CN109762549A - 一种高效自产气泡沫压裂液及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高效自产气泡沫压裂液及施工方法，该泡沫压裂液由基液、产气液和产热剂组成，其中基液、产气液和产热剂的质量比为100：（30‑42）：（5‑9）。施工时将基液及产气液按质量比例通过混砂车吸入一起泵入井下，产热剂随着支撑剂泵入井下。本发明不需要进行液氮伴注，简化了现场工艺减少了施工成本，通过化学反应产生的大量气体达到增加地层能量，提高储层液体流动能力，增加产量的目的。能够快速生成大量惰性安全气体，且不会产生氮氧化物的有毒气体，降低施工风险，同时反应产物产生的碱性环境有利于压裂液成胶及井下管柱的防腐。通过产生泡沫，利用贾敏效应提高了地层净压力，能够快速返排，地层深部产热促进破胶，降低了压裂液对储层伤害。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种高效自产气泡沫压裂液及施工方法。
背景技术
压裂是储层改造的主要手段之一。在对低压低渗透地层的压裂改造过程中，一方面压裂液返排能量不足，造成施工后大量液体留在地层中，从而对地层造成一定程度的伤害，影响压裂增产效果。另一方面，在对这类地层开发过程中，希望能够通过注入气体进行地层能量补充，从而提高油气产量。为解决这两个问题，通常采用全程液氮伴注，但是液氮伴注给现场施工带来较大的麻烦，而且液氮存放也存在较大问题，也增加了液氮车和液氮泵车地使用费用，也出现过因液氮泵车和液氮管汇漏而加砂中途停泵的现象，严重影响了压裂效果。
中国专利公开号：CN 102627960 B和CN 103265938 B，提供了自生气泡沫压裂液及类泡沫压裂体系，均是利用亚硝酸钠和氯化铵在酸性条件下反应，反应时释放出大量的惰性气体，增加了储层的压力，同时减少了“液氮伴注”，减少了施工费用，简化了施工工序，避免了液氮存放引发的安全问题。在实际反应中因催化剂和井筒液体条件差异大（pH=3～5），不但需要在酸性环境下或产生具有腐蚀性的副产物，易生成一氧化氮等副产物，毒性大，可溶性差，在天然气生产中需考虑防爆，存在安全隐患。
发明内容
为了克服现有易生成一氧化氮等副产物，毒性大，可溶性差存在安全隐患的问题，本发明提供一种高效自产气泡沫压裂液及施工方法,本发明通过引入高效安全化学反应，产生的气体安全可控，快速形成高质量泡沫，制得泡沫压裂液，在改造地层同时，发挥增能助排双重功效，减少地层堵塞伤害，从而达到提高产量的目的。
本发明采用的技术方案为：
一种高效自产气泡沫压裂液，该泡沫压裂液由基液、产气液和产热剂组成，其中基液、产气液和产热剂的质量比为100：（30-42）：（5-9）。
所述的基液、产气液和产热剂的质量比为100：35：7。
所述的基液按重量份组成为：稠化减阻剂8-10份、叠氮化钠30-50份、起泡剂3-12份、粘土稳定剂2-6份、水1500-2000份。
所述的产气液按重量份组成为：次氯酸钠10-20份、硝酸钾5-8份、水700-800份。
所述的产热剂为氧化钙。
所述的稠化减阻剂为聚丙烯酰胺类EM30、EM30S。
一种高效自产气泡沫压裂液的施工方法，具体步骤为：首先对基液和产气液进行配置，然后将基液和产气液按照比例泵入井下，最后按比例将产热剂泵入井下。
所述的基液配制为：按重量份将稠化减阻剂8-10份、叠氮化钠30-50份、起泡剂3-12份、粘土稳定剂2-6份、水1500-2000份混合得到基液；产气液配制：按重量份将分次氯酸钠10份-20份、硝酸钾5-8份、水700-800份混合得到产气液。
