用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，包括：將降濾失劑與可循環(huán)利用壓裂液在地面均勻混合后注入地層造縫；進行加砂壓裂作業(yè)；壓裂作業(yè)加砂結(jié)束后待裂縫閉合后控制放噴；返排液經(jīng)除砂、氣液分離后進入儲液罐；對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，若未達設(shè)計要求，繼續(xù)添加稠化劑至到粘度符合要求為止，且補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求；進行二次壓裂施工；重復(fù)上述步驟，完成液體的循環(huán)利用。本發(fā)明降低了壓裂液濾失，減小對地層的污染，且由于返排液在地面直接回收至儲液罐，防止地表污染；返排液回收，降低了用水量；返排液經(jīng)地面處理后僅需加入少量稠化劑即可再次利用，降低施工作業(yè)成本，可實現(xiàn)無限次壓裂作業(yè)。
【專利說明】用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，主要用于氣井單井或叢式井組壓裂液循環(huán)利用增產(chǎn)改造作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]對于低滲透天然氣井，壓裂增產(chǎn)改造是獲取エ業(yè)產(chǎn)能的有效方法和手段，通過壓裂液攜帯支撐劑鋪置于人工裂縫內(nèi)部，擴大泄流面積，從而實現(xiàn)氣井增產(chǎn)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，《天然氣エ業(yè)》2001年SI期公開了鄂北上古生界致密砂巖氣藏壓裂エ藝技術(shù)研究及應(yīng)用，針對儲層低滲特點，進行了優(yōu)化壓裂液配方、延遲交聯(lián)技術(shù)、破膠劑濃度階梯形逐漸増大的加入方法的研究，篩選優(yōu)化了適合本地區(qū)使用的壓裂液體系。針對儲層低壓特點，采用壓裂時伴注液氮的方法加快壓裂液的返排。同時為提高壓裂施工水平，最大限度改善壓裂效果，采取了先進的壓裂設(shè)計軟件進行壓裂設(shè)計、壓裂診斷試驗和現(xiàn)場優(yōu)化壓裂設(shè)計、強制閉合裂縫、現(xiàn)場質(zhì)量控制等方法。
[0004]但目前低滲透氣井直井分層壓裂/水平井分段壓裂常采用羥丙基胍膠壓裂液體系，該體系存在的主要問題是施工用水量大，壓裂作業(yè)成本高；體系殘渣量高，存在地層污染，影響增產(chǎn)改造效果；壓裂返排液進泥漿池，極易造成地表環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有壓裂方法存在的上述問題，提供一種用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法。本發(fā)明降低了壓裂液濾失，減小對地層的污染，且由于返排液在地面直接回收，可防止地表污染；返排液回收，降低了用水量；返排液經(jīng)地面處理后即可再次利用。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，其特征在于，包括如下步驟:
a、將降濾失劑與可循環(huán)利用壓裂液在地面均勻混合后注入地層造縫，降濾失劑與可循環(huán)壓裂液的質(zhì)量比為I一5%:95一99% ；
b、進行加砂壓裂作業(yè)；
C、壓裂作業(yè)加砂結(jié)束后待裂縫閉合后控制放噴；
d、返排液經(jīng)除砂、氣液分離后進入儲液罐；
e、對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，若未達設(shè)計要求，繼續(xù)添加稠化劑至到粘度符合要求為止，且補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求；
f、進行二次壓裂施工；
g、重復(fù)上述步驟，完成液體的循環(huán)利用。
[0007]所述步驟a中的可循環(huán)利用壓裂液由如下重量百分比的組份組成:
稠化劑I 一 5%，氣化鐘I一5%,
余量為水。
[0008]所述可循環(huán)利用壓裂液在地面常溫條件下吋，粘度至少為90mPa ? s,當(dāng)?shù)貙訙囟却笥?0°C后迅速降粘，100°C時粘度≤IOmPa ? S。
[0009]所述步驟e中，對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，地面常溫條件下粘度至少為90mPa ? s時為符合設(shè)計要求；補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求是指，降濾失劑占液體總重量的I一5%。
