本發(fā)明屬于油氣井增產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液。

背景技術(shù)：

水力壓裂技術(shù)作為提高油氣層產(chǎn)率的有效辦法，在油氣井增產(chǎn)、水井增注、提高低滲透率方面發(fā)揮了巨大的作用，并且得到了快速的發(fā)展和非常廣泛的應(yīng)用。

20世紀(jì)60年代初開(kāi)始應(yīng)用胍膠稠化的水基壓裂液，胍膠稠化劑的問(wèn)世，標(biāo)志著現(xiàn)代壓裂液化學(xué)的誕生，70年代由于胍膠化學(xué)改性的成功以及交聯(lián)體系的完善(由硼、銻發(fā)展到有機(jī)鈦、有機(jī)鋯)，水基壓裂液迅速發(fā)展，在壓裂技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用；80年代隨著致密氣藏的開(kāi)采和部分低壓油井壓后返排困難等問(wèn)題的增加，泡沫壓裂液技術(shù)又在現(xiàn)場(chǎng)得到大規(guī)模應(yīng)用，部分取代了水基壓裂液；80年代另一個(gè)顯著的發(fā)展是采用了控制交聯(lián)時(shí)間，或者說(shuō)延遲交聯(lián)反應(yīng)的水基壓裂液；90年代壓裂液的發(fā)展轉(zhuǎn)向“清潔”無(wú)傷害的表面活性劑膠束壓裂液體系。但是這些壓裂液體系無(wú)法解決壓裂酸化返排液、采出水、高礦化度地表水的配液?jiǎn)栴}。

面對(duì)油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中廢水處理利用難題，急需尋找廢水處理利用新技術(shù)。2003年開(kāi)始長(zhǎng)慶井下技術(shù)作業(yè)公司開(kāi)始了可回收壓裂液體系探索研究，形成了低分子可回收壓裂液體系，該體系使用離子屏蔽技術(shù)耐礦化度能力低。

酸化壓裂是油氣田改造的重要手段，其產(chǎn)生的酸化壓裂廢液由于含鹽量高、成分多變等原因存在重復(fù)利用工藝復(fù)雜、水質(zhì)處理成本高工藝不成熟等問(wèn)題。

基于以上問(wèn)題，進(jìn)行利用酸化壓裂返排液配制壓裂液的研究，具有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種主要用于油氣井壓裂酸化返排液、采出水、高礦化度地表水配制壓裂液，回收再利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液進(jìn)行壓裂增產(chǎn)改造作業(yè)，并采用分段交聯(lián)、緩沖性低堿度及強(qiáng)絡(luò)合交聯(lián)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了酸化壓裂合排返排液再利用技術(shù)，克服了酸化壓裂返排液的處理難題。

本發(fā)明是通過(guò)采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液，由以下組分按下述重量百分?jǐn)?shù)組成：

稠化劑：0.3份～0.5份

耐溫劑：0.2份～0.6份

交聯(lián)劑：0.2份～0.5份

水或鹽水溶液或酸化壓裂返排液：98.4～99.3份。

所述的交聯(lián)劑是由質(zhì)量比為10％～20％硼酸鈉或有機(jī)硼、1％～2％氧氯化鋯、10％～15％乙醇胺或三乙醇胺、4～6％丙醇和57～75％水組成的混合物。

所述的稠化劑是由質(zhì)量比為0.3％～0.5％羥丙基胍膠或胍膠原粉和99.5～99.7％水組成的混合物。

所述的耐溫劑是由質(zhì)量比為5％～10％乙醇鈉或乙醇鉀、3％～10％氫氧化鈉、10％～20％乙醇胺或三乙醇胺、5～8％丙醇和52～77％水組成的混合物。

所述的鹽水溶液是由質(zhì)量比為8％～10％氯化鈉、3％～6％氯化鈣、0.5％～8％氯化鎂和76～88.5％水組成的混合物。

所述的水的礦化度小于140000mg/L，硬度小于20000mg/L。

所述的酸化壓裂返排液的礦化度小于140000mg/L，硬度小于20000mg/L。

所述的一種利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液的壓裂工藝，具體包括如下步驟：

1)將配方量的稠化劑和水或鹽水溶液或酸化壓裂返排液配置成壓裂液基液，與配方量的耐溫劑、交聯(lián)劑一起泵入混砂車直接混配形成壓裂液；

2)在溫度0℃-130℃下將步驟1所配制的壓裂液壓進(jìn)氣井地層進(jìn)行壓裂施工；

3)壓裂結(jié)束后關(guān)井、放噴；

4)將放噴的返排液經(jīng)過(guò)濾除雜回收至回收罐中；

5)檢測(cè)返排液pH，并調(diào)節(jié)pH在5～7之間，根據(jù)回收所得返排液的量分別添加對(duì)應(yīng)配方量的稠化劑，使基液粘度達(dá)到30～90mPa.s；

