CN1403529A - 油井用热压裂液配方及配制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是油井用热压裂液配方及配制工艺，配方主要成份有成胶剂、胶联剂、破胶剂、添加剂，本发明由于采用热蒸汽、热水或热化学反应试剂加热配成的溶液体系至设计要求温度以上，浓度至设计浓度；携砂性能、粘度与摩阻、压裂液粘度、滤失量均可以和目前的压裂液相比，残渣含量、基质伤害率均小于目前的各种压裂液，配伍性、储能模量均高于目前压裂液，高温防膨、助排性能防膨率10％左右，注汽压力降低5％—10％。

Description

油井用热压裂液配方及配制工艺

本发明属于油田开发增产工艺技术领域，特别是热采井用热压裂液配方及配制工艺。

常规工艺为各种药剂直接加入水中，由于其高温膨胀，助排性能差而满足不了热采井的要求。

本发明的目的在于提供一种油井用热压裂液配方及配制工艺，其常规性能指标均可以和目前使用的各种水基压裂液的相比，同时高温助排、防膨功能，其储能模量要高于目前使用的各种压裂液。

本发明使用的配方主要成份有：

①成胶剂  采用植物胶改性物质；如(HEG、HEC等)

②胶联剂  采用有机硼(钛)或无机硼(钛)；

③破胶剂  采用(过氧化物或酶或酸、露易斯酸，及其相应的胶囊制剂)；

④添加剂  采用PH值调解剂、分散增溶剂、络合剂、高温防膨剂、高温助排剂；

本发明工艺采用如下配制程序：

①糊状液配制  将温水加入配制罐或池中，将成胶剂用真空抽提加药、搅拌的方法将成胶剂配成糊状液。

②溶胶剂配制  向糊状液中加入PH值调解剂、增溶分散剂，真空抽提搅拌10分钟，使成胶剂充分分散；加络合剂PH值调解剂直到溶胶液颜色逐渐变浅；用PH值调解基将PH值调解基将PH值调解于某预定一数值；用热蒸汽、热水或热化学反应试剂加热配成的溶液体系至设计要求温度以上，浓度至设计浓度；再加入高温防膨、助排剂(防腐、杀菌剂、消泡剂加量可酌情处理)。

③胶联剂  直接加水至设计量及浓度。

④破胶剂  配成溶液在加砂车上按设计方案加入。

本发明由于采用热蒸汽、热水或热化学反应试剂加热配成的溶液体系至设计要求温度以上，浓度至设计浓度；携砂性能、粘度与摩阻、压裂液粘度、滤失量均可以和目前的压裂液相比，残渣含量、基质伤害率均小于目前的各种压裂液，配伍性、储能模量均高于目前压裂液，高温防膨、助排性能防膨率10％左右，注汽压力降低5％--10％。

实施例：

成份有：①成胶剂及添加剂

成胶剂：

是压裂液的主要成份，起增粘、携砂、减阻作用。

在热压裂液中，我们采用羟丙基胍胶。

消泡剂：

常规配方中一般采用2-4％的消泡剂。

防腐剂：

加入0.3％的防腐剂

减阻剂：

为了减少沿程的摩擦阻力，一般需加入减阻剂。

PH值调节剂：

调节压裂液的PH值可改善压裂液的性能。

②交联剂：

加入交联剂后，可以使胍胶分子中半乳一甘露聚多糖的长分子链中。主链β-1.4D甘露糖的顺式羟基发生交联反应。使压裂液溶胶液变为冻胶液。从而改变压裂液的性能，使其粘弹性增加，携砂能力及降滤失能力增加。常用的交联剂有硼砂、有机硼、有机钛及其它一些高价金属离子。比较一些已有的研究资料，我们在本次新型压裂液研制过程中决定选用硼系列(代号为B)作为交联剂。

③破胶剂：

破胶剂种类主要有酶、过氧化物(如H₂O₂、过硫酸铵及过硫酸的碱金属盐)。本次研究采用过硫酸铵作为破胶剂。

④高温防膨、注排剂：

水平压裂设计要求压裂液要有高温防膨、助排功能。所以还需增加高防膨剂、高温助排剂。其中高温防膨剂我们采集了三种样品，一种是以钾盐与有机胺组成的化合物、一种聚季胺类化合物、另一类是金属盐与酸组成的化合物。分别取代号为(L-1、BH、BJ)高温助排剂，取了三种分别取代号为NS、OP、LD，选取配伍性好能明显改变压裂液性能的药剂的作为配方的组成成份。

