CN117402603A - 一种渗吸置换功能增产压裂液体系 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种渗吸置换功能增产压裂液体系，所述渗吸置换功能增产压裂液体系，由下述重量百分比的组分组成：0.05‑1.5％乳液压裂液增稠剂，0.1‑0.6％渗吸降粘剂，0.05‑2％黏土稳定剂，0.002‑0.15％破胶剂，以及余量的水。本发明具有提高原油采收率，实现压裂液返排液回收再利用，降低原油乳化后的粘度以及提高产量的优点。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种渗吸置换功能增产压裂液体系。
背景技术
近年来，油气资源需求不断增加，低渗致密油气资源已然成为能源结构中不可或缺的部分。但低渗油藏开发难度大，一般采收率的水平较低，有待进一步提高。与常规油藏相比，低渗致密油储层开发普遍存在的问题是地层压力低，能量低，孔隙度低，渗透率低，非均质性强，部分储层还存在原油粘度高，流度低，且油水易乳化增粘，导致采油过程中流动能力大幅度下降。
低渗致密油储层开发待解决技术问题如下：①致密储层“水平井+体积改造”开发模式采收率较低，亟需进一步提高采收率；②压裂返排液难处理、回收利用率低，不能循环使用，资源浪费；③对于部分原油粘度高且易乳化增粘的致密储层，存在压裂液返排液与原油形成油包水乳液，乳化增粘严重，导致原油在压裂形成的缝网中流动能力下降，最终导致压裂后产量达不到预期效果；④现有高粘压裂液体系破胶后残渣含量高，不利于渗吸；⑤现有高粘压裂液体系抗盐性能差。
目前，单独针对渗吸采油压裂液相关的体系，比如：中国专利申请CN110643343A公开了一种渗吸采油超分子压裂液体系及其应用，所述渗吸采油超分子压裂液体系由下述重量百分比组成的组分组成：0.2～0.7％的超分子压裂液增稠剂，0.05～0.6％的双效剂，0.05～2％的黏土稳定剂，0.05～0.4％的高效破胶剂以及余量的水。该发明制备的渗吸采油超分子压裂液体系用于低渗透致密油储层的渗吸采油作业，不仅可以作为压裂液造缝携砂，其破胶液还可作为渗吸液改变储层基质润湿性，降低油水界面张力，在储层进行渗吸采油，通过压裂和渗吸相结合的方法，不仅提高了低渗透致密油藏的渗吸采收率，也解决了压裂返排液难处理、回收利用率低、资源浪费的问题。但是该发明的渗吸采收率有待进一步提高，破胶液残渣含量有待进一步降低。
原油降粘现有的研究中主要针对储层驱油过程中稠油降粘及在管线输送过程中降粘，降粘压裂液体系相对较少。
中国专利申请CN112358862A公开了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。该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。其稠化剂为常用市面稠化剂，纳米驱油降粘剂为界面张力调节剂(常用表面活性剂)、润湿反转剂(氟碳)、有机溶剂(甲苯、二甲苯、石油醚、柴油、煤油)、大分子表面活性剂(单体A+单体B合成)、助溶剂(乙醇、丙酮、异丙醇、乙二醇)。
上述驱油降粘压裂液存在以下问题：
其纳米驱油降粘剂为多种剂混合，制备相对复杂，还需恒温65℃，制作成纳米级微乳液。此外，纳米驱油降粘剂里面有机溶剂(甲苯、二甲苯、石油醚、柴油、煤油)、助溶剂(乙醇、丙酮、异丙醇、乙二醇)都是易燃化学品，安全隐患大。
因此，开发一种能解决上述技术问题的渗吸置换功能增产压裂液体系是非常必要的。
发明内容
本发明的目的是利用一套压裂液体系实现压裂后原油采收率提高，同时解决压裂液返排液回收再利用以及原油易乳化增粘导致流度降低、产量下降的问题。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种渗吸置换功能增产压裂液体系，由下述重量百分比的组分组成：
0.05-1.5％乳液压裂液增稠剂，
0.1-0.6％渗吸降粘剂，
0.05-2％黏土稳定剂，
0.002-0.15％破胶剂，
以及余量的水。