[0010]所述返排液經(jīng)地面除砂、氣液分離后進入儲液罐，在35°C條件下粘度恢復(fù)至
70mPa ? S。
[0011]所述的降濾失劑可以是粒徑為20-500 u m的碳酸鈣顆粒。
[0012]所述的稠化劑為氯化硬脂酸二甲胺基こ醇酯甲基銨。
[0013]采用本發(fā)明的優(yōu)點在于:
一、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在:(I)利用前置液階段控制濾失技木，降低壓裂液對地層污染；(2)液體循環(huán)利用，地面無殘液排放，井場及周圍地表環(huán)境不受污染；(3)降低了液體濾失，同等液量下有利于裂縫擴展，大幅増加了裂縫的泄流面積，有利于提高壓裂改造效果；(4)液體循環(huán)利用，降低了施工作業(yè)成本。因此，本發(fā)明可實現(xiàn)壓后返排液的零排放，且重復(fù)利用降低壓裂液綜合成本，規(guī)?；茝V后可大幅降低壓裂液的環(huán)境污染問題。
[0014]二、本發(fā)明中，可循環(huán)利用壓裂液由如下重量百分比的組份組成:稠化劑I一5%，氯化鉀I一5%，余量為水，降低了壓裂液濾失，減小對地層的污染。
[0015]三、本發(fā)明中，可循環(huán)利用壓裂液在地面常溫條件下(25°C)時粘度90mPa *s，攜砂能力良好，當(dāng)?shù)貙訙囟却笥?0°C后迅速降粘，100°C時粘度IOmPa ? S，有利于壓裂液返排。
[0016]四、本發(fā)明中，返排液經(jīng)地面除砂、氣液分離后進入儲液罐，在35°C條件下粘度恢復(fù)至70mPa ? s，可加入稠化劑后用于二次壓裂液循環(huán)利用，由于返排液在地面直接回收至儲液罐，防止地表污染；返排液回收，降低了用水量；返排液經(jīng)地面處理后僅需加入稠化劑即可再次利用，降低施工作業(yè)成本，理論上可實現(xiàn)無限次壓裂作業(yè)。
[0017]五、本發(fā)明中的稠化劑為氯化硬脂酸二甲胺基こ醇酯甲基銨，保證了在地面常溫條件下(25°C)時粘度90mPa ? s，攜砂能力良好，當(dāng)?shù)貙訙囟却笥?0°C后迅速降粘。
【具體實施方式】
[0018]實施例1
一種用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，包括如下步驟:
a、將降濾失劑與可循環(huán)利用壓裂液在地面均勻混合后注入地層造縫，降濾失劑與可循環(huán)壓裂液的質(zhì)量比為1%: 99% ；
b、進行加砂壓裂作業(yè)；
C、壓裂作業(yè)加砂結(jié)束后待裂縫閉合后控制放噴；
d、返排液經(jīng)除砂、氣液分離后進入儲液罐；
e、對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，若未達設(shè)計要求，繼續(xù)添加稠化劑至到粘度符合要求為止，且補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求；f、進行二次壓裂施工；
g、重復(fù)上述步驟，完成液體的循環(huán)利用。
[0019]本實施例中，所述步驟a中的可循環(huán)利用壓裂液由如下重量百分比的組份組成: 稠化劑1%，
氯化鉀1%，
余量為水。
[0020]本實施例中，所述可循環(huán)利用壓裂液在地面常溫條件下時，粘度至少為90mPa ? s,當(dāng)?shù)貙訙囟却笥?0°C后迅速降粘，100°C時粘度≤IOmPa ? S。
[0021]本實施例中，所述步驟e中，對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，地面常溫條件下粘度至少為90mPa ? s時為符合設(shè)計要求；補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求是指，降濾失劑占液體總重量的1%。
[0022]本實施例中，所述返排液經(jīng)地面除砂、氣液分離后進入儲液罐，在35°C條件下粘度恢復(fù)至70mPa ? S。
[0023]本實施例中，所述的降濾失劑可以是粒徑為20 Pm的碳酸鈣顆粒，此為優(yōu)選降濾失劑，但并不局限于此，也可采用現(xiàn)有技術(shù)中的其它降濾失劑。
[0024]本實施例中，所述 的稠化劑為氯化硬脂酸二甲胺基こ醇酯甲基銨，此為最佳方式，但并不局限于此。
[0025]實施例2
一種用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，包括如下步驟:
a、將降濾失劑與可循環(huán)利用壓裂液在地面均勻混合后注入地層造縫，降濾失劑與可循環(huán)壓裂液的質(zhì)量比為5%:95% ；
b、進行加砂壓裂作業(yè)；
C、壓裂作業(yè)加砂結(jié)束后待裂縫閉合后控制放噴；
d、返排液經(jīng)除砂、氣液分離后進入儲液罐；