采用0.618黄金分割法优选研究，我们将其它的因素固定只改变其中一种成分的比例。找出各种药剂的使用最佳浓度的范围。其数据如下

溶液						交联剂	破胶剂
								羟丙基胍胶	高温防膨剂	高温助排剂	PH调节剂	消泡剂	防腐剂
0.3-08％	1-4％	0.1-0.3％	适量	0.3％	0.3％									0.1-0.4％	0.1-0.4％

热压裂液的配制工艺

热压裂液的配制分为三个部分，其一是成胶剂的配制，其二是交联剂的配制，其三是破胶剂的配制。

成胶剂的配制步骤：

配制糊状物→加增溶剂增溶→PH值调节剂调PH值→络合剂络合→PH值调解剂调PH值→加高温防膨剂、高温助排剂、杀菌剂、防腐剂、消泡剂等压裂添加剂→PH值调节剂调PH值→加热水至略高于所需压裂浓度→注热蒸汽至所需浓度→调PH值至所需酸碱度→装灌车待用。

具体的配制工艺过程如下：

糊状物配制：

按计算量将水加入到配液池中，将预先准备好量的羟丙基胍胶放在加料口处等用。在加料缓慢将药剂倒入真空抽提搅拌1小时即可。

加入增溶剂：

按小样按比例放大样，加增溶剂，至糊状物充分溶解，真空抽提半小时。

PH值调解

按公式计算好预定PH值下的PH值调解剂加量加入PH调节剂，将PH值调到某一要求值，真空抽提搅拌半小时，成浅黄色糊状物。再加络合剂搅拌10分钟，加PH值调节剂调PH值至PH＝10。

加添加剂：

按小样放大法加入各种化学添加剂，允分搅拌至溶解。

PH值调解

将PH值调至11，补足热水，至预配制浓度偏上。

再调PH值至最佳状态点。施工前6小时开始注汽至压裂液配成80--90℃的热压裂液，装灌车待用。

交联剂的配制：

按施工要求，或高压交联，或低压交联，配成所需浓度的交联剂具体配制步按施工所需最充足量设计药剂量，将交联剂用清水配成充分溶解的浓溶液，待溶液完全溶解后，再按浓度比配制所需的稀溶剂，装罐车待用。

破胶剂的配制

水平压裂施工要求注入到压裂水平缝内的压裂液具有一定的携砂能力。4小时左右的破胶时间，留在井筒中的压裂液应该在1小时以内破胶，破胶剂不能笼统加入。必须按预先算好的量，配成若干浓度不等的液体，装桶记上标签。在预定的施工时间加入预定量对应液体。

Claims (2)

1、本发明是油井用热压裂液配方及配制工艺，其特征在于：配方主要成份有

①成胶剂 采用植物胶改性物质；

②胶联剂 采用有机硼或无机硼；

③破胶剂 采用过氧化物或酶，酸或露易斯酸；采用其相应的微胶囊制剂。

④添加剂 采用PH值调解剂、分散增溶剂、络合剂、高温防膨剂、高温助排剂；

本发明工艺采用如下配制程序：

①糊状液配制 将温水加入配制罐或池中，将成胶剂用真空抽提加药、搅拌的方法将成胶剂配成糊状液；

②溶胶剂配制  向糊状液中加入PH值调解剂、增溶分散剂，真空抽提搅拌10分钟，使成胶剂充分分散；加络合剂PH值调解剂直到溶胶液颜色逐渐变浅；用PH值调解剂将PH值调解基将PH值调解于某预定一数值；用热蒸汽、热水或热化学反应试剂加热配成的溶液体系至设计要求温度以上，浓度至设计浓度；再加入高温防膨、助排剂(防腐、杀菌剂、消泡剂加量可酌情处理).；