6)將步驟5所配制壓裂液基液，和配方量的耐溫劑、交聯(lián)劑一起泵入混砂車，注入地層再次用于壓裂施工；

7)重復(fù)步驟1～6，完成壓裂液的重復(fù)利用。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

一、本發(fā)明所述的壓裂液由如下重量百分比的組分組成：0.3份～0.5份稠化劑，0.2份～0.6份耐溫劑，0.2份～0.5份交聯(lián)劑，98.4～99.3份水或鹽水溶液或酸化壓裂返排液組成，耐硬度高，無(wú)需去除離子即可配液。

二、本發(fā)明所述的利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液，返排后返排液經(jīng)地面除雜過(guò)濾處理形可再次配制壓裂液，回收再利用的壓裂液粘度至少為39mPa·s，當(dāng)?shù)V化度≤140000mg/L，硬度≤20000mg/L，耐溫達(dá)到120℃以上，110℃下170s^-1剪切90min粘度≥50mPa·s，返排液中殘存交聯(lián)劑可再次交聯(lián)，提高耐硬度性能。

三、本發(fā)明所配制的壓裂液進(jìn)行壓裂施工后，所產(chǎn)生的返排液經(jīng)氣液分離后進(jìn)入回收罐，除雜過(guò)濾后，調(diào)節(jié)PH至5～7之間再根據(jù)回收所得返排液的量分別添加對(duì)應(yīng)配方量的稠化劑、交聯(lián)劑、耐溫劑后形成壓裂液凍膠，向該壓裂液凍膠中加入0.01％～0.03％的過(guò)硫酸銨在90℃下加熱1～2小時(shí)，使其破膠形成粘度≤5mPa·s的破膠液，將破膠液冷卻至室溫，在轉(zhuǎn)速3000r/min下離心30min，取離心后的上清液，再次調(diào)節(jié)PH至5～7之間，并依次加入稠化劑、交聯(lián)劑、耐溫劑后再次形成壓裂液凍膠，減少了水質(zhì)處理工序、耗水量，同時(shí)降低了施工作業(yè)成本，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)3次以上壓裂作業(yè)。

四、本發(fā)明所述的交聯(lián)劑是由質(zhì)量比為10％～20％硼酸鈉或有機(jī)硼、1％～2％氧氯化鋯、10％～15％乙醇胺或三乙醇胺、4～6％丙醇和57～75％水組成的混合物，保證了礦化度≤140000mg/L，硬度≤20000mg/L，耐溫達(dá)到110℃以上，100℃下170s^-1剪切90min粘度≥50mPa·s，增強(qiáng)了壓裂液的耐溫耐剪切能力。

附圖說(shuō)明

圖1為硬度為18980mg/L、礦化度為86419mg/L的現(xiàn)場(chǎng)酸化壓裂返排液所配制的壓裂液的耐溫曲線圖；

圖2為現(xiàn)場(chǎng)酸化壓裂返排液(硬度18980mg/L、礦化度86419mg/L)配制的壓裂液為硬度為18980mg/L、礦化度為86419mg/L的現(xiàn)場(chǎng)酸化壓裂返排液所配制的壓裂液的耐溫耐剪切曲線圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液，由以下組分按下述重量百分?jǐn)?shù)組成：

稠化劑0.3份～0.5份；

耐溫劑0.2份～0.6份；

交聯(lián)劑0.2份～0.5份；

水或鹽水溶液或酸化壓裂返排液98.4～99.3份。

所述的交聯(lián)劑是由質(zhì)量比為10％～20％硼酸鈉或有機(jī)硼、1％～2％氧氯化鋯、10％～15％乙醇胺或三乙醇胺、4～6％丙醇和57～75％水組成的混合物。

