一種無殘?jiān)酆衔飰毫岩旱闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣田開采領(lǐng)域所使用的壓裂液，特別是一種應(yīng)用于20?120°C低滲、特低滲油氣井壓裂的無殘?jiān)酆衔飰毫岩骸?br>【背景技術(shù)】
[0002]壓裂改造已成為油氣井增產(chǎn)和增注的主要措施之一。作為壓裂技術(shù)的重要組成部分，壓裂液的好壞對壓裂增產(chǎn)起著關(guān)鍵作用。20世紀(jì)90年代后，國外研宄者開始研制無聚合物水基壓裂液。目前，壓裂液主要以水基壓裂液為主。理想的水基壓裂液應(yīng)該有足夠的粘度以攜帶支撐劑，壓裂后能迅速返排，在裂縫中不留殘?jiān)?，不傷害地層。但我國目前主要使用植物膠壓裂液體系，這一體系中水不溶物及破膠液中殘?jiān)^多，必然會對地層及支撐裂縫的充填層造成嚴(yán)重堵塞，使其滲透率大幅下降，從而大大降低壓裂效果；對于低滲、特低滲油氣層，常常會導(dǎo)致壓裂完全失效。隨著油氣田開發(fā)對壓裂效果要求越來越高，消除殘?jiān)捌鋫Τ蔀閴毫鸭夹g(shù)中亟待解決的重大難題。
[0003]聚合物壓裂液是專門針對普通瓜膠類壓裂液水不溶物及殘?jiān)^高而開發(fā)出的一種新型壓裂液體系。與天然高分子材料相比，具有增稠能力強(qiáng)、破膠徹底、無殘?jiān)?、適應(yīng)的溫度范圍廣(20?120°C)、對儲層傷害小等特點(diǎn)。聚合物壓裂液體系配液、施工與瓜膠壓裂液體系相同，不需要特殊設(shè)備，破膠液具有與清潔壓裂液類似的無殘?jiān)匦?，特別適合于低滲、特低滲儲層的壓裂改造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能解決壓裂液殘?jiān)鼘τ蜌鈨拥膫Γ岣邼B透率的聚合物壓裂液；
本發(fā)明另一目的在于提供上述聚合物壓裂液的制備方法；
本發(fā)明還有一個目的在于提供上述聚合物壓裂液在低溫、低滲油氣井壓裂改造中的應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程如下:
一種聚合物壓裂液，其各組分的質(zhì)量百分比為:0.15?0.45%聚合物稠化劑，0.2?0.4%助排劑，0.01%?0.08%破膠劑，0.2%?0.6%復(fù)合交聯(lián)劑，其余為水，pH值為6-7 ；
所述的聚合物稠化劑為分子量600?1200萬的陰離子聚丙烯酰胺；
所述的助排劑為氟碳表面活性劑，如YM-312、TF-280。
[0006]所述的破膠劑為過硫酸銨或過硫酸鉀膠囊；
所述的復(fù)合交聯(lián)劑為選自有機(jī)多羥基羧酸的鋯、鋁、鐵、鉻、鈦或銅鹽水溶液，質(zhì)量百分比濃度為5?20%，所述的有機(jī)多羥基羧酸選自酒石酸、乳酸、檸檬酸、丙二酸、葡萄糖酸，優(yōu)選為有機(jī)多羥基羧酸的鋯、鋁、鐵、鉻鹽水溶液。
[0007]所述的有機(jī)多羥基羧酸的鋯、鋁、鐵、鉻、鈦或銅鹽水溶液由有機(jī)多羥基羧酸與可溶性鋯、鋁、鐵、鉻、鈦或銅鹽反應(yīng)得到。
[0008]所述有機(jī)多羥基羧酸的鋯、鋁、鐵、鉻鹽水溶液由有機(jī)多羥基羧酸與可溶性鋯、鋁、鐵、鉻鹽反應(yīng)得到，可溶性鋯、鋁、鐵、鉻鹽為氧氯化鋯、氯化鋁、氯化亞鐵、氯化鉻，其質(zhì)量比I ?5:0.5 ?3:0.I ?1:0.I ?2ο
[0009]上述壓裂液的制備方法:在攪拌下將聚合物稠化劑加入水中，然后加入助排劑、過硫酸銨或過硫酸鉀膠囊、復(fù)合交聯(lián)劑，攪拌均勻即可。
[0010]本發(fā)明壓裂液可應(yīng)用在低溫、低滲油氣井壓裂改造中。
[0011]本發(fā)明的工作原理為:將稠化劑、助排劑按比例加入水中配制成水溶液，加入有機(jī)金屬絡(luò)合物和破膠助劑組成的復(fù)合交聯(lián)劑后形成凍膠，施工中攜砂形成支撐裂縫；在地層膠囊破裂，釋放出過硫酸銨，與凍膠中的破膠助劑作用，凍膠徹底破膠水化，達(dá)到快速返排的要求，通過控制過硫酸銨膠囊加入量，使壓裂液滿足地層所需的耐溫性。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果:
(1)本發(fā)明壓裂液使用陰離子聚丙烯酰胺為稠化劑，保證了壓裂液的基液粘度與瓜膠相當(dāng)，交聯(lián)后的凍膠攜砂性能大大增強(qiáng)，這樣在保證壓裂液攜砂性能不變的條件下，消除了因使用瓜膠而產(chǎn)生的殘?jiān)?，有利于低滲、特低滲油氣井的壓裂增產(chǎn)；
