本發(fā)明涉及油氣藏壓裂改造，具體涉及一種適合于低溫配制的高攜砂胍膠壓裂液體系及其制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、俄羅斯油氣資源儲量豐富，主要以低滲透砂巖油氣藏為主。由于低滲透油氣藏滲透率低、孔隙度小，自然產(chǎn)能低，必須對儲層進行改造，提高油氣導(dǎo)流能力，增加產(chǎn)量。

2、目前，采用的改造手段主要以水力壓裂為主，使用的壓裂液體系為胍膠壓裂液體系。單段液量200-350m3，排量3.5-4m3/min；支撐劑以16/20目陶粒為主，單段加砂30-90噸，最高砂濃度1000-1400kg/m3。施工規(guī)模小、施工排量低，加砂強度大，且支撐劑粒徑大。

3、為保證胍膠壓裂液體系具備優(yōu)良的攜砂性能，要求在儲層溫度下，100s-1剪切速率剪切60-80min后，液體粘度大于400mpa.s；液體在儲層溫度下，511s-1高速剪切切換至100s-1后，粘度在30s之內(nèi)恢復(fù)到400mpa.s以上。為達到以上指標(biāo)要求，目前俄羅斯采用的胍膠體系主要以胍膠原粉為稠化劑，以懸浮硼礦物或者硼酸鹽中的一種或多種為交聯(lián)劑。凍膠強度更高，在快速攪拌后，仍具有較好的挑掛性，其具備更好的攜砂能力。但是目前俄羅斯使用的壓裂液體系在冷水中不交聯(lián)，需將配液水加熱至25-30℃，交聯(lián)劑才會與胍膠基液發(fā)生交聯(lián)作用。這就導(dǎo)致使用該體系時，需要耗費大量時間對配液水進行加熱，特別在俄羅斯的冬季，施工效率也大大降低。

4、現(xiàn)有文獻開發(fā)了稠化劑濃度為0.18％-0.2％的低濃度胍膠壓裂液體系，該體系稠化劑為羥丙基胍膠hpg，交聯(lián)劑為自研的一種低濃度交聯(lián)劑qjl-b1。該交聯(lián)劑能夠向胍膠分子鏈上引入一種帶電基團，當(dāng)交聯(lián)劑與胍膠形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，利用帶電基團之間的斥力使原有胍膠交聯(lián)形成的收縮線團變成穩(wěn)定的擴展線團，從而增大交聯(lián)劑與胍膠的網(wǎng)狀交聯(lián)體積，降低了形成交聯(lián)網(wǎng)狀所需的胍膠用量，同時不改變壓裂液的攜砂性能。該體系稠化劑濃度比常規(guī)胍膠壓裂中稠化劑濃度降低40％-50％。該體系具有良好的耐溫耐剪切性能以及濾失性能，對巖心滲透率傷害率為22.53％，殘渣含量為226.3mg/l。但該體系在現(xiàn)場試驗過程中，采用常溫水配制胍膠基液，無需加熱。但該體系現(xiàn)場施工時，施工排量4.5-5m3/min，砂比16-21％，且使用的是20/40目支撐劑，體系攜砂性能達不到俄羅斯現(xiàn)目前壓裂施工設(shè)計砂濃度要求。

5、目前各油田使用最多的胍膠壓裂液體系主要是以改性胍膠作為稠化劑，比如羥丙基胍膠，以有機硼交聯(lián)劑、有機鋯交聯(lián)劑或者硼鋯類復(fù)合交聯(lián)劑作為交聯(lián)劑。這類胍膠壓裂液體系只要配液水能夠正常流動，均能夠直接配制壓裂液，無需加熱。但目前使用的胍膠壓裂液體系，攜砂能力達不到俄羅斯目前壓裂施工參數(shù)的要求，特別是大粒徑(16/20目)、低排量(3-4m3/min)、高砂濃度(最高砂濃度1000-1400kg/m3)的要求。因此，有待開發(fā)一種適合于低溫配制的高攜砂胍膠壓裂液體系及其制備方法，以適用俄羅斯目前的壓裂施工要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適合于低溫配制的高攜砂胍膠壓裂液體系及其制備方法及應(yīng)用，通過在俄羅斯現(xiàn)用胍膠體系中引入溫度調(diào)節(jié)劑a?wdtj-a以及溫度調(diào)節(jié)劑b?wdtj-b兩種添加劑，實現(xiàn)低溫下配制高攜砂性能的壓裂液體系，解決俄羅斯現(xiàn)用的具有高攜砂性能的胍膠壓裂液體系配制需要加熱，從而影響施工效率的問題。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