e、對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，若未達設(shè)計要求，繼續(xù)添加稠化劑至到粘度符合要求為止，且補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求；
f、進行二次壓裂施工；
g、重復(fù)上述步驟，完成液體的循環(huán)利用。
[0026]本實施例中，所述步驟a中的可循環(huán)利用壓裂液由如下重量百分比的組份組成: 稠化劑5%，
氯化鉀5%，
余量為水。
[0027]本實施例中，所述可循環(huán)利用壓裂液在地面常溫條件下時，粘度至少為90mPa ? s,當(dāng)?shù)貙訙囟却笥?0°C后迅速降粘，100°C時粘度≤IOmPa ? S。
[0028]本實施例中，所述步驟e中，對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，地面常溫條件下粘度至少為90mPa ? s時為符合設(shè)計要求；補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求是指，降濾失劑占液體總重量的5%。
[0029]本實施例中，所述返排液經(jīng)地面除砂、氣液分離后進入儲液罐，在35°C條件下粘度恢復(fù)至70mPa ? S。[0030]本實施例中，所述的降濾失劑可以是粒徑為500i!m的碳酸鈣顆粒。
[0031]本實施例中，所述的稠化劑為氯化硬脂酸二甲胺基こ醇酯甲基銨。
[0032]實施例3
一種用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，包括如下步驟:
a、將降濾失劑與可循環(huán)利用壓裂液在地面均勻混合后注入地層造縫，降濾失劑與可循環(huán)壓裂液的質(zhì)量比為2%:98% ；
b、進行加砂壓裂作業(yè)； C、壓裂作業(yè)加砂結(jié)束后待裂縫閉合后控制放噴；
d、返排液經(jīng)除砂、氣液分離后進入儲液罐；
e、對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，若未達設(shè)計要求，繼續(xù)添加稠化劑至到粘度符合要求為止，且補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求；
f、進行二次壓裂施工；
g、重復(fù)上述步驟，完成液體的循環(huán)利用。
[0033]本實施例中，所述步驟a中的可循環(huán)利用壓裂液由如下重量百分比的組份組成: 稠化劑2%，
氯化鉀2%，
余量為水。
[0034]本實施例中，所述可循環(huán)利用壓裂液在地面常溫條件下時，粘度至少為90mPa ? s,當(dāng)?shù)貙訙囟却笥?0°C后迅速降粘，100°C時粘度≤IOmPa ? S。
[0035]本實施例中，所述步驟e中，對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，地面常溫條件下粘度至少為90mPa ? s時為符合設(shè)計要求；補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求是指，降濾失劑占液體總重量的2%。
[0036]本實施例中，所述返排液經(jīng)地面除砂、氣液分離后進入儲液罐，在35°C條件下粘度恢復(fù)至70mPa ? S。
[0037]本實施例中，所述的降濾失劑可以是粒徑為lOOym的碳酸鈣顆粒。
[0038]本實施例中，所述的稠化劑為氯化硬脂酸二甲胺基こ醇酯甲基銨。
[0039]實施例4
可循環(huán)利用的壓裂液的液體粘度可隨溫度變化，是由2%氯化硬脂酸二甲胺基こ醇酯甲基銨C23H48O2NCl和2%KC1和96%H20組成的混合物。該壓裂液(初次利用稱為ー級壓裂液)在地面常溫條件下(25°C)時粘度90mPa ? s，攜砂能力良好，當(dāng)?shù)貙訙囟却笥?0°C后迅速降粘，100°C時粘度IOmPa ? S，有利于壓裂液返排，返排液經(jīng)地面除砂、氣液分離后進入儲液罐，在35°C條件下粘度恢復(fù)至70mPa ? s，可加入少量稠化劑后形成二級壓裂液循環(huán)利用。
[0040]采用本發(fā)明中的壓裂液的壓裂エ藝，在前置液階段將降濾失劑(粒徑為20-500的碳酸鈣顆粒)與可循環(huán)利用壓裂液在地面均勻混合后注入地層，比例為質(zhì)量比1%降濾失劑與99%可循環(huán)壓裂液，降低液體在地層中的濾失，有效提高液體造縫效率，隨后將支撐劑與可循環(huán)利用壓裂液在地面均勻混合后注入地層(支撐劑與可循環(huán)利用壓裂液的混合質(zhì)量比例為10-45:100，支撐劑可以是石英砂或陶粒)，可循環(huán)利用壓裂液被地層加熱迅速降粘，通過控制放噴使裂縫閉合，依靠地層能量返排至地面。經(jīng)處理后進入儲液罐，加入少量稠化劑恢復(fù)液體粘度，形成二級壓裂液循環(huán)利用。[0041]實施例5