(2)本發(fā)明采用復(fù)合交聯(lián)劑與陰離子聚丙烯酰胺交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凍膠，攜砂進(jìn)入地層，過硫酸銨膠囊與復(fù)合交聯(lián)劑中的破膠助劑反應(yīng)，釋放出活性氧，氧化聚合物碳鏈，凍膠破膠水化，壓裂液易返排，不易堵塞儲層和支撐裂縫，提高人工裂縫的滲透率；
(3)本發(fā)明壓裂液具有抗剪切性能好，有利于地層破裂和人工裂縫的延伸，有利于懸浮和輸送支撐劑，形成有足夠?qū)Я髂芰Φ娜斯ち芽p；
(4)本發(fā)明壓裂液在低溫情況下即可破膠，解決了瓜膠壓裂液在低溫下破膠困難的問題，特別適合于低溫、低滲油氣井的壓裂改造。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
在攪拌下將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%的陰離子聚丙烯酰胺加入水中，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的氟碳表面活性劑ΥΜ-312、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%的過硫酸銨膠囊、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的復(fù)合交聯(lián)劑(其余為水，各組分質(zhì)量百分比之和為百分之百)，攪拌均勻即得到聚合物壓裂液，該聚合物壓裂液適應(yīng)于40°C以下的儲層壓裂。
[0014]所述的復(fù)合交聯(lián)劑為質(zhì)量百分比濃度為10%的酒石酸的鋯、鋁、鐵、鉻鹽水溶液，其中反應(yīng)使用的氧氯化鋯、氯化鋁、氯化亞鐵、氯化鉻質(zhì)量比為3:1:0.5:1。
[0015]實(shí)施例2
在攪拌下將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的陰離子聚丙烯酰胺加入水中，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的氟碳表面活性劑TF-280、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%的過硫酸銨膠囊、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的復(fù)合交聯(lián)劑(其余為水，各組分質(zhì)量百分比之和為百分之百)，攪拌均勻即得到聚合物壓裂液，該聚合物壓裂液適應(yīng)于40°C?80 °C的儲層壓裂。
[0016]所述的復(fù)合交聯(lián)劑為質(zhì)量百分比濃度為15%的酒石酸、乳酸、檸檬酸(質(zhì)量比為1:1:1)的鋯、鋁、鐵、鉻鹽水溶液，其中反應(yīng)使用的氧氯化鋯、氯化鋁、氯化亞鐵、氯化鉻質(zhì)量比為 4:2:0.7:1.2。
[0017]實(shí)施例3 在攪拌下將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%的陰離子聚丙烯酰胺加入水中，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的氟碳表面活性劑TF-280、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%的硫酸鉀膠囊、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%的復(fù)合交聯(lián)劑(其余為水，各組分質(zhì)量百分比之和為百分之百)，攪拌均勻即得到聚合物壓裂液，該聚合物壓裂液適應(yīng)于80°C?120°C的儲層壓裂。
[0018]所述的復(fù)合交聯(lián)劑為質(zhì)量百分比濃度為15%的乳酸、檸檬酸、丙二酸(質(zhì)量比為1:2:1)的鋯、鋁、鐵、鉻鹽水溶液，其中反應(yīng)使用的氧氯化鋯、氯化鋁、氯化亞鐵、氯化鉻質(zhì)量比為 4:2:0.7:1.2。
[0019]實(shí)施例4無殘值壓裂液性能試驗(yàn)
