CN103074049B - 一种使用原油采出污水配制的压裂液及其配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用原油采出污水配制的缔合聚合物压裂液，其组分及含量如下：稠化剂，0.2～1.4重量%；稠化辅剂，0.01～0.1重量%；金属离子稳定剂，0.05～0.1重量%；防水锁剂，0.02～0.05重量%；高温稳定剂，0.05～0.2重量%；粘土稳定剂，1～2重量%；其余组分为原油采出污水。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该压裂液体系使用缔合聚合物作为稠化主剂，不使用交联剂，通过缔合聚合物和两性表面活性剂之间的协同增效作用形成结构粘度，具有耐温、耐盐、抗剪切性能好、耐细菌腐蚀、摩阻低的特征，粘度大于20mPa·s就具有良好的携砂性能。

Description

一种使用原油采出污水配制的压裂液及其配制方法

技术领域

本发明涉及油气藏增产技术领域，具体涉及一种使用原油采出污水配制的压裂液及其配制方法。

背景技术

水力压裂技术是低渗储层改造的关键技术，水力压裂需要消耗大量淡水，对当地水资源造成影响，而在山西、甘肃等水资源匮乏地区，这种影响尤为严重。原油采出污水是指随原油、天然气的开采一同采出的地层水。随着油田开采进入中后期，原油含水量高达80-90%，原油采出污水的处理成为一个日益严峻的问题。如果能使用原油采出废水配制压裂液，既能缓解水力压裂对水资源的需求又能解决采油污水处理问题。

常规水基压裂液通常为瓜胶类的植物胶压裂液，对配液用水的pH值、矿化度、细菌、杂质含量等都有严格的要求。而采油废水的矿化度通常都较高，并含有大量的细菌，同时还有原油、固体颗粒等杂质，这些往往都会导致植物胶压裂液分层、腐败变质，难以满足压裂施工的要求。需要形成一种新的压裂液体系，以满足原油采出污水配制压裂液的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用使用原油采出污水配制的压裂液及其配制方法，该压裂液摩阻低，抗剪切性能强，耐细菌腐蚀，适用于低渗储层改造。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

本发明主要是利用缔合聚合物耐温、耐盐、耐细菌腐蚀、抗剪切性能好、摩阻低的特征，辅助稠化助剂、温度稳定剂、防水锁剂、粘土稳定剂等，形成使用采油污水配制的缔合聚合物压裂液体系，以充分利用原油采出污水，减少水力压裂对淡水资源的消耗。

其组分及含量如下：稠化剂，0.2～1.4重量%；稠化辅剂，0.01～0.1重量%；金属离子稳定剂，0.05～0.1重量%；防水锁剂，0.02～0.05重量%；高温稳定剂，0.05～0.2重量%；粘土稳定剂，1～2重量%；其余组分为原油采出污水。

在本发明压裂液中，所述稠化剂为缔合聚合物，产品商品名称为佰椿凝胶，产品代号BCG-1，由成都佰椿石油科技有限公司生产，工业品。分子量在500～1000万之间，最佳浓度为0.4～0.8重量%。该稠化剂为在水溶性聚合物上引入了疏水基团，通过疏水基团之间的疏水亲脂相互作用发生聚集，形成空间结构。具有耐温、耐盐、抗剪切性能好、摩阻低的特征。

在本发明压裂液中，所述稠化助剂为烷基乙氧基磺基甜菜碱，结构式如下：

R为C₁₂～C₁₆的烷基，m、n的值在8～20之间。

该稠化助剂为两性离子表面活性剂，在不同pH条件下均具有优良的稳定性，并具有良好的抗硬水性、杀菌性。和稠化剂配伍性能良好，在水溶液中，它可以与稠化剂分子链发生协同作用，显著增强体系的空间结构密度，在稠化剂分子之间起到“物理交联”的作用。

在本发明压裂液中，所述金属离子稳定剂为乙二胺四乙酸二钠。

在本发明压裂液中，所述防水锁剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠，结构式如下：

该防水锁剂和其它添加剂配伍，其碳氢链上的碳原子被氟原子取代，具有疏水疏油的效果，能同时降低溶液表面张力和油水界面张力，从而降低毛细管力的束缚，防止压裂液滤液对地层的水锁伤害，对低渗储层的改造具有重要意义。

在本发明压裂液中，所述高温稳定剂为硫代硫酸铵，0.05～0.2重量%；

在本发明压裂液中，所述粘土稳定剂为氯化钾，1～2重量%；

在本发明压裂液中使用的原料均为市售化学纯或工业纯。

本发明压裂液，在施工前期使用过硫酸铵胶囊破胶剂，施工后期使用过硫酸铵，加入量为0.02～0.2重量%。

本发明原油采出污水基缔合聚合物压裂液的配制方法如下：

1）压裂液基液的配制

在循环或搅拌器搅拌条件下，在原油采出污水中按上述浓度缓慢加入稠化剂、金属离子稳定剂、防水锁剂、高温稳定剂、粘土稳定剂，充分循环或搅拌，待稠化剂完全溶胀，得到压裂液基液。