壓裂エ藝具體包括如下步驟:
第一歩:將降濾失劑與可循環(huán)利用壓裂液在地面均勻混合后注入地層造縫；
第二步:進行加砂壓裂作業(yè)；
第三步:壓裂作業(yè)加砂結(jié)束后待裂縫閉合后控制放噴；
第四步:返排液經(jīng)除砂、氣液分離后進入儲液罐；
第五步:對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，若未達設(shè)計要求，繼續(xù)添加壓裂液添加劑至到粘度符合要求為止，且補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求；
第六步:進行二次壓裂施工，保證液體具有較好的攜砂性；
第七步:重復(fù)一至六步，完成液體的循環(huán)利用。
[0042]壓裂エ藝通過前置液階段加入降濾失劑控制液體濾失，増加裂縫擴展，隨后將支撐劑與可循環(huán)利用壓裂液在地面均勻混合后輸送至地層，可循環(huán)利用壓裂液被地層加熱后迅速降粘，壓裂施工結(jié)束后通過控制放噴使裂縫閉合，依靠地層能量返排至地面，經(jīng)處理后進入儲液罐，加入少量稠化劑恢復(fù)液體粘度，形成ニ級壓裂液循環(huán)利用。
[0043]通過依靠地面、地層溫度變化控制壓裂液粘度，實現(xiàn)液體的循環(huán)利用；通過前置液階段加入降濾失劑，増加裂縫擴展，提高返排率和循環(huán)利用率；通過控制液體濾失，降低儲層污染；通過液體循環(huán)利用，防止地表環(huán)境污染。
【權(quán)利要求】
1.一種用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，其特征在于，包括如下步驟: a、將降濾失劑與可循環(huán)利用壓裂液在地面均勻混合后注入地層造縫，降濾失劑與可循環(huán)壓裂液的質(zhì)量比為I一5%:95一99% ； b、進行加砂壓裂作業(yè)； C、壓裂作業(yè)加砂結(jié)束后待裂縫閉合后控制放噴； d、返排液經(jīng)除砂、氣液分離后進入儲液罐； e、對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，若未達設(shè)計要求，繼續(xù)添加稠化劑至到粘度符合要求為止，且補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求； f、進行二次壓裂施工； g、重復(fù)上述步驟，完成液體的循環(huán)利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，其特征在于:所述步驟a中的可循環(huán)利用壓裂液由如下重量百分比的組份組成: 稠化劑1 一 5%，氣化鐘1一5%, 余量為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，其特征在于:所述可循環(huán)利用壓裂液在地面常溫條件下時，粘度至少為90mPa ? s，當(dāng)?shù)貙訙囟却笥?0°C后迅速降粘，100°C時粘度≤1OmPa ? S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，其特征在于:所述步驟e中，對儲液罐內(nèi)液體進行粘度檢測，地面常溫條件下粘度至少為90mPa ? s時為符合設(shè)計要求；補充降濾失劑到規(guī)定的濃度要求是指，降濾失劑占液體總重量的1一 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，其特征在于:所述返排液經(jīng)地面除砂、氣液分離后進入儲液罐，在35°C條件下粘度恢復(fù)至70mPa ? S。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述的用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，其特征在于:所述的降濾失劑可以是粒徑為20-500 的碳酸鈣顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于砂巖氣藏壓裂施工的可循環(huán)利用壓裂液的壓裂方法，其特征在干:所述的稠化劑為氯化硬脂酸二甲胺基こ醇酯甲基銨。
【文檔編號】E21B43/26GK103603644SQ201310644767
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】任雁鵬, 馬托, 黃超, 王坤, 蔣文學(xué), 黃永章, 柴巧玲, 汪小宇, 王所良, 韓婧婧 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司