机助剂：5-10%；其余为工业去离子水。

实施例2

在实施例1的基础上，本发明更优的实施方式是：所述的主剂为α-蒎烯、2,4-戊二酮、1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮，重量百分比分别计为2：5：5。所述的催化剂为草酸二甲酯、马来酸二甲酯、甲酸乙酯，重量百分比分别计为1：4：5。所述的无机助剂为氟化氢铵、氯化铵、亚氯酸钠、次氯酸钠，重量百分比分别计为8：16：1：2，其余为工业去离子水。

实施例3

在实施例1的基础上，本发明更优的实施方式是：所述的主剂为α-蒎烯、2,4-戊二酮、1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮，重量百分比分别计为2：3：3。所述的催化剂为草酸二甲酯、马来酸二甲酯、甲酸乙酯，重量百分比分别计为1：4：5。所述的无机助剂为氟化氢铵、氯化铵、亚氯酸钠、次氯酸钠，重量百分比分别计为8:16:1:2，其余为工业去离子水。

实施例4

在实施例1的基础上，本发明更优的实施方式是：所述的主剂为α-蒎烯、2,4-戊二酮、1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮，重量百分比分别计为2:3:3。所述的催化剂为草酸二甲酯、马来酸二甲酯、甲酸乙酯，重量百分比分别计为1:4:2.5。所述的无机助剂为氟化氢铵、氯化铵、亚氯酸钠、次氯酸钠，重量百分比分别计为8:16:1:2，其余为工业去离子水。

实施例5

在实施例1的基础上，本发明更优的实施方式是：所述的主剂为α-蒎烯、2,4-戊二酮、1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮，重量百分比分别计为2:3:3。所述的催化剂为草酸二甲酯、马来酸二甲酯、甲酸乙酯，重量百分比分别计为1:4:2.5。所述的无机助剂为氟化氢铵、氯化铵、亚氯酸钠、次氯酸钠，重量百分比分别计为8:16:1:0，其余为工业去离子水。

实施例6

第一步：备料，按照占压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液中重量百分比计，主剂：5-15%（α-蒎烯、2,4-戊二酮、1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮）；催化剂：10-25%（草酸二甲酯、马来酸二甲酯、甲酸乙酯）；无机助剂：5-10%（氟化氢铵，氯化铵，亚氯酸钠、次氯酸钠）；其余为工业去离子水。

第二步：在常温条件下，将全部工业去离子水加入搅拌釜中，开启电动搅拌机，转速设为500 rpm/min。将全部无机助剂缓慢搅拌釜，加完后搅拌30min；加入全部主剂，加完后搅拌60min；加入全部的催化剂，加完后搅拌60min；静置至室温，即生产出压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液产品。

实施例7

按照实施例5中配方。

第一步：备料，按照占压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液中重量百分比计，主剂：8%（α-蒎烯、2,4-戊二酮、1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮，重量百分比分别计为2:3:3）；催化剂：15%（草酸二甲酯、马来酸二甲酯，重量百分比分别计为1:4:2.5）；无机助剂：10%（氟化氢铵、氯化铵、亚氯酸钠、次氯酸钠，重量百分比分别计为8:16:1:0）；其余为工业去离子水。

第二步：在常温条件下，将全部工业去离子水加入搅拌釜中，开启电动搅拌机，转速设为500 rpm/min。将全部无机助剂缓慢搅拌釜，加完后搅拌30min；加入全部主剂，加完后搅拌60min；加入全部的催化剂，加完后搅拌60min；静置至室温，即生产出压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液产品。

以下实验用压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液均来自例5。

（1）制备阴离子聚丙烯酰胺（相对分子质量为1 800×10⁴）浓度为2 000 mg/L的滑溜水，加入三氯化铁（50mg/L），水浴加热24h，取350ml，60℃高温高压滤失仪收集滤液1h，取下滤饼，将滤饼上的聚合物刮下，取部分或全部滤饼聚合物，称重m₁，按照质量体积比为1:40加入压裂高速剪切下聚合物堵塞物的解堵工作液，60℃水浴锅反应48h，滤纸过滤称重聚合物净质量m₂，解堵率k=（m₁- m₂）*100%/ m₁，结果如表1所示。

（2）制备瓜胶浓度为3500 mg/L的交联瓜胶（羟丙基瓜胶，交联剂JL-13，交联比100：0.3，均来自长庆化工集团），加入三氯化铁（50mg/L），按照上述方法测量解堵率，结果如表2所示。

表1 聚丙烯酰胺压裂液滤饼实验结果

表2 瓜胶压裂液滤饼实验结果

Claims (9)

1.一种压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方，其特征在于，以重量百分比计，由如下组分构成：主剂：5-15%；催化剂：10-25%；无机助剂：5-10%；其余为工业去离子水。

2.根据权利要求1所述的压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方，其特征在于：所述主剂为α-蒎烯、2,4-戊二酮、1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮，重量百分比计为2-4：3-5：3-5。

3.根据权利要求2所述的压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方，其特征在于：所述的主剂为α-蒎烯、2,4-戊二酮、1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮，重量百分比分别计为2:3:3。

4.根据权利要求1所述的压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方，其特征在于：所述催化剂为草酸二甲酯、马来酸二甲酯、甲酸乙酯，重量百分比计为1-2：3-5：2-5。

5.根据权利要求4所述的压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方，其特征在于：所述的催化剂为草酸二甲酯、马来酸二甲酯、甲酸乙酯，重量百分比分别计为1:4:2.5。

6.根据权利要求1所述的压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方，其特征在于：所述无机助剂为氟化氢铵、氯化铵、亚氯酸钠、次氯酸钠，重量百分比计为5-10：15-20：1-5:0-2。

7.根据权利要求6所述的压裂聚合物堵塞物的解堵工作液配方，其特征在于：所述的无机助剂为氟化氢铵、氯化铵、亚氯酸钠、次氯酸钠，重量百分比分别计为8:16:1:0。

8.一种压裂聚合物堵塞物的解堵工作液的制备方法，其特征在于，步骤如下：

a、备料，按重量百分比计，主剂：5-15%；催化剂：10-25%；无机助剂：5-10%；其余为工业去离子水；

b、在常温条件下，在转速设为400-600 rpm/min，将无机助剂加入工业去离子水中，加完后搅拌25-35min；再加入主剂，加完后搅拌50-70min；最后加入催化剂，加完后搅拌50-70min；静置至室温，即生产出解堵工作液。

9.根据权利要求8所述的压裂聚合物堵塞物的解堵工作液的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，在常温条件下，将工业去离子水加入搅拌釜中，开启电动搅拌机，转速设为500rpm/min，将无机助剂加入搅拌釜，加完后搅拌30min；加入主剂，加完后搅拌60min；加入催化剂，加完后搅拌60min；静置至室温，即生产出解堵工作液。