所述的稠化劑是由質(zhì)量比為0.3％～0.5％羥丙基胍膠或胍膠原粉和99.5～99.7％水組成的混合物。

所述的耐溫劑是由質(zhì)量比為5％～10％乙醇鈉或乙醇鉀、3％～10％氫氧化鈉、10％～20％乙醇胺或三乙醇胺、5～8％丙醇和52～77％水組成的混合物。

所述的鹽水溶液是由質(zhì)量比為8％～10％氯化鈉、3％～6％氯化鈣、0.5％～8％氯化鎂和76～88.5％水組成的混合物。

所述的水的礦化度小于140000mg/L，硬度小于20000mg/L。

所述的酸化壓裂返排液的礦化度小于140000mg/L，硬度小于20000mg/L。

本發(fā)明利用酸化壓裂返排液、采出水、高礦化度地表水配制壓裂液時(shí)無(wú)需去除高價(jià)離子，礦化度≤140000mg/L，硬度≤20000mg/L時(shí)無(wú)需稀釋返排液即可直接配制耐硬性高、可重復(fù)利用的壓裂液，在地面常溫條件下所配得制壓裂液粘度至少為39mPa·s，回收再利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液進(jìn)行壓裂增產(chǎn)改造作業(yè)，采用分段交聯(lián)技術(shù)(即低溫交聯(lián)形成可挑掛凍膠、60～70℃時(shí)隨著溫度升高交聯(lián)劑再次參與交聯(lián))、緩沖性低堿度及強(qiáng)絡(luò)合交聯(lián)技術(shù)(即使用鹽水/酸化壓裂返排液配制的壓裂液，含有較高的二價(jià)離子，交聯(lián)劑先與二價(jià)離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)之后再與胍膠分子交聯(lián)，可阻止二價(jià)離子遇堿性產(chǎn)生沉淀)，實(shí)現(xiàn)了酸化壓裂合排返排液再利用技術(shù)，克服了酸化壓裂返排液的處理難題。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本發(fā)明所配制的壓裂液進(jìn)行壓裂施工后，所產(chǎn)生的返排液經(jīng)氣液分離后進(jìn)入回收罐，除雜過(guò)濾后，調(diào)節(jié)PH至5～7之間再根據(jù)回收所得返排液的量分別添加對(duì)應(yīng)配方量的稠化劑、交聯(lián)劑、耐溫劑后形成壓裂液凍膠，向該壓裂液凍膠中加入0.01％～0.03％的過(guò)硫酸銨在90℃下加熱1～2小時(shí)，使其破膠形成粘度≤5mPa·s的破膠液，將破膠液冷卻至室溫，在轉(zhuǎn)速3000r/min下離心30min，取離心后的上清液，再次調(diào)節(jié)PH至5～7之間，并依次加入相應(yīng)配方量的稠化劑、交聯(lián)劑、耐溫劑后再次形成壓裂液凍膠，減少了水質(zhì)處理工序、耗水量，同時(shí)降低了施工作業(yè)成本，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)3次以上壓裂作業(yè)。

實(shí)施例3

一種利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液，包括如下重量份的組分混合而成：

本實(shí)施例中，所述交聯(lián)劑是由質(zhì)量比為18％有機(jī)硼、1.5％氧氯化鋯、12％三乙醇胺、5％丙醇和63.5％水組成的混合物；

所述的稠化劑是由質(zhì)量比為0.4％胍膠原粉和99.6％水組成的混合物；

所述的耐溫劑是由質(zhì)量比為7％乙醇鈉、5％氫氧化鈉、18％三乙醇胺、6％丙醇和64％水組成的混合物；

所述的水是市政供給生活工業(yè)用自來(lái)水。

本實(shí)施例中，所配制的壓裂液粘度為39mPa·s，耐溫大于110℃，100℃下170s^-1剪切90min粘度≥50mPa·s。

本實(shí)施例中，所制備的壓裂液進(jìn)行壓裂施工后，產(chǎn)生的返排液經(jīng)氣液分離后進(jìn)入回收罐，除雜過(guò)濾后，調(diào)節(jié)PH至5～7之間，并依次加入相應(yīng)配方量的稠化劑、交聯(lián)劑、耐溫劑后再次形成壓裂液，粘度為42mPa·s，耐溫大于115℃，105℃下170s-1剪切90min粘度≥50mPa·s。