优选地，所述乳液压裂液增稠剂包括部分水解的改性聚丙烯酰胺或其衍生物。
优选地，所述黏土稳定剂包括氯化钾、氯化铵和季铵盐类有机黏土稳定剂中的至少一种。
优选地，所述破胶剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠和胶囊破胶剂中的至少一种。
优选地，所述渗吸降粘剂包括支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、改性烷醇酰胺和脂肪醇乙氧基化物中的至少一种。
更优选地，所述渗吸降粘剂为支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐与脂肪醇乙氧基化物的混合物。
更优选地，所述支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐在所述渗吸降粘剂中的质量百分比为50-65％。
优选地，所述水的矿化度为0～50000mg/L。
本发明还涉及上述的渗吸置换功能增产压裂液体系的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合均匀即得。
优选地，所述制备方法包括如下步骤：量取500mL配液水倒入1L烧杯中，设置搅拌转速为500转/分钟，称取相应加量的乳液压裂液增稠剂以及其他添加剂，快速将乳液压裂液增稠剂以及各种添加剂加入水中，搅拌1min，即配制成该配方的渗吸置换功能增产压裂液体系。
本发明渗吸置换功能增产压裂液体系的适用水质矿化度为0～50000mg/L。
本发明的有益效果是：
①本发明的渗吸置换功能增产压裂液体系本身为清洁压裂液，破胶液的残渣含量小于20mg/L，降低破胶液中残渣对储层造成的伤害及影响渗吸采油，保证渗吸采油效果。同时具有抗高盐能力，可使用返排水配制。
②本发明制备的渗吸置换功能增产压裂液体系不仅可以作为压裂液造缝携砂，其破胶液还可作为渗吸液渗吸采油，通过压裂渗吸相结合的方法，进一步提高低渗透致密油藏的渗吸采收率。
③对于渗吸采油：渗吸降粘剂具有强润湿性改善能力(破胶液在亲油储层表面接触角小于30°)，一方面通过改善储层表面的润湿性，增强储层表面的亲水性，进而增大毛细管力，使压裂液破胶液进入储层置换原油；另一方面具有较强的界面活性，较低的油水界面张力(油水界面张力在0.01～0.08mN/m范围)，可以降低原油的粘附功，原油更易被置换出来。
④对于原油易乳化增粘问题：原油在储层渗吸降粘剂的强亲水性和低界面张力更有利于形成O/W的乳状液，可以在较低的含水率条件下，形成O/W的乳状液，从而降低油水乳状液粘度；另一方面渗吸降粘剂具有较强的界面活性，可以快速的扩散渗透吸附在胶质沥青质表面，改变其表面本身的润湿性，降低原油的内聚力，拆散聚集态分子，实现降粘，解决原油乳化增粘、压后产量低的问题。
⑤此外，当原油采到地面后，在相对静止条件下，由于渗吸降粘剂的强润湿性，其还可以降低乳状液界面膜强度，加速界面膜破裂，加快油水分离，解决采出液乳化问题。
⑥整个体系都不含易燃等危化品，运输使用安全。
⑦界面张力的降低，在压后采油过程中还可以降低贾敏效应、水锁效应，提高产量。
⑧压裂破胶液可循环使用，进一步提高采收率，避免资源浪费。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
本发明各实施例和对比例的渗吸降粘剂中，支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐为AES，购自山东昌佳化工有限公司；脂肪醇乙氧基化物为异构醇聚醚-9(货号E-1309)，购自江苏省海安石油化工厂。
实施例1
一种渗吸置换功能增产压裂液体系，以其总重量为100％计，其包括：0.6％的乳液压裂液增稠剂(改性聚丙烯酰胺，GAF-RE，四川光亚聚合物化工有限公司)，0.2％的渗吸降粘剂(50％支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐+50％脂肪醇乙氧基化物，记为SJ-1)，0.5％的黏土稳定剂(季铵盐类有机黏土稳定剂，GAF-16，四川光亚聚合物化工有限公司)，0.05％的破胶剂(过硫酸铵，PJ-2，成都科龙化工试剂厂)及余量的配液水。