2）压裂液的配制

在搅拌条件下，将压裂液基液和稠化辅剂按上述浓度充分混合均匀，得到粘弹性的压裂液。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）使用原油采出污水配制缔合聚合物压裂液，既缓解水力压裂对水资源的需求，又解决了采油污水处理问题；

（2）该压裂液体系使用缔合聚合物作为稠化主剂，不使用交联剂，通过缔合聚合物和两性表面活性剂之间的协同增效作用形成结构粘度，具有耐温、耐盐、抗剪切性能好、耐细菌腐蚀、摩阻低的特征，粘度大于20mPa·s就具有良好的携砂性能；

（3）在压裂液中引入了防水锁剂，能有效降低压裂液滤液对地层造成的的水锁伤害，有利于提高油气井产量，对低渗储层改造具有重要意义。

附图说明

图1是压裂液在60℃条件下的耐温耐剪切测试曲线；

图2是压裂液在100℃条件下的耐温耐剪切测试曲线；

图3是压裂施工曲线。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

A油田某井原油采出污水（矿化度在4万以下）水质分析见表1

表1原油采出污水水质分析

按0.6重量%的稠化剂、0.05重量%的金属离子稳定剂、0.03重量%防水锁剂、0.1重量%高温稳定剂、1重量%粘土稳定剂，余量为上述采油污水，配制压裂液基液。

在压裂液基液中加入0.03重量%的稠化辅剂充分混合均匀，得到粘弹性的压裂液。使用高温流变仪在60℃条件下进行压裂液的耐温耐剪切性能测试，测试曲线见图1。从60℃耐温耐剪切测试可以看出，在170s^-1持续剪切的情况下，压裂液黏度始终大于50mPa·s，表明该体系具有良好的耐温、耐剪切性能.

实施例2

使用上述原油采出污水，按0.8重量%的稠化剂、0.05重量%的金属离子稳定剂、0.03重量%防水锁剂、0.15重量%高温稳定剂、1重量%粘土稳定剂，配制压裂液基液。

在压裂液基液中加入0.04重量%的稠化辅剂充分混合均匀，得到粘弹性的压裂液。使用高温流变仪在100℃条件下进行压裂液的耐温耐剪切性能测试，测试曲线见图2，从100℃耐温耐剪切测试可以看出，在170s^-1持续剪切的情况下，压裂液黏度始终大于50mPa·s，表明该体系具有良好的耐温、耐剪切性能.

实施例3

1、现场配液

准备A油田原油采出污水180方，装入6个30方大罐中，采用射流技术配制基液，按表2中的配方依次向每罐原油采出污水中循环吸入各添加剂，循环均匀至表观粘度大于30mPa·S,稠化剂缓慢吸入，以不结块和鱼眼为准，循环均匀后检查液体粘度。

表2压裂液体添加剂配方

2、现场施工

地层温度73℃，采用φ73mmN80油管注入施工，封隔器保护套管。在压裂施工过程中，从混砂车中向基液中加入0.03重量%的稠化辅剂，前置液和携砂液前中期加入0.03-0.05重量%过硫酸铵胶囊，携砂液后期加入0.02-0.1重量%过硫酸铵。

压裂施工注入排量3.2-3.5m³/min，破裂泵压60.8MPa，共加入0.425-085mm中密度陶粒20m³，平均砂比24.94%。如图3所示，图中施工破裂梯度正常，压力平稳，地层裂缝延伸正常。按设计施工砂比顺利完成施工，表明采用原油采出污水配制的缔合聚合物压裂液性能优良，能满足压裂施工要求。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种使用原油采出污水配制的压裂液，其特征在于，其组分及含量如下：稠化剂，0.2～1.4重量％；稠化辅剂，0.01～0.1重量％；金属离子稳定剂，0.05～0.1重量％；防水锁剂，0.02～0.05重量％；高温稳定剂，0.05～0.2重量％；粘土稳定剂，1～2重量％；其余组分为原油采出污水；所述稠化剂为缔合聚合物，产品商品名称为佰椿凝胶，产品代号BCG-1，由成都佰椿石油科技有限公司生产；所述稠化助剂为烷基乙氧基磺基甜菜碱，结构式如下：

R为C₁₂～C₁₆的烷基，m、n的值在8～20之间；所述金属离子稳定剂为乙二胺四乙酸二钠；所述防水锁剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠，结构式如下：

所述高温稳定剂为硫代硫酸铵；所述粘土稳定剂为氯化钾。

2.根据权利要求1所述的压裂液的制备方法，其特征在于，1)压裂液基液的配制：在循环或搅拌器搅拌条件下，在原油采出污水中按权利要求1所述浓度缓慢加入稠化剂、金属离子稳定剂、防水锁剂、高温稳定剂、粘土稳定剂，充分循环或搅拌，待稠化剂完全溶胀，得到压裂液基液；

2)压裂液的配制：在搅拌条件下，将压裂液基液和稠化辅剂按权利要求1所述浓度充分混合均匀，得到粘弹性的压裂液。