CN108084984B - 一种降低胍胶压裂液在砂岩储层伤害的解除剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低胍胶压裂液在砂岩储层伤害的解除剂，由以下组分按重量百分比组成：盐10‑22%，柔顺剂2‑6%，氢键破坏剂5‑15%，甲醇5‑15%，其余为水。所述盐为NaCl、KCl中的一种或两种的任意比例混合物。所述柔顺剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种、两种或三种的任意比例混合物。所述氢键破坏剂为三羟甲基（氨基）甲烷。本发明原理可靠，使用效率高，从根源上消除胍胶与胍胶之间，胍胶与岩石之间的作用力，避免压裂过程中过度使用添加剂，降低成本和保护环境，克服了现有技术的缺陷和不足，具有广阔的市场应用前景。

Description

一种降低胍胶压裂液在砂岩储层伤害的解除剂

技术领域

本发明属于石油与天然气开发领域，具体涉及石油与天然气增产改造过程中一种可以降低胍胶压裂液在岩石储层吸附伤害的解除剂。

技术背景

随着油气能源开发不断推进，低孔、低渗储层开始逐渐成为油气资源勘探与开发的主流对象。低孔、低渗储层在过去因成本限制无法进行商业化开发，但是随着近年来水力压裂等储层改造技术的飞速发展，为此类油气资源的开发提供了重要保障。

水力压裂是利用高压泵车组合，以大于储层破裂压力的排量将压裂液泵入储层产生人工裂缝。由于压裂液需要携带支撑剂进入储层形成具有一定宽度和长度的高速流通通道，所以需要具有较高的粘度保证支撑剂在井筒和裂缝中的运移。

目前，胍胶压裂液由于成本低、效率高、工艺成熟等优势，占据着国内外压裂液体系的主导地位。胍胶压裂液体系的主要成分包括：水、胍胶、杀菌剂、防膨剂、交联剂和助排剂等，胍胶的主要作用是作为压裂液体系稠化剂增加压裂液粘度，保证压裂施工的顺利进行。但是大量外来流体进入地层会使得压裂液与地层流体和岩石产生物理化学反应，导致地层伤害。廖礼等人（廖礼等.超低浓度胍胶压裂液在苏里格气田的应用研究.钻采工艺，2013年，36卷，第5期）在研究中发现胍胶具有较强的吸附能力，可以吸附在岩石孔隙表面，导致岩石孔喉半径减小，渗透率降低。徐林静等人（徐林静等.胍胶压裂液对储集层渗透率的伤害特征.新疆石油地质，2016年, 37卷，第4期）认为胍胶压裂液对岩心基质的伤害主要分为水相伤害和胍胶吸附滞留伤害，其中胍胶吸附滞留伤害占比高达43.6%。

国内近年来有学者开展了针对低伤害压裂液体系的研究，发明专利“低伤害压裂液体系”（ZL200910091732.5）主要是通过降低压裂液中稠化剂浓度并对传统添加剂的加量进行优化，实现降低储层伤害的目的。发明专利“一种低伤害压裂液及其制备方法”（ZL201110311137.5）通过继续降低压裂液中胍胶的浓度，加入表面活性剂实现了胍胶压裂液体系残渣率的大幅降低。发明专利“一种低伤害小分子胍胶压裂液”（ZL201110263461.4）通过降低胍胶分子量，实现了对胍胶压裂液伤害的控制。但是上述几种方法本质上都是通过减少胍胶的加量来实现伤害的降低，并没有真正意义上提出胍胶在储层内伤害的解决办法，更没有提出胍胶在岩石壁面上吸附的解除措施。

发明专利“一种降低胍胶压裂液残渣的方法”（CN201110199310.7）将生物酶破胶剂GLZ-1加入胍胶压裂液中，该生物酶破胶剂在pH7-14、温度40-70℃范围内破胶，将交联胍胶降解为含有多糖、单糖和残渣的破胶液；生物酶破胶剂加量为胍胶压裂液重量的万分之0.1-0.5；将微生物革兰氏阴性杆菌BH-21加入到破胶液中，微生物革兰氏阴性杆菌BH-21以生物酶破胶液为营养源，在40-70℃，发酵24-48h，将破胶液和残渣转换成小分子物质，进一步降解生物酶未降解的残渣；微生物BH-21以高效生物酶破胶液为营养源发酵48h处理的破胶液残渣量比未经微生物处理的高效生物酶破胶液残渣量减少了50％，在一定程度上降低了胍胶残胶和残渣对储层的伤害，但并没有解除。

本发明基于对胍胶与岩石作用的充分认识上，选择合适的化学药剂，降低或解除胍胶与岩石间的作用力，使胍胶不能与岩石作用，不会在孔隙间滞留，能随着流体流出地层，因而可从根源上降低胍胶对岩石的堵塞作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低胍胶压裂液在砂岩储层伤害的解除剂，该解除剂原理可靠，使用效率高，从根源上消除胍胶与胍胶之间，胍胶与岩石之间的作用力，避免压裂过程中过度使用添加剂，降低成本和保护环境，克服了现有技术的缺陷和不足，具有广阔的市场应用前景。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