制备方法：量取500mL配液水(5000mg/L NaCl水溶液)倒入1L烧杯中，设置搅拌转速为500转/分钟，称取相应加量的乳液压裂液增稠剂GAF-RE、渗吸降粘剂SJ-2、黏土稳定剂GAF-16、破胶剂PJ-2，快速将乳液压裂液增稠剂以及各种添加剂加入水中，搅拌1min，即配制成该配方的渗吸置换功能增产压裂液体系。
对比实施例1
一种渗吸置换功能增产压裂液体系，以其总重量为100％计，其包括：0.6％的乳液压裂液增稠剂(改性聚丙烯酰胺，GAF-RE，四川光亚聚合物化工有限公司)，0.5％的黏土稳定剂(季铵盐类有机黏土稳定剂，GAF-16，四川光亚聚合物化工有限公司)，0.05％的破胶剂(过硫酸铵，PJ-2，成都科龙化工试剂厂)及余量的配液水。
制备方法：量取500mL配液水(5000mg/L NaCl水溶液)倒入1L烧杯中，设置搅拌转速为500转/分钟，称取相应加量的乳液压裂液增稠剂GAF-RE、黏土稳定剂GAF-16、破胶剂PJ-2，快速将乳液压裂液增稠剂以及各种添加剂加入水中，搅拌1min，即配制成该配方的渗吸置换功能增产压裂液体系。
按照SY/T 5107-2005《水基压裂液性能评价方法》检测标准对上述实施例1和对比实施例1制备得到的压裂液体系测试以及压裂液破胶液的残渣含量测试、表/界面张力测试。此外，采用接触角测定仪测试压裂液破胶液在亲油岩心薄片上的接触角。具体结果见表1所示。
渗吸采收率测试：
将上述实施例1及对比实施例1制备得到的压裂液体系在80℃高温下破胶，得到破胶液。
使用气测渗透率为20mD的人造岩心(Φ2.5*10cm)饱和原油(80℃下粘度为104.8mPa·s)，记录饱和油的体积V水，在80℃下熟化15d，再将岩心进行造缝。
将压裂液破胶液装入渗吸装置中，再放入准备好的裂缝岩心，在80℃下进行渗吸实验，每隔12h记录岩心内析出的原油体积，直至析出原油体积V油不再变化为止，计算渗吸采收率＝V油/V水×100％，具体结果见下表1所示。
原油乳状液粘度测试：
将上述实施例1及对比实施1例制备得到的压裂液体系在80℃高温下破胶，得到破胶液。
使用Brookfield DV-Ⅱ粘度计(0#转子，6RPM，80℃条件下)测试原油乳状液粘度，先称取4mL上述压裂液体系破胶液装入粘度计测量杯，再称取12mL原油(80℃下粘度104.8mPa·s)装入测量杯，预热30min后，使用手持式乳化分散机，乳化分散10min，测试乳状液粘度。
具体结果见下表1所示。
表1
从上述对比试验可以看出，在确定的油藏温度80℃、配制用水的矿化度(5000mg/LNaCl)、固定所述乳液压裂液增稠剂浓度条件下，随着渗吸降粘剂的加入，渗吸降粘压裂液体系破胶液与经过原油饱和熟化的岩心薄片表面接触角及与确定油藏原油的界面张力大幅度降低，渗吸采收率大幅度提高，且原油与破胶液乳化后乳状液粘度大幅度下降，并且满足压裂液的各项指标，保证压后产量。
实施例2
一种渗吸置换功能增产压裂液体系，以其总重量为100％计，其包括：0.05％的乳液压裂液增稠剂(改性聚丙烯酰胺，GAF-RE，四川光亚聚合物化工有限公司)，0.1％的渗吸降粘剂(50％支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐+50％脂肪醇乙氧基化物，记为SJ-1)，0.15％的黏土稳定剂(季铵盐类有机黏土稳定剂，GAF-16，四川光亚聚合物化工有限公司)，0.002％的破胶剂(过硫酸钾，PJ-1，成都科龙化工试剂厂)及余量的水。
制备方法：量取500mL配液水倒入1L烧杯中，设置搅拌转速为500转/分钟，称取相应加量的乳液压裂液增稠剂GAF-RE、渗吸降粘剂SJ-1、黏土稳定剂GAF-16、破胶剂PJ-1，快速将乳液压裂液增稠剂以及各种添加剂加入水中，搅拌1min，即配制成该配方的渗吸置换功能增产压裂液体系。
实施例3
