CN1329473C - 低分子环保型压裂液及其回收液的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以低分子聚合物为稠化剂、可以回收再利用的低分子环保型压裂液及其回收液的应用。在现有技术中，在油气田压裂改造中所使用的压裂液主要是以高分子为稠化剂的压裂液，普遍存在污染严重等缺点。本发明低分子环保型压裂液由低分子稠化剂、交联剂、水、pH调节剂、原油破乳剂、表面活性剂、粘土稳定剂、杀菌剂等构成、因而无需使用破胶剂，因而在泵送过程中避免了压裂液的持续降粘，具有非常稳定的流变性能；对压裂液的返排液进行回收，可以重新作为压裂液使用，减少了废液排放的污染，可以节省大量的水和化学添加剂。

Description

低分子环保型压裂液及其回收液的应用
一、技术领域：
本发明涉及一种用于油井或天然气井的压裂增产工艺中所使用的压裂液，具体说是一种以低分子聚合物为稠化剂、可以回收再利用的低分子环保型压裂液及其回收液的应用。
二、背景技术：
在现有技术中，在油气田压裂改造中所使用的压裂液主要是以高分子为稠化剂的压裂液，普遍存在如下的缺点：1、由于压裂液中必须使用破胶剂，破胶剂在压裂过程中始终降低着压裂液的粘度，影响着施工的可靠性。2、压裂液在地层中所形成的滤饼及其周围的浓缩液不能破胶或只有部分破胶，在地层支撑裂缝中容易残留高分子，对支撑裂缝造成严重的污染。3、压裂液在压裂施工完成后必须返排至地面，对返排至地面液体的处理，国内外均有严格的要求，返排的液体不可再用，如果不对其进行有效处理，易对环境造成污染。
三、发明内容：
本发明的目的在于提供一种以低分子聚合物作为稠化剂、可以对返排至地面的液体回收处理、进行再利用的低分子环保型压裂液及其回收液的应用
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
低分子环保型压裂液，其特殊之处在于：本发明压裂液是具有如下成份及重量份的混合物：
水              90～99.5份
低分子稠化剂    0.25～1.0份
交联剂          0.1～10.0份
本发明压裂液中还含有：
pH调节剂      0.0001～2.0份
原油破乳剂    0.03～0.1份
表面活性剂    0.01～1.0份
粘土稳定剂    0.2～2.5份
杀菌剂        0.05～1.0份
上述的低分子稠化剂为在水溶液中起增粘作用的瓜尔胶、田菁胶、香豆胶及其衍生物，分子量位于1×105～4×105之间。
上述的交联剂为硼的有机或无机化合物。
上述的表面活性剂为在水中用来降低水和油的界面张力的烃类乳化剂、烷基磺酸盐类乳化剂、烷基硫酸盐类乳化剂。
上述的粘土稳定剂为KCl、NH4Cl和阳离子季胺盐聚合物的单组份或多组份物质。
上述的杀菌剂为甲醛、茂二醛或十二烷基苄基氯化铵。
上述的原油破乳剂为烷基聚合醚类、烷基聚合醇类、烷基磺酸盐类、烷基硫酸盐类化合物。
9、根据权利要求2所述的低分子环保型压裂液，其特征在于：所述的pH调节剂为NaOH、Na2CO3、NaHCO3。
低分子环保型压裂液的回收液的应用，本发明压裂液经压裂施工后从地层返排的液体过滤除砂后储存于容器中，静置1小时以上，使油水自动分离，取下层水溶液待用；将下层水溶液：浓度为0.0001～10.0％的pH调节剂溶液，按100∶0.0001～10.0的体积比进行混合，形成压裂液。
本发明相对于现有技术相比，其从配方上根本上的改进，因而具有以下几个优点：
1、压裂液无需使用破胶剂，因而在泵送过程中避免了压裂液的持续降粘，具有非常稳定的流变性能。
2、在压裂之后，它依靠地层的固有pH环境，使压裂液体系降解至短分子链，可以清洁支撑裂缝并将其伤害降至最低。
3、对这种压裂液的返排液进行回收，可以重新作为压裂液使用，减少了废液排放的污染，可以节省大量的水和化学添加剂；对于水源不足的干旱地区，不仅可以节约宝贵的水资源，还可有效缩短施工作业时间。
四、具体实施方式：
本发明低分子环保型压裂液是具有如下成份及重量份的混合物：
水              90～99.5份
低分子稠化剂    0.25～1.0份
交联剂          0.1～10.0份
本发明压裂液中还含有：
pH调节剂       0.0001～2.0份
原油破乳剂     0.03～0.1份
表面活性剂     0.01～1.0份
粘土稳定剂     0.2～2.5份
杀菌剂         0.05～1.0份
所述的低分子稠化剂为在水溶液中起增粘作用的瓜尔胶、田菁胶、香豆胶及其衍生物，分子量位于1×105～4×105之间。交联剂为硼的有机或无机化合物。表面活性剂为在水中用来降低水和油的界面张力的烃类乳化剂、烷基磺酸盐类乳化剂、烷基硫酸盐类乳化剂。粘土稳定剂为KCl、NH4Cl和阳离子季胺盐聚合物的单组份或多组份物质。杀菌剂为甲醛、茂二醛或十二烷基苄基氯化铵。原油破乳剂为烷基聚合醚类、烷基聚合醇类、烷基磺酸盐类、烷基硫酸盐类化合物。pH调节剂为NaOH、Na2CO3、NaHCO3。压裂液无需使用破胶剂，因而在泵送过程中避免了压裂液的持续降粘，具有非常稳定的流变性能。在压裂之后，它依靠地层的固有pH环境，使压裂液体系降解至短分子链，可以清洁支撑裂缝并将其伤害降至最低。
低分子环保型压裂液的回收液的应用：本发明压裂液经压裂施工后从地层返排的液体过滤除砂后储存于容器中，静置1小时以上，使油水自动分离，取下层水溶液待用；将下层水溶液：浓度为0.0001～10.0％的pH调节剂溶液，按100∶0.0001～10.0的体积比进行混合，形成压裂液。对这种压裂液的返排液进行回收，可以重新作为压裂液使用，减少了废液排放的污染，可以节省大量的水和化学添加剂；对于水源不足的干旱地区，不仅可以节约宝贵的水资源，还可有效缩短施工作业时间。
具体实施例1：
在现场10m3容器中加入9900Kg水，在用泵循环或搅拌器搅拌的情况下，慢慢加入30Kg低分子羟丙基瓜尔胶，然后分别加入100Kg氯化钾、10Kg原油破乳剂、5Kg十二烷基硫酸钠、3Kg碳酸钠、30Kg甲醛，继续循环或搅拌30分钟，以便液体混合充分，形成溶液A1。
压裂施工时，在泵注溶液A1的同时，将交联剂按与溶液A1，以溶液A1∶交联剂＝100公升∶1.5公升的体积比进行混合而形成压裂液。
以上压裂液推荐在井温为不超过60℃的油井进行使用。
具体实施例2：
在2m3容器中加入清水900Kg，在用泵循环或搅拌器搅拌的情况下，慢慢加入100Kg碳酸钠，并使其完全溶解，配制成溶液B待用。
将“具体实施例1”中压裂施工后从地层返排的液体过滤除砂后储存于10m3容器中，静置1小时以上，使油水自动分离，取下层水溶液C1待用。压裂施工时，在泵注溶液C1的同时，将溶液B按与溶液C1以溶液C1：溶液B＝100公升：1.0公升的体积比进行混合而形成压裂液。
本压裂液推荐在井温为不超过60℃的油井进行使用。
具体实施例3：
在现场10m3容器中加入9900kg水，在用泵循环或搅拌器搅拌的情况下，慢慢加入35Kg低分子羟丙基瓜尔胶，然后分别加入100Kg氯化钾、10Kg原油破乳剂、5Kg十二烷基硫酸钠、3Kg碳酸钠、30Kg甲醛，继续循环或搅拌30分钟，以便液体混合充分，形成溶液A2。
压裂施工时，在泵注溶液A2的同时，将交联剂按与溶液A2以溶液A2∶交联剂＝100公升∶1.5公升的体积比进行混合而形成压裂液。
以上压裂液推荐在井温为60℃～80℃的油井进行使用。
具体实施例4：
按“具体实施2”中的方法配制溶液B待用。
将“具体实施例3”中压裂施工后从地层返排的液体过滤除砂后储存于10m3容器中，静置1小时以上，使油水自动分离，取下层水溶液C2待用。压裂施工时，在泵注溶液C2的同时，将溶液B按与溶液C2以溶液C2∶溶液B＝100公升∶1.0公升的体积比进行混合而形成压裂液。
本压裂液推荐在井温为60℃～80℃的油井进行使用。