3、本公開提供了一種適合于低溫配制的高攜砂胍膠壓裂液體系，包括胍膠、溫度調(diào)節(jié)劑b?wdtj-b、交聯(lián)劑；

4、所述溫度調(diào)節(jié)劑b?wdtj-b包含以下質(zhì)量份組分：10～15份乙醇胺，1～2份碳酸鈉，77～85份水，4～7份脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-5或4～7份脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-6或4～7份脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-7。

5、脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo)，又稱為聚氧乙烯脂肪醇醚，是非離子表面活性劑中發(fā)展最快、用量最大的品種。這種類型的表面活性劑是由聚乙二醇(peg)與脂肪醇縮合而成的醚，用以下通式表示：ro(ch2ch2o)nh，其中n是聚合度。因聚乙二醇的聚合度和脂肪醇的種類不同而有不同的品種。

6、在本方案的一種優(yōu)選實施例中，每立方高攜砂胍膠壓裂液體系包括：3.2～3.6kg胍膠、0.5～1.0l溫度調(diào)節(jié)劑b?wdtj-b、3.0～3.4l交聯(lián)劑，其余為胍膠壓裂液體系制備過程中所引入的可接受的添加劑和水。

7、本公開還提出了一種適合于低溫配制的高攜砂胍膠壓裂液體系的制備方法，包括以下步驟：

8、步驟一、將胍膠稠化劑均勻分散在配液水中，得預(yù)基液；

9、步驟二、然后再向步驟一得到的預(yù)基液中依次加入粘土穩(wěn)定劑、破乳劑、破膠劑以及破膠激活劑，攪拌均勻，得胍膠壓裂液基液；

10、步驟三、向胍膠壓裂液基液中加入交聯(lián)劑，并同時加入溫度調(diào)節(jié)劑b?wdtj-b，攪拌均勻，即得胍膠壓裂液凍膠體系。

11、在本方案的一種優(yōu)選實施例中，每立方高攜砂胍膠壓裂液體中，添加劑包括1.5～2.5l溫度調(diào)節(jié)劑a?wdtj-a；

12、所述溫度調(diào)節(jié)劑a?wdtj-a包含以下質(zhì)量份組分：4～6份脂肪醇聚氧乙烯醚aoe-4、4～5份尿素、89～92份水。

13、在本方案的一種優(yōu)選實施例中，交聯(lián)劑為硼鈉鈣石、硬硼酸鈣石、硼砂中的一種或多種；或交聯(lián)劑為硼鈉鈣石、硬硼酸鈣石、硼砂中的一種或多種制備得到的懸浮液產(chǎn)品。

14、俄羅斯現(xiàn)在使用的壓裂液體系交聯(lián)劑主要是硼礦物或者硼酸鹽礦物中的一種或者多種，這種交聯(lián)劑目前使用的有機硼交聯(lián)劑而言，形成的凍膠強度更強，攜砂能力更強，但是這類交聯(lián)劑在溫度很低的時候，釋放交聯(lián)離子的速度很慢，所以現(xiàn)場施工的時候需要把配液水加熱，才能加快交聯(lián)離子硼離子的釋放速度，但是這樣現(xiàn)場施工效率很低，并且耗費人力、物力。在現(xiàn)有的改性瓜爾膠壓裂液中，采用的交聯(lián)劑通常為機硼交聯(lián)劑(有機硼交聯(lián)劑是硼酸鹽礦物與有機配體還有堿反應(yīng)得來的)，得到的凍膠強度和攜砂能力較差，不能滿足俄羅斯目前的壓裂施工要求。

15、在本方案的一種優(yōu)選實施例中，每立方高攜砂胍膠壓裂液體中，添加劑還包括1.0～3.0l液體破膠劑、0.0～1.0l破膠激活劑。

16、在本方案的一種優(yōu)選實施例中，破膠劑為6-溴己基醋酸酯、過氧化苯甲酸叔丁酯、過硫酸鈉、過硫酸銨、膠囊破膠劑中的一種或多種。

17、在本方案的一種優(yōu)選實施例中，破膠激活劑為金屬配位化合物，該金屬配位化合物中，中心原子為鐵離子，圍繞在鐵離子周圍的配位體為氰根離子。

18、在本方案的一種優(yōu)選實施例中，所述金屬配位化合物包括但不限于鐵氰化鉀、鐵氰化鈉中的一種。

19、在本方案的一種優(yōu)選實施例中，每立方高攜砂胍膠壓裂液體中，添加劑還包括1.0～3.0l粘土穩(wěn)定劑、1.0～3.0l破乳劑。

20、壓裂液中添加粘土穩(wěn)定劑有利于防止儲層中粘土礦物的水化膨脹和分散運移，保護儲集層的滲透率，輔助增強壓裂效果。

21、壓裂液中添加破乳劑來打破油水乳化狀態(tài)，使得原油和水分離，降低原油流動阻力，提高油井產(chǎn)能。破乳劑的選擇取決于壓裂液以及原油的成分等因素。雖然破乳劑在壓裂作業(yè)中的作用非常重要，但并不是所有情況下必須使用破乳劑。在一些情況下，例如原油本身乳化性能較弱或者氣井壓裂施工過程中，可以不使用破乳劑。