一种渗吸置换功能增产压裂液体系，以其总重量为100％计，其包括：0.6％的乳液压裂液增稠剂(改性聚丙烯酰胺，GAF-RE，四川光亚聚合物化工有限公司)，0.3％的渗吸降粘剂(55％支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐+45％脂肪醇乙氧基化物，记为SJ-2)，0.5％的黏土稳定剂(季铵盐类有机黏土稳定剂，GAF-16，四川光亚聚合物化工有限公司)，0.05％的破胶剂(过硫酸铵，PJ-2，成都科龙化工试剂厂)及余量的水。
制备方法：量取500mL配液水倒入1L烧杯中，设置搅拌转速为500转/分钟，称取相应加量的乳液压裂液增稠剂GAF-RE、渗吸降粘剂SJ-2、黏土稳定剂GAF-16、破胶剂PJ-2，快速将乳液压裂液增稠剂以及各种添加剂加入水中，搅拌1min，即配制成该配方的渗吸置换功能增产压裂液体系。
实施例4
一种渗吸置换功能增产压裂液体系，以其总重量为100％计，其包括：1.0％的乳液压裂液增稠剂(改性聚丙烯酰胺，GAF-RE，四川光亚聚合物化工有限公司)，0.6％的渗吸降粘剂(60％支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐+40％脂肪醇乙氧基化物，记为SJ-3)，1.0％的黏土稳定剂(氯化钾)，0.1％的破胶剂(过硫酸钠，PJ-3，成都科龙化工试剂厂)及余量的水。
制备方法：量取500mL配液水倒入1L烧杯中，设置搅拌转速为500转/分钟，称取相应加量的乳液压裂液增稠剂GAF-RE、渗吸降粘剂SJ-3、黏土稳定剂KCl、破胶剂PJ-3，快速将乳液压裂液增稠剂以及各种添加剂加入水中，搅拌1min，即配制成该配方的渗吸置换功能增产压裂液体系。
实施例5
一种渗吸置换功能增产压裂液体系，以其总重量为100％计，其包括：1.5％的乳液压裂液增稠剂(改性聚丙烯酰胺，GAF-RE，四川光亚聚合物化工有限公司)，0.4％的渗吸降粘剂(65％支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐+35％脂肪醇乙氧基化物，记为SJ-4)，2.0％的黏土稳定剂(氯化铵，NH4Cl)，0.15％的破胶剂(胶囊破胶剂，PJ-4，陕西森瑞石油技术开发有限公司)及余量的水。
制备方法：量取500mL配液水倒入1L烧杯中，设置搅拌转速为500转/分钟，称取相应加量的乳液压裂液增稠剂GAF-RE、渗吸降粘剂SJ-4、黏土稳定剂NH4Cl、破胶剂PJ-4，快速将乳液压裂液增稠剂以及各种添加剂加入水中，搅拌1min，即配制成该配方的渗吸置换功能增产压裂液体系。
按照SY/T 5107-2005《水基压裂液性能评价方法》检测标准对上述实施例2-5制备得到的压裂液体系测试以及压裂液破胶液的残渣含量测试、表/界面张力测试。此外，采用接触角测定仪测试压裂液破胶液在亲油岩心薄片上的接触角。具体结果见表2所示。
渗吸采收率测试：
将上述实施例2-5制备得到的压裂液体系在80℃高温下破胶，得到破胶液。
使用气测渗透率为20mD的人造岩心(Φ2.5*10cm)饱和原油(80℃下粘度为104.8mPa·s)，记录饱和油的体积V水，在80℃下熟化15d，再将岩心进行造缝。
将压裂液破胶液装入渗吸装置中，再放入准备好的裂缝岩心，在80℃下进行渗吸实验，每隔12h记录岩心内析出的原油体积，直至析出原油体积V油不再变化为止，计算渗吸采收率＝V油/V水×100％，具体结果见下表2所示。
原油乳状液粘度测试：
将上述实施例2-5制备得到的压裂液体系在80℃高温下破胶，得到破胶液。
使用Brookfield DV-Ⅱ粘度计(0#转子，6RPM，80℃条件下)测试原油乳状液粘度，先称取4mL上述压裂液体系破胶液装入粘度计测量杯，再称取12mL原油(80℃下粘度104.8mPa·s)装入测量杯，预热30min后，使用手持式乳化分散机，乳化分散10min，测试乳状液粘度。
具体结果见下表2所示。
表2
对比例1