實(shí)施例4

一種利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液，包括如下重量份的組分混合而成：

本實(shí)施例中，所述交聯(lián)劑是由質(zhì)量比為12％硼酸鈉、1％氧氯化鋯、12％乙醇胺、4％丙醇和71％水組成的混合物；

所述的稠化劑是由質(zhì)量比為0.4％羥丙基胍膠和99.6％水組成的混合物；

所述的耐溫劑是由質(zhì)量比為5％乙醇鈉、3％氫氧化鈉、10％乙醇胺、5％丙醇和77％水組成的混合物；

所述的鹽水溶液是由質(zhì)量比為10％氯化鈉、6％氯化鈣、8％氯化鎂和76％水組成的混合物；

本實(shí)施例在常溫條件下，所配制的壓裂液粘度為39mPa·s，耐溫大于90℃，85℃下170s^-1剪切90min粘度≥50mPa·s。

本實(shí)施例中，所制備的壓裂液進(jìn)行壓裂施工后，產(chǎn)生的返排液經(jīng)氣液分離后進(jìn)入回收罐，除雜過(guò)濾后，調(diào)節(jié)水質(zhì)為中性再分別相應(yīng)配方量的的添加稠化劑、交聯(lián)劑、耐溫劑后再次形成壓裂液，粘度為54mPa·s，耐溫大于100℃，95℃下170s^-1剪切90min粘度≥50mPa·s。。

實(shí)施例5

一種利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液，包括如下重量份的組分混合而成：

本實(shí)施例中，所述交聯(lián)劑是由質(zhì)量比為15％有機(jī)硼、1％氧氯化鋯、12％三乙醇胺、4％丙醇和68％水組成的混合物；

所述的稠化劑是由質(zhì)量比為0.45％胍膠原粉和99.55％水組成的混合物；

所述的耐溫劑是由質(zhì)量比為10％乙醇鉀、10％氫氧化鈉、20％三乙醇胺、8％丙醇和52％水組成的混合物；

所述的酸化壓裂返排液的礦化度小于140000mg/L，硬度小于20000mg/L。

本實(shí)施例中，所配制的壓裂液粘度為45mPa·s，耐溫大于100℃，90℃下170s^-1剪切90min粘度≥50mPa·s。

本實(shí)施例中，所制備的壓裂液進(jìn)行壓裂施工后，產(chǎn)生的返排液經(jīng)氣液分離后進(jìn)入回收罐，除雜過(guò)濾后，調(diào)節(jié)PH至5～7，再分別相應(yīng)配方量的的添加稠化劑、交聯(lián)劑、耐溫劑后再次形成壓裂液，粘度為57mPa·s，耐溫大于110℃，100℃下170s^-1剪切90min粘度≥50mPa·s。

實(shí)施例6

一種利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液，包括如下重量份的組分混合而成：

本實(shí)施例中，所述交聯(lián)劑是由質(zhì)量比為16％有機(jī)硼、1.3％氧氯化鋯、10％三乙醇胺、4％丙醇和68.7％水組成的混合物；

所述的稠化劑是由質(zhì)量比為0.4％羥丙基胍膠和99.6％水組成的混合物；

所述的耐溫劑是由質(zhì)量比為8％乙醇鈉、6％氫氧化鈉、15％乙醇胺、7％丙醇和64％水組成的混合物；

所述的鹽水溶液是由質(zhì)量比為10％氯化鈉、4％氯化鈣、0.5％氯化鎂和85.5％水組成的混合物。

本實(shí)施例中，所配制的壓裂液粘度為42mPa·s，耐溫大于115℃，110℃下170s^-1剪切90min粘度≥50mPa·s。

本實(shí)施例中，本實(shí)施例中，所制備的壓裂液進(jìn)行壓裂施工后，產(chǎn)生的返排液經(jīng)氣液分離后進(jìn)入回收罐，除雜過(guò)濾后，調(diào)節(jié)PH至5～7，再分別相應(yīng)配方量的的添加稠化劑、交聯(lián)劑、耐溫劑后再次形成壓裂液，粘度為63mPa·s，耐溫大于130℃，120℃下170s^-1剪切90min粘度≥50mPa·s。