胍胶与砂岩的作用力主要是静电作用力、范德华力和氢键，本发明提供的解除剂可以有效降低这三种力，从而降低胍胶对储层的伤害，提高改造效果。

一种降低胍胶压裂液在砂岩储层伤害的解除剂，由以下组分按重量百分比组成：盐10-22%，柔顺剂2-6%，氢键破坏剂5-15%，甲醇5-15%，其余为水。

所述盐为NaCl、KCl中的一种或两种的任意比例混合物。

所述柔顺剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种、两种或三种的任意比例混合物。

所述氢键破坏剂为三羟甲基（氨基）甲烷。

胍胶压裂液注入到地层后，通过破胶剂的作用，胍胶分子链被打断，成为分子量从几十万到几十的分子碎片，这些碎片仍然保留着胍胶的甘露糖和半乳糖链的结构特征，而且糖链上含有大量的羟基基团，羟基基团之间以及羟基基团与岩石会通过非共价键的静电作用力，范德华力、氢键等形式作用，导致糖链相互缠绕成团或吸附在岩石表面，堵塞岩石的孔吼，严重制约着地层流体的流动，使得压后的产能不能达到预期。本发明采用针对性的化学药剂，从机理上降低或消除胍胶分子链上的羟基之间或与岩石的非共价键，避免胍胶在孔吼中成团或吸附在岩石表面。本发明中，盐可以与胍胶分子通过配位键的形式作用，使体系中的胍胶链带有电荷，有效减弱胍胶分子链间的静电作用；柔顺剂可以胍胶分子链伸展，避免其成团，同时可以改变岩石表面为亲油，减弱胍胶上的亲水羟基与岩石产生氢键作用；氢键破坏剂将破坏胍胶与岩石间已形成的氢键，最大量的减少胍胶与岩石间的氢键作用，减少吸附量，同时使胍胶分子之间、分子内的氢键也被破坏，避免胍胶成团，堵塞岩石的孔隙。

与现有技术相比，本发明基于对胍胶分子在水溶液中的作用力和胍胶分子与岩石的作用精准认识的基础上，采用合适的化学药剂解除这些作用力。现有降低压裂液对地层的伤害方法只是笼统的处理压裂液在岩石中的滞留，增加破胶剂的加量，将胍胶的分子量降的更低。但是这些方法只是按照传统的手段降低了水在微小孔吼中的毛细管力，随着孔吼的降低，毛细管力会急速增加，单纯的胶乳助排剂已经无法起到有效的作用。采用增加破胶剂的方法，会影响到压裂液的性能，而且破胶剂在地层条件下不可能彻底将胍胶分子链破坏，还会有一些大分子的胍胶分子残留，这些大分子极易在地层的孔吼中成团堵塞油气的通道。而本发明从根源上消除胍胶与胍胶之间，胍胶与岩石之间的作用力，避免压裂过程中过度使用添加剂，降低成本和保护环境。

附图说明

图1是实施例1使用后致密岩心的渗透率恢复曲线。

图2是实施例4使用后致密岩心的渗透率恢复曲线。

具体实施例

下面通过附图和实施例进一步说明本发明。

实施例1

在反应釜中加入57kg水，搅拌下加入10kgNaCl和15kg三羟甲基（氨基）甲烷，搅拌均匀后加入15kg甲醇，最后加入3kg椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，混合均匀后出料。

实施例2

在反应釜中加入57kg水，搅拌下加入12kgNaCl和10kgKCl，8kg三羟甲基（氨基）甲烷，搅拌均匀后加入9kg甲醇，最后加入2kg椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和2kg丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，混合均匀后出料。

实施例3

在反应釜中加入60kg水，搅拌下加入22kgKCl，5kg三羟甲基（氨基）甲烷，搅拌均匀后加入7kg甲醇，最后加入3kg脂肪胺聚氧乙烯醚和3kg丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，混合均匀后出料。

实施例4

在反应釜中加入52kg水，搅拌下加入16kgKCl，15kg三羟甲基（氨基）甲烷，搅拌均匀后加入15kg甲醇，最后加入2kg丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，混合均匀后出料。

实施例5

在反应釜中加入66kg水，搅拌下加入15kgNaCl，9kg三羟甲基（氨基）甲烷，搅拌均匀后加入5kg甲醇，最后加入2kg椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和3kg脂肪胺聚氧乙烯醚，混合均匀后出料。

将实施例1和实施例4制备的解除剂运用在川西储层的致密砂岩中测试效果，结果如图1、图2所示。

从图中可以看出，解除剂加入后，被压裂液伤害岩心的渗透率比伤害后的渗透率提高了50%以上，表明本发明降低胍胶压裂液伤害的解除剂可以有效降低胍胶对储层的伤害，提高压后的地层渗透率。

Claims (3)

1.一种降低胍胶压裂液在砂岩储层伤害的解除剂，由以下组分按重量百分比组成：盐10-22%，柔顺剂2-6%，氢键破坏剂5-15%，甲醇5-15%，其余为水；所述盐为NaCl、KCl中的一种或两种的任意比例混合物。

2.如权利要求1所述的一种降低胍胶压裂液在砂岩储层伤害的解除剂，其特征在于，所述柔顺剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种、两种或三种的任意比例混合物。

3.如权利要求1所述的一种降低胍胶压裂液在砂岩储层伤害的解除剂，其特征在于，所述氢键破坏剂为三羟甲基（氨基）甲烷。