(I)耐溫耐剪切性能:溫度分別為20°C、60°C、90°C、120°C，在170 s—1連續(xù)剪切60min后，粘度分別為81、97、226、183 mPa.S，完全可滿足壓裂施工的要求。
[0020](2)破膠性能及殘?jiān)?凍膠的破膠速度可根據(jù)儲層溫度，通過調(diào)整過硫酸銨膠囊的加量來控制。破膠劑加入量在0.01%?0.08%之間，120min后的破膠液粘度均小于5mPa*s，殘?jiān)啃∮?0mg/L，遠(yuǎn)低于瓜膠壓裂液，與清潔壓裂液相當(dāng)，對儲層傷害小。
[0021](3)靜態(tài)濾失性能:在壓差3.5MPa下，30°C、60°C、90°C配方體系的濾失速率分別為 1.61 X 10_4m/min1/2U.93 X l(T4m/min1/2、2.04X l(T4m/min1/2。
[0022](4)助排性能:凍膠破膠后的表面張力小于26 mN/m，與煤油的界面張力小于I mN/m，具有很好的助排性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚合物壓裂液，其特征在于各組分的質(zhì)量百分比為:0.15?0.45%聚合物稠化劑，0.2?0.4%助排劑，0.01%?0.08%破膠劑，0.2%?0.6%復(fù)合交聯(lián)劑，其余為水，pH值為 6-7 ； 所述的聚合物稠化劑為分子量600?1200萬的陰離子聚丙烯酰胺； 所述的助排劑為氟碳表面活性劑； 所述的破膠劑為過硫酸銨或過硫酸鉀膠囊； 所述的復(fù)合交聯(lián)劑選自有機(jī)多羥基羧酸的鋯、鋁、鐵、鉻、鈦或銅鹽水溶液，質(zhì)量百分比濃度為5?20%，所述的有機(jī)多羥基羧酸選自酒石酸、乳酸、檸檬酸、丙二酸、葡萄糖酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物壓裂液，其特征在于:所述氟碳表面活性劑選自YM-312、TF-280。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物壓裂液，其特征在于:所述的有機(jī)多羥基羧酸的鋯、鋁、鐵、鉻、鈦或銅鹽水溶液由有機(jī)多羥基羧酸與可溶性鋯、鋁、鐵、鉻、鈦或銅鹽反應(yīng)得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物壓裂液，其特征在于:所述的復(fù)合交聯(lián)劑為有機(jī)多羥基羧酸的鋯、鋁、鐵、鉻鹽水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚合物壓裂液，其特征在于:所述的有機(jī)多羥基羧酸的鋯、鋁、鐵、鉻鹽水溶液由有機(jī)多羥基羧酸與可溶性鋯、鋁、鐵、鉻鹽反應(yīng)得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚合物壓裂液，其特征在于:可溶性鋯、鋁、鐵、鉻鹽為氧氯化鋯、氯化鋁、氯化亞鐵、氯化鉻，其質(zhì)量比I?5:0.5?3:0.1?1:0.1?2。
7.權(quán)利要求1所述壓裂液的制備方法，其特征在于:在攪拌下將聚合物稠化劑加入水中，然后加入助排劑、過硫酸銨或過硫酸鉀膠囊、復(fù)合交聯(lián)劑，攪拌均勻即可。
8.權(quán)利要求1所述壓裂液在低溫、低滲油氣井壓裂改造中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種聚合物壓裂液，該壓裂液體系組成為：0.15～0.45%聚合物稠化劑，0.2～0.4%助排劑，0.01%～0.08%破膠劑，0.2%～0.6%復(fù)合交聯(lián)劑，其余為水，pH值為6-7。其制備方法是在攪拌下將稠化劑加入水中，加入助排劑、破膠劑、復(fù)合交聯(lián)劑，攪拌均勻即得到壓裂液。該壓裂液以聚合物為稠化劑，與復(fù)合交聯(lián)劑反應(yīng)形成凍膠，體系依靠凍膠攜砂，經(jīng)破膠劑破膠后，具有與清潔壓裂液類似的無殘?jiān)匦裕貏e適合于低滲、特低滲儲層的壓裂改造。
【IPC分類】C09K8-68
【公開號】CN104710973
【申請?zhí)枴緾N201410678905
【發(fā)明人】王玲燕, 謝志海, 王海力, 騰曉曉, 張瑜, 王珉, 許亮紅
【申請人】西北大學(xué), 陜西延長中立新能源股份有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年11月24日