基于控制鹽水加量的清潔壓裂液制備工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于控制鹽水加量的清潔壓裂液制備工藝，包括步驟：(a)首先，在濃度為3.0％～5.0％的鹽水溶液中，加入適量的表面活性劑，攪拌一段時間；(b)然后，在攪拌情況下，加入適量的水楊酸鈉，充分攪拌得到溶液；(c)最后，在恒溫水浴中保存一段時間以便充分消泡，即得清潔壓裂液。本發(fā)明專利技術(shù)通過控制鹽水的加量，從而能大大增加整個體系的粘數(shù)，進而提高制備出的清潔壓裂液的產(chǎn)品質(zhì)量。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種清潔壓裂液制備工藝，具體是指一種基于控制鹽水加量的清潔壓裂液制備工藝。
技術(shù)介紹
油氣井的水力壓裂增產(chǎn)技術(shù)是改造油氣層的有效方法，是油氣井、水井增產(chǎn)、增注的有效措施。此技術(shù)已積累了 50多年的經(jīng)驗，被廣泛應用于油氣田勘探和開發(fā)中。與此同時，每年會消耗掉6 X IO4噸以上的化學劑。所謂油層水力壓裂，就是對于埋藏在幾百到幾千米的油層，利用水力的作用，使油層形成裂縫。油層水力壓裂的過程，一般指在地面采用高壓大排量的泵，利用液體的傳壓性能，將具有一定粘度的液體(壓裂液)，以大大超過油層所能吸收的能力向井中注入，井筒內(nèi)的壓力逐漸增高，當壓力增高到超過井壁附近的地應力及巖石的抗張強度時，油層就會形成有一定幾何尺寸的裂縫。由于裂縫的出現(xiàn)，滲透面積增加，加之井底壓力與油層壓力之間存在壓差，此時泵入的液體，其中一部分滿足了地層的吸收，剩余的則使裂縫向前延伸和擴張。隨著流體的不斷注入，裂縫也會不斷延伸與擴展，直到流體所注入的速度與油層所能吸入的速度相等時，裂縫才會停止延伸與擴展。此時如果地面高壓泵停止泵入液體，油層由于外來壓力的消失，又會使裂縫重新閉合。為了保持裂縫處于張開伏態(tài)，隨著壓裂液的不斷注入，須在壓裂液中混入較大直徑的支撐劑(如石英砂、核桃殼、陶粒等)，使之沉淀于裂縫中，支撐已形成的裂縫。由于地層中有了這樣被支撐的裂縫，從而提高了近井地帶巖層的滲透率，改善了井筒附近油層的流體流動通道，增大了排流面積，降低了流體的流動阻力，使油井達到了增產(chǎn)的效果。清潔壓裂液作為造縫和攜砂的介質(zhì)，其性能的改進一直是人們研究的課題。自50年代大規(guī)模進行水力壓裂以來，壓裂液無論從單項添加劑、整體壓裂液配方體系的形成、室內(nèi)研究儀器設(shè)備和方法到現(xiàn)場應用工藝技術(shù)等均發(fā)生了重大變化，特別是90年代以來，壓裂液體系研究趨于完善，在壓裂液化學和現(xiàn)場應用中發(fā)揮了重要作用。清潔壓裂液，國外是在上個世紀90年代發(fā)展起來的，自從1997年Schlumberger公司推出第一個產(chǎn)品J508投入市場以來，就迅速得到了推廣，目前用量最大的三個國家和地區(qū)分別是加拿大、墨西哥灣和美國東部。同時國外的學者通過長期致力于粘彈性研究，極大地豐富了粘彈性理論，為VES的理論研究奠定了基礎(chǔ)，得到的粘彈性評價方法為VES壓裂液性能評價指明了方向。國內(nèi)對清潔壓裂液研究較晚，目前主要應用的VES為CTAB和Schlumberger的J508型表面活性劑，存在的問題是CTAB的粘彈效應較為弱，特別是在溫度高于60°C時，粘性會隨之大大降低，失去對支撐劑的有效懸浮作用。Schlumberger的J508型表面活性劑有很好的粘彈性，適用的溫度較高，由于其配方中添加了某些高溫穩(wěn)定劑，從而將該體系應用在溫度高于100°C的油氣井增產(chǎn)作業(yè)，但是該配方的成本較CTAB高，使得該體系在國內(nèi)大規(guī)模應用受到限制。近年來國內(nèi)也有報道不同配方的VES，使用的溫度也有了較大的提高，但是關(guān)于他們的應用報道還很少。從某種角度說原因是由于分子設(shè)計中沒有很好的考慮到產(chǎn)品的工業(yè)化問題，導致成本太高而制約其應用，另一個重要的原因是由于國內(nèi)目前對VES流體的評價方法還不完善，致使對VES有一個誤區(qū)，那就是應該達到多大的粘彈性才能保證壓裂的正常施工。目前，廣泛使用的清潔壓裂液體系可分為水基壓裂液、泡沫壓裂液、油基壓裂液和乳化壓裂液。從50年代初到60年代初是以油基壓裂液為主。油基壓裂液通常由烴類(原油、柴油)、稠化劑(有機磷酸鹽)、交聯(lián)劑(偏鋁酸鹽)和破膠劑(強堿弱酸鹽)組成，通過兩步交聯(lián)法，提高了其現(xiàn)場可操作性和耐溫能力(達130°C)。它具有與油藏配伍性好，易返排、低傷害，適合于強水敏、低壓儲層等優(yōu)點。