③胶联剂  直接加水至设计量及浓度；

④破胶剂  配成溶液在加砂车上按设计方案加入；或部分加入到胶联剂溶液中，部分在加砂车上追加。

2、根据权利要求1所述的油井用热压裂液配方及配制工艺，其特征在于：

成份有：①成胶剂及添加剂

成胶剂：采用羟丙基胍胶；胍胶原粉或香豆子胶；最好为羟丙基胍胶

消泡剂：

常规配方中一般采用2-4％的消泡剂；

防腐剂：

加入0.3％的防腐剂

减阻剂：聚丙烯酰胺及少量水玻璃混合物

PH值调节剂：

调节压裂液的PH值；为强碱如(NaOH、KOH)，弱酸强碱盐如(NaHCO₃、Na₂O₃、KHCO₃、K₂CO₃及醋酸钢、柠檬酸钠、富马酸钠及其相应的碱金属及碱土金属盐)弱酸如HAC，柠檬酸，富马酸，及强酸弱碱盐。

②交联剂：

加入交联剂后，可以使胍胶分子中半乳一甘露聚多糖的长分子链中。主链β-1.4D甘露糖的顺式羟基发生交联反应。使压裂液溶胶液变为冻胶液。从而改变压裂液的性能，使其粘弹性增加，携砂能力及降滤失能力增加。常用的交联剂有硼砂、有机硼、有机钛及其它一些高价金属离子。比较一些已有的研究资料，我们在本次新型压裂液研制过程中决定选用硼系列(代号为B)作为交联剂；

③破胶剂：

破胶剂种类主要有酶、过氧化物(如H₂O₂、过硫酸的铵盐、钠盐、钾盐)。以过硫酸的铵盐类作为破胶剂为最佳；根据具体井情，追加不同数量的相应胶囊，高温防膨剂采用聚季铵及钾盐，高温助排剂采用脂肪酸钾皂及烷基硫酸酯盐混合物

④高温防膨、注排剂：

采用0.618黄金分割法优选研究，我们将其它的因素固定只改变其中一种成分的比例。找出各种药剂的使用最佳浓度的范围。其数据如下                                                溶液   交联剂   破胶剂 羟丙基胍胶 高温防膨剂 高温助排剂 PH调节剂 消泡剂 防腐剂 0.3-08％     1-4％     0.1-0.3％     适量    0.3％   0.3％   0.1-0.4％   0.1-0.4％

热压裂液的配制工艺

热压裂液的配制分为三个部分，其一是成胶剂的配制，其二是交联剂的配制，其三是破胶剂的配制；

成胶剂的配制步骤：

配制糊状物→加增溶剂增溶→PH值调节剂调PH值→络合剂络合→PH值调解剂调PH值→加高温防膨剂、高温助排剂、杀菌剂、防腐剂、消泡剂等压裂添加剂→PH值调节剂调PH值→加热水至略高于所需压裂浓度→注热蒸汽至所需浓度→调PH值至所需酸碱度→装灌车待用；

具体的配制工艺过程如下：

糊状物配制：

按计算量将水加入到配液池中，将预先准备好量的羟丙基胍胶放在加料口处待用。在加料缓慢将药剂倒入真空抽提搅拌1小时即可；

加入增溶剂：

按小样按比例放大样，加增溶剂，至糊状物充分溶解，真空抽提半小时；

PH值调解

按公式计算好预定]PH值下的PH值调解剂加量加入PH调节剂，将PH值调到某一要求值，真空抽提搅拌半小时，成浅黄色糊状物。再加络合剂搅拌10分钟，加PH值调节剂调PH值至9.3-11.2，最好PH＝10；

加添加剂：

按小样放大法加入各种化学添加剂，允分搅拌至溶解；

PH值调解

将PH值调至11，补足热水，至预配制浓度偏上；

再调PH值至最佳状态点。施工前6小时开始注汽至压裂液配成80--90℃的热压裂液，装灌车待用；

交联剂的配制：

按施工要求，或高压交联，或低压交联，配成所需浓度的交联剂具体配制步按施工所需最充足量设计药剂量，将交联剂用清水配成充分溶解的浓溶液，待溶液完全溶解后，再按浓度比配制所需的稀溶剂，装罐车待用；

破胶剂的配制

水平压裂施工要求注入到压裂水平缝内的压裂液具有一定的携砂能力。4小时左右的破胶时间，留在井筒中的压裂液应该在1小时以内破胶，破胶剂不能笼统加入。必须按预先算好的量，配成若干浓度不等的液体，装桶记上标签。在预定的施工时间加入预定量对应液体；