CN1309800C - 一种次生热及次生泡沫压裂液 - Google Patents

一种次生热及次生泡沫压裂液 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种次生热及次生泡沫压裂液。现有压裂液在低温和低压油层应用时存在以下缺点：1.由于温度低、地层压力小，液体破胶不彻底、返排率低。2.液体对地层降温幅度大，温度低于地层原油的结蜡点后易导致地层结蜡，造成对地层的堵塞。本发明由基液和反应液组成，基液为瓜尔胶或纤维素、亚硝酸钠、硝酸铵、起泡剂和水等。反应液为焦锑酸钾、柠檬酸和水；基液和反应液以容积比为100∶5-12c(c为单位容积份)的比例进行反应。本发明的压裂液在低温、低压油层可促进液体破胶、降粘，提高返排效率、预防地层结蜡。

Description

一种次生热及次生泡沫压裂液
一、技术领域：
本发明涉及一种用于油井为2000米以内中低温油层的水力压裂工艺中的压裂液，具体说是一种次生热及次生泡沫压裂液。
二、技术背景：
在现有技术中，水力压裂就是利用地面高压泵组，将化学交联的高粘冻胶液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，随即在井底附近憋起高压。此压力超过井壁附近地应力及岩石的抗张强度后，在地层中形成裂缝。如果在高粘液体中带有石英砂、陶粒等支撑剂，停泵后，高粘液体随着地层温度的升高而破胶、粘度大大下降，并在地层压力挤压作用下返出地面；而支撑剂则留在地层、在地层中形成具有足够长度、一定宽度和高度的填砂裂缝。填砂裂缝具有很高的渗滤能力，可以大大改善油层的渗透性，使油气畅通，起到增产的作用。
现有压裂液在低温和低压油层应用时存在以下缺点：1、由于温度低、地层压力小，液体破胶不彻底、返排率低。2、液体对地层降温幅度大，温度低于地层原油的结蜡点后易导致地层结蜡，造成对地层的堵塞。
三、发明内容：
本发明的目的在于提供一种在低温、低压油层可促进液体破胶、降粘，提高返排效率、预防地层结蜡的次生热及次生泡沫压裂液。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种次生热及次生泡沫压裂液，其特殊之处在于：本发明由基液和反应液组成，
基液的配方和配比为(b为单位重量份)：
    瓜尔胶：4-8b、         亚硝酸钠：50-120b、
    硝酸铵：60-150b、      起泡剂：5-20b、
    水：700-900b。
反应液的配方和配比为(b为单位重量份)：
焦锑酸钾：10-20b、柠檬酸：200-300b、水：650-800b。基液和反应液以容积比为100c∶5-12c(c为单位容积份)的比例进行反应。
一种次生热及次生泡沫压裂液，其特特殊之处在于：本发明由基液和反应液组成，
基液的配方和配比为(b为单位重量份)：
    纤维素：4-10b、         亚硝酸钠：50-120b、
    硝酸铵：60-150b、       起泡剂：5-20b、
    水：700-900b。
反应液的配方和配比为(b为单位重量份)：
    柠檬酸：200-300b、水：650-800b。。
基液和反应液以容积比为100c∶5-12c(c为单位容积份)的比例行反应。
上述发明的基液的配方可加入(b为单位重量份)：
原油破乳剂：1-3b、      杀菌剂：0.5-1b、
粘土稳定剂：3-5b。
本发明相对于现有技术相比，其从配方上作了根本上的改进，因而具有以下几个优点：
1、本压裂液反应时释放的热量可促进在低温油层的液体破胶、降粘。
2、本压裂液反应时释放的热量和气体增加了地层的压力，同时在液体由地层进入井筒后，其中的惰性气体会因压力的降低而造成液体的膨胀而形成较低密度的泡沫，促使液体更有效排出地面。
3、本压裂液反应时释放的热量可避免地层温度大幅降低、预防和解除地层结蜡。
四、具体实施方式：
水力压裂就是利用地面高压泵组，将化学交联的高粘冻胶液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，随即在井底附近憋起高压。此压力超过井壁附近地应力及岩石的抗张强度后，在地层中形成裂缝。如果在高粘液体中带有石英砂、陶粒等支撑剂，停泵后，高粘液体随着地层温度的升高而破胶、粘度大大下降，并在地层压力挤压作用下返出地面；而支撑剂则留在地层、在地层中形成具有足够长度、一定宽度和高度的填砂裂缝。填砂裂缝具有很高的渗滤能力，可以大大改善油层的渗透性，使油气畅通，起到增产的作用。