与实施例5相比，区别仅在于渗吸降粘剂仅为支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，不含脂肪醇乙氧基化物，渗吸降粘剂的用量不变，其余条件均相同。
对比例2
与实施例5相比，区别仅在于渗吸降粘剂仅为脂肪醇乙氧基化物，不含支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，渗吸降粘剂的用量不变，其余条件均相同。
将对比例1和对比例2的压裂液体系采用与各实施例相同的测试方法进行测试，结果如表3所示。
表3
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种渗吸置换功能增产压裂液体系，其特征在于，由下述重量百分比的组分组成：
0.05-1.5％乳液压裂液增稠剂，
0.1-0.6％渗吸降粘剂，
0.05-2％黏土稳定剂，
0.002-0.15％破胶剂，
以及余量的水。
2.根据权利要求1所述的渗吸置换功能增产压裂液体系，其特征在于，所述乳液压裂液增稠剂包括部分水解的改性聚丙烯酰胺或其衍生物。
3.根据权利要求1所述的渗吸置换功能增产压裂液体系，其特征在于，所述黏土稳定剂包括氯化钾、氯化铵和季铵盐类有机黏土稳定剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的渗吸置换功能增产压裂液体系，其特征在于，所述破胶剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠和胶囊破胶剂中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一所述的渗吸置换功能增产压裂液体系，其特征在于，所述渗吸降粘剂包括支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、改性烷醇酰胺和脂肪醇乙氧基化物中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的渗吸置换功能增产压裂液体系，其特征在于，所述渗吸降粘剂为支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐与脂肪醇乙氧基化物的混合物。
7.根据权利要求6所述的渗吸置换功能增产压裂液体系，其特征在于，所述支链化脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐在所述渗吸降粘剂中的质量百分比为50-65％。
8.权利要求1-7任一所述的渗吸置换功能增产压裂液体系的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分混合均匀即得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202210802364.6A CN117402603A (zh) | 2022-07-07 | 2022-07-07 | 一种渗吸置换功能增产压裂液体系 |
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| CN202210802364.6A CN117402603A (zh) | 2022-07-07 | 2022-07-07 | 一种渗吸置换功能增产压裂液体系 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN117402603A true CN117402603A (zh) | 2024-01-16 |
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| CN202210802364.6A Pending CN117402603A (zh) | 2022-07-07 | 2022-07-07 | 一种渗吸置换功能增产压裂液体系 |
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