同時，也存在安全性差、成本高、耐溫能力較弱和濾失量大等缺點。在60年代初，胍爾膠稠化劑的問世，標志著現(xiàn)代壓裂液化學的誕生。70年代，由于胍爾膠化學改性(如羥丙基胍爾膠HPG、羥基羧甲基胍爾膠CMHPG)的成功，以及交聯(lián)體系的完善(由硼、銻發(fā)展到有機鈦、有機鋯)，水基壓裂液迅速發(fā)展，在壓裂液類型中占主導作用。水基壓裂液由聚合物稠化劑(植物膠，如胍爾膠、香豆膠等)、交聯(lián)劑、破膠劑、pH值調(diào)節(jié)劑、殺菌劑、粘土穩(wěn)定劑和助排劑等組成。具有低廉、安全、可操作性強、綜合性能好、運用范圍廣等特點，但潛在的問題是損害水敏性儲層，以及由于殘渣、未破膠的濃縮膠和濾餅造成的導流能力損害。隨著致密氣藏的開采和部分低壓油井壓裂后返排困難等因素，在80年代泡沫壓裂液技術(shù)又大規(guī)模在現(xiàn)場應用，取代了部分水基壓裂液。泡沫壓裂液一般由氣相和液相組成，氣相(一般為70% 75%的C02或N2)以氣泡的形式分散在整個連續(xù)相中，液相通常含有表面活性劑或其它穩(wěn)定劑，加入植物膠稠化劑，可以改善泡沫壓裂液的穩(wěn)定性。它具有易返排、傷害小和攜砂能力強等特點，適合于低壓、水敏性儲層，尤其是氣藏。乳化壓裂液是介于水基與油基之間的壓裂液流體，目前常用的是聚合物水包油乳化壓裂液，它是由60% 70%的液態(tài)烴(原油或柴油為內(nèi)相)和30% 40%聚合物稠化水(植物膠水溶液為外相)組成，具有低濾失、低殘渣、粘度高和傷害較小等特點。目前，壓裂液體系仍是以水基壓裂液為主(占65%)，泡沫壓裂液(占30%)，油基、乳化壓裂液(占5% )共存的局面。其中，在水基壓裂液中，硼交聯(lián)壓裂液占40%，鈦、鋯交聯(lián)壓裂液占10%，未交聯(lián)壓裂液占15%。20世紀90年代，國外研制出了無聚合物水基壓裂液體系一種基于粘彈性表面活性劑的壓裂液，該體系不需化學破膠，排液能力強，壓裂液殘渣含量幾乎為零，基本不改變油層的潤濕性并且能夠有效的穩(wěn)定粘土，使壓裂過程中的表皮效應和油層污染更小，甚至接近零污染，能更有效的提高油井產(chǎn)能，充分達到油氣藏壓裂的目的。該體系被稱之為粘彈性表面活性劑壓裂液，又稱之為清潔壓裂液。清潔壓裂液自1997年在國外投入使用后，就迅速得到推廣。目前加拿大用量第一，墨西哥灣第二，美國東部第三。我國由于在界面化學和表面活性劑合成領(lǐng)域與發(fā)達國家相差較大，清潔壓裂液在我國發(fā)展還比較緩慢。從油田應用的角度來講，作為壓裂液的配方，不僅要有足夠的增粘能力，還要考慮主劑與其它輔劑的配伍性。對清潔壓裂液來說，主要是考慮與KCl的配伍性，因為現(xiàn)場一般多用KCI作粘土穩(wěn)定劑，以防止粘土的水化、膨脹、分散和運移。基于以上基本事實，在制備清潔壓裂液的工藝過程中，鹽水加量的大小對制備出的產(chǎn)品的體系粘數(shù)有著很大的影響，如何確定出一個最佳的鹽水加量，對清潔壓裂液的制備工藝有著深遠的影響。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供一種基于控制鹽水加量的清潔壓裂液制備工藝，該制備工藝通過控制鹽水的加量，從而能大大增加整個體系的粘數(shù)，進而提高制備出的清潔壓裂液的產(chǎn)品質(zhì)量。本專利技術(shù)的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)基于控制鹽水加量的清潔壓裂液制備工藝，包括以下步驟(a)首先，在濃度為3. 0% 5. 0%的鹽水溶液中，加入適量的表面活性劑，攪拌一段時間；(b)然后，在攪拌情況下，加入適量的水楊酸鈉，充分攪拌得到溶液； (C)最后，在恒溫水浴中保存一段時間以便充分消泡，即得清潔壓裂液。所述鹽水溶液為氯化鈉溶液。所述表面活性劑的為十六烷基三甲基氯化銨。所述水楊酸鈉的濃度為4. 0%。綜上所述，本專利技術(shù)的有益效本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
基于控制鹽水加量的清潔壓裂液制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：(a)首先，在濃度為3.0％～5.0％的鹽水溶液中，加入適量的表面活性劑，攪拌一段時間；(b)然后，在攪拌情況下，加入適量的水楊酸鈉，充分攪拌得到溶液；(c)最后，在恒溫水浴中保存一段時間以便充分消泡，即得清潔壓裂液。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王磊，
申請(專利權(quán))人：王磊，
類型：發(fā)明
國別省市：