目前的水力压裂液进入地层后，由于中低温油层的地层原始温度一般在60℃以下，其与地层的热交换慢，压裂液在数小时内一般不会超过40℃、甚至在冬季施工时会低于20℃，一方面容易导致液体破胶不彻底、难以返排；另一方面，由于原油的析蜡点大都低于25℃甚至更低，容易形成地层结蜡，造成对地层的堵塞。
而在低渗、特低渗油层的地层压力普遍较低，大部分的压力系数小于1.0，低于水力压裂液返排液的比重，造成返排液在油井井筒中形成正压、不易返排。
本发明针对上述情况，其具体实施例1为：
本发明的次生热及次生泡沫压裂液，由基液和反应液组成，其中基液每吨含5Kg的瓜尔胶、50Kg的亚硝酸钠、80Kg的硝酸铵、6kg的起泡剂，其它为水。反应液每吨含15Kg焦锑酸钾，250Kg柠檬酸，其它为水。基液和反应液以100公升∶10公升进行反应。其中瓜尔胶为增稠剂，用于反应交联后形成携砂液，亚硝酸钠和硝酸铵为反应提供气体和热量的化学物质，其化学反应式为：
在此反应中，每公升压裂液释放的热量和气体可分别达到1.0×105-1.0×106J和20-50公升。压裂液释放的热量可使体系温度相比普通水力压裂液的温度上升30-60℃。起泡剂是用于产生稳定的泡沫的必备物质，其反应中的惰性气体(N2)会因压力的降低而造成液体的膨胀而与起泡剂形成较低密度的泡沫，使油井井筒内的液体比重低于地层的压力系数、在井筒内形成负压，促使液体更有效排出地面。
反应液中的焦锑酸钾用于和瓜尔胶产生交联反应而形成粘度更高的冻胶，柠檬酸为亚硝酸钠和硝酸铵的反应提供氢离子。
在压裂液中还可加入2Kg的原油破乳剂、0.5Kg的杀菌剂、5Kg的粘土稳定剂；原油破乳剂、杀菌剂、粘土稳定剂是油井水力压裂中常用的添加剂。
具体实施例2为：
本发明的次生热及次生泡沫压裂液，由基液和反应液组成，基液的配方和配比为：
    纤维素：7kg、          亚硝酸钠：50kg、
    硝酸铵：80kg、         起泡剂：10kg、
    水：850kg。
反应液的配方和配比为：
    柠檬酸：250kg、水：750kg。。
基液和反应液以容积比为100公升∶10公升的比例进行反应。在此压裂液中的纤维素为羟乙基纤维素。因为用纤维素作为携砂液的增稠剂，所以在反应液中无需焦锑酸钾。其它反应与实施例1相同。
具体实施例3为：
本发明的次生热及次生泡沫压裂液，由基液和反应液组成基
液的配方和配比为：
        瓜尔胶：4.5kg、     亚硝酸钠：120kg、
    硝酸铵：150kg、    起泡剂：5kg、
    水：720kg。
反应液的配方和配比为：
焦锑酸钾：10kg、柠檬酸：200kg、水：800kg。基液和反应液以容积比为100公升∶8公升的比例进行反应。
具体实施例4为：
本发明的次生热及次生泡沫压裂液，由基液和反应液组成基液的配方和配比为：
    纤维素：7kg、          亚硝酸钠：120kg、
    硝酸铵：150kg、        起泡剂：10kg、
    水：720kg。
反应液的配方和配比为：
    柠檬酸：200kg、水：800kg。。
基液和反应液以容积比为100公升∶8公升的比例进行反应。

Claims (3)

1、一种次生热及次生泡沫压裂液，其特征在于：由基液和反应液组成，
基液的配方和配比为：b为单位重量份
瓜尔胶：4-8b、       亚硝酸钠：50-120b、
硝酸铵：60-150b、    起泡剂：5-20b、
水：700-900b；
反应液的配方和配比为：b为单位重量份
焦锑酸钾：10-20b、柠檬酸：200-300b、水：650-800b；基液和反应液以容积比为100c∶5-12c的比例进行反应，c为单位容积份。
2、一种次生热及次生泡沫压裂液，其特征在于：由基液和反应液组成，
基液的配方和配比为：b为单位重量份
纤维素：4-10b、      亚硝酸钠：50-120b、
硝酸铵：60-150b、    起泡剂：5-20b、
水：700-900b；
反应液的配方和配比为：b为单位重量份
柠檬酸：200-300b、水：650-800b；
基液和反应液以容积比为100c∶5-12c的比例进行反应，c为单位容积份。
3、根据权利要求1或2所述的一种次生热及次生泡沫压裂液，其特征在于：基液的配方可加入：b为单位重量份
原油破乳剂：1-3b、        杀菌剂：0.5-1b、
粘土稳定剂：3-5b。
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