22、本公開還提供了一種適合于低溫配制的高攜砂胍膠壓裂液體系的制備方法，該方法是先以胍膠原粉為稠化劑制備壓裂液基液，再向胍膠壓裂液基液中加入交聯(lián)劑，制備胍膠壓裂液體系；

23、且向胍膠壓裂液基液中加入交聯(lián)劑的同時還加入有如上述的溫度調(diào)節(jié)劑b?wdtj-b。

24、在本方案的一種優(yōu)選實施例中，以胍膠原粉為稠化劑制備壓裂液基液的具體操作包括：先向配液水中添加如上述的溫度調(diào)節(jié)劑a?wdtj-a，再加入胍膠原粉。

25、在本方案的一種優(yōu)選實施例中，該制備方法具體包括以下步驟：

26、s1、將溫度調(diào)節(jié)劑a?wdtj-a、胍膠稠化劑均勻分散在配液水中，得預(yù)基液；

27、s2、然后再向預(yù)基液中依次加入粘土穩(wěn)定劑、破乳劑、破膠劑以及破膠激活劑，攪拌均勻，得胍膠壓裂液基液；

28、s3、向胍膠壓裂液基液中加入交聯(lián)劑，并同時加入溫度調(diào)節(jié)劑b?wdtj-b，攪拌均勻，即得胍膠壓裂液凍膠體系。

29、在本方案的一種優(yōu)選實施例中，所述步驟s1的具體操作為：量取配液水倒入攪拌器中，開啟攪拌器，加入溫度調(diào)節(jié)劑a?wdtj-a，再加入胍膠稠化劑，攪拌2～3min；靜置10分鐘。

30、本公開高攜砂胍膠壓裂液體系的配制可適應(yīng)0～20℃的低溫配液水。

31、一種上述的高攜砂胍膠壓裂液體系或由上述的制備方法制備得到的高攜砂胍膠壓裂液體系在油氣藏壓裂開發(fā)中的應(yīng)用。

32、溫度調(diào)節(jié)劑a?wdtj-a加入水中，水的表面張力降低，能夠形成表面活性劑聚集體，聚集體選擇性將未溶的胍膠聚集在親水基的一端，能夠提高俄羅斯現(xiàn)用原粉胍膠的溶解度；同時隨著溫度調(diào)節(jié)劑a?wdtj-a的加入，溶液界面張力變小，胍膠分子均勻分散在溶液中，胍膠分子鏈在冷水中快速伸展開，加快其在低溫水，特別是小于10℃水中的溶解，將分子鏈上的順式鄰位羥基暴露出來。

33、溫度調(diào)節(jié)劑b?wdtj-b能夠降低水溶液的界面張力，加快水分子向硼礦物中的滲透，從而加快硼礦物溶解；wdtj-b呈堿性，硼礦物水解產(chǎn)生氫離子，這樣就會加快硼礦物水解，加快硼離子的釋放速度，在低溫下快速與胍膠發(fā)生交聯(lián)作用，達到25-30℃配液水配制胍膠凍膠相同的性能，從而解決俄羅斯現(xiàn)用的具有高攜砂性能的胍膠壓裂液體系配制需要加熱，從而影響施工效率的問題。

34、術(shù)語“預(yù)基液”是將稠化劑分散在配液水中，且尚未添加粘土穩(wěn)定劑、破乳劑等助劑時的壓裂液基液。

35、本發(fā)明的有益效果是：

36、本公開在俄羅斯現(xiàn)用胍膠體系中引入溫度調(diào)節(jié)劑a?wdtj-a以及溫度調(diào)節(jié)劑bwdtj-b兩種添加劑，溫度調(diào)節(jié)劑a?wdtj-a加入水中，能夠提高俄羅斯現(xiàn)用原粉胍膠的溶解度，并有利于胍膠分子均勻分散在溶液中，加快胍膠分子在低溫水，特別是小于10℃水中的溶解；溫度調(diào)節(jié)劑b?wdtj-b能夠降低水溶液的界面張力，加快水分子向硼礦物中的滲透，加快硼礦物溶解；溫度調(diào)節(jié)劑b?wdtj-b呈堿性，可加快硼礦物水解釋放，進而本公開可在低溫下快速與胍膠發(fā)生交聯(lián)作用，達到25-30℃配液水配制胍膠凍膠相同的性能，解決俄羅斯現(xiàn)用的具有高攜砂性能的胍膠壓裂液體系配制需要加熱，從而影響施工效率的問題。