Claims (3)

1、低分子环保型压裂液，其特征在于：本发明压裂液是具有如下成份及重量份的混合物：
水：                                          90～99.5份
分子量位于1×105～4×105之间的瓜尔胶、田菁胶、香豆胶及其衍生物：                                    0.25～1.0份
硼的有机或无机化合物：                        0.1～10.0份
2、根据权利要求1所述的低分子环保型压裂液，其特征在于：本发明压裂液中含有：
pH调节剂为NaOH、Na2CO3、NaHCO3：              0.0001～2.0份
原油破乳剂为烷基聚合醚类、烷基聚合醇类、烷基磺酸盐类、烷基硫酸盐类化合物：                                  0.03～0.1份
表面活性剂为在水中用来降低水和油的界面张力的烃类乳化剂、烷基磺酸盐类乳化剂、烷基硫酸盐类乳化剂：            0.01～1.0份
粘土稳定剂为KCl、NH4Cl和阳离子季胺盐聚合物的单组份或多组份物质：                                            0.2～2.5份
杀菌剂为甲醛、茂二醛或十二烷基苄基氯化铵：    0.05～1.0份
3、根据权利要求1或2所述的低分子环保型压裂液的回收液的应用，其特征在于：本发明压裂液经压裂施工后从地层返排的液体过滤除砂后储存于容器中，静置1小时以上，使油水自动分离，取下层水溶液待用；将下层水溶液：浓度为0.0001～10.0％的pH调节剂溶液，按100∶0.0001～10.0的体积比进行混合，形成压裂液。
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