實(shí)施例7

一種利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液，包括如下重量份的組分混合而成：

本實(shí)施例中，所述交聯(lián)劑是由質(zhì)量比為18％有機(jī)硼、1.5％氧氯化鋯、12％三乙醇胺、5％丙醇和63.5％水組成的混合物；

所述的稠化劑是由質(zhì)量比為0.35％胍膠原粉和99.65％水組成的混合物；

所述的耐溫劑是由質(zhì)量比為7％乙醇鈉、5％氫氧化鈉、18％三乙醇胺、6％丙醇和64％水組成的混合物；

所述的鹽水溶液是由質(zhì)量比為9％氯化鈉、5％氯化鈣、4％氯化鎂和82％水組成的混合物。

本實(shí)施例中，所配制的壓裂液粘度為39mPa·s，耐溫大于105℃，95℃下170s^-1剪切90min粘度≥50mPa·s。

本實(shí)施例中，本實(shí)施例中，所制備的壓裂液進(jìn)行壓裂施工后，產(chǎn)生的返排液經(jīng)氣液分離后進(jìn)入回收罐，除雜過(guò)濾后，調(diào)節(jié)PH至5～7，再分別相應(yīng)配方量的的添加稠化劑、交聯(lián)劑、耐溫劑后再次形成壓裂液，粘度為45mPa·s，耐溫大于110℃，105℃下170s^-1剪切90min粘度≥50mPa·s。

實(shí)施例8

礦化度為120000mg/L，硬度為20000mg/L的酸化壓裂返排液同不同配方量的稠化劑、耐溫劑、交聯(lián)劑所配制的壓裂液的耐溫性能如下表1所示：

表1

實(shí)施例9

一種利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液，包括如下重量份的組分混合而成：

稠化劑，0.5份；

耐溫劑，0.4份；

交聯(lián)劑，0.5份；

酸化壓裂返排液，98.6份。

本實(shí)施例中，所述交聯(lián)劑是由質(zhì)量比為20％硼酸鈉、1.5％氧氯化鋯、15％乙醇胺、5％丙醇和58.5％水組成的混合物；

所述的稠化劑是由質(zhì)量比為0.4％羥丙基胍膠和99.6％水組成的混合物；

所述的耐溫劑是由質(zhì)量比為7％乙醇鉀、6％氫氧化鈉、16％三乙醇胺、6％丙醇和65％水組成的混合物；

所述的酸化壓裂返排液的硬度為18980mg/L、礦化度為86419mg/L。

所配制的壓裂液耐溫曲線如圖1所示，由圖可知，壓裂液粘度降至50mPa.s時(shí)溫度可達(dá)到129.27℃。

所配制的壓裂液耐溫耐剪切曲線如圖2所示，由圖可知，在100℃下170s-1該壓裂液剪切90min后粘度仍達(dá)50mPa·s以上。

實(shí)施例10

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述的一種利用酸化壓裂返排液配制的壓裂液的壓裂工藝，包括如下步驟：

1)將配方量的稠化劑和水或鹽水溶液或酸化壓裂返排液配置成壓裂液基液，與配方量的耐溫劑、交聯(lián)劑一起泵入混砂車直接混配形成壓裂液；

2)在溫度0℃-130℃下將步驟1所配制的壓裂液壓進(jìn)氣井地層進(jìn)行壓裂施工；

3)壓裂結(jié)束后關(guān)井，當(dāng)停泵壓力高于20.0MPa，且壓降幅度不超過(guò)5.0MPa/半小時(shí)，可關(guān)井40分鐘以上；當(dāng)停泵壓力低于15.0MPa或壓降幅度超過(guò)20.0MPa/半小時(shí)可以立即放噴；如果停泵壓力在15～20MPa，壓降幅度在5.0～20MPa/半小時(shí)關(guān)井20-40分鐘，控制放噴；

4)將放噴的返排液經(jīng)過(guò)濾除雜回收至回收罐中；

5)檢測(cè)返排液pH，并調(diào)節(jié)pH在5～7之間，根據(jù)回收所得返排液的量分別添加對(duì)應(yīng)配方量的稠化劑，使基液粘度達(dá)到30～90mPa.s；

6)將步驟5所配制壓裂液基液，和配方量的耐溫劑、交聯(lián)劑一起泵入混砂車，注入地層再次用于壓裂施工；

7)重復(fù)步驟1～6，完成壓裂液的重復(fù)利用。