所述的基液和产气液按照比例通过混砂车吸入一起泵入井下。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种高效自产气泡沫压裂液，不需要进行液氮伴注，简化了现场工艺，减少了施工成本，通过化学反应产生的大量气体达到增加地层能量，提高储层液体流动能力，增加产量的目的。
本发明提供的一种高效自产气泡沫增能压裂液，选用的叠氮化钠与次氯酸的化学反应，能够快速生成大量惰性安全气体，相比常规氯化铵与亚硝酸钠的反应更加迅速，并不会产生氮氧化物的有毒气体，降低施工风险，同时反应产物产生的碱性环境有利于压裂液成胶及井下管柱的防腐。
本发明提供的一种高效自产气泡沫压裂液，通过产生泡沫，利用贾敏效应提高了地层净压力，能够快速返排，降低了压裂液对储层伤害。
本发明提供的一种高效自产气泡沫压裂液，随着支撑剂加入产热剂，会在地层深部支撑剂所到地方产生热量，促进破胶氧化反应，减少滞留伤害。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有易生成一氧化氮等副产物，毒性大，可溶性差存在安全隐患的问题，本发明提供一种高效自产气泡沫压裂液及施工方法,本发明通过引入高效安全化学反应，产生的气体安全可控，快速形成高质量泡沫，制得泡沫压裂液，在改造地层同时，发挥增能助排双重功效，减少地层堵塞伤害，从而达到提高产量的目的。
本发明中提供的一种高效自产气泡沫压裂液，该泡沫压裂液由基液、产气液和产热剂组成，其中基液、产气液和产热剂的质量比为100：（30-42）：（5-9）。
本实施例中，基液、产气液、产热剂的质量比为100 ：30：5 ；其中，该基液按重量份组成为：稠化减阻剂EM30为8份、叠氮化钠30份，起泡剂3份、粘土稳定剂2份、水1500份；该产气液按重量份组成为：次氯酸钠10份、硝酸钾5、水700份；产热剂为氧化钙。
在本发明中起泡剂、粘土稳定剂都是采用油田公知常用的化工添加剂。本发明中将不再进行详细的描述。
本实施例中，将基液及产气液按比例通过混砂车吸入一起泵入井下，按比例量的产热剂随着支撑剂泵入井下。 液体进入井下后，反应温度为地层温度，约为45-65℃，发生产气反应：
每升自产气泡沫压裂液产气100-150L，在地下起泡剂溶液在气体的扰流作用下，产生大量气泡，在稠化减阻剂的作用下，起泡剂溶液粘度高，所形成的泡沫质量好，半衰期长。在泡沫的贾敏效应下，产生较高的裂缝净压力，提高储层改造地下复杂程度。同时达到增能助排的作用。
产热剂进入地下后发生放热反应：
深部的破胶剂在地层吸收热量好，释放更多的自由基离子，达到更好的破胶效果。
本发明提供的一种高效自产气泡沫压裂液及施工方法，不需要进行液氮伴注，简化了现场工艺，减少了施工成本，通过化学反应产生的大量气体达到增加地层能量，提高储层液体流动能力，增加产量的目的。本发明能够快速生成大量惰性安全气体，相比常规氯化铵与亚硝酸钠的反应更加迅速，并不会产生氮氧化物的有毒气体，降低施工风险，同时反应产物产生的碱性环境有利于压裂液成胶及井下管柱的防腐。通过产生泡沫，利用贾敏效应提高了地层净压力，能够快速返排，地层深部产热促进破胶，降低了压裂液对储层伤害。
实施例2：
本发明中提供的一种高效自产气泡沫压裂液，该泡沫压裂液由基液、产气液和产热剂组成，本实施例中，基液、产气液、产热剂的质量比为100 ：35：7 ；其中，该基液按重量份组成为：稠化减阻剂EM30S为9份、叠氮化钠40份，起泡剂6份、粘土稳定剂4份、水1700份；该产气液按重量份组成为：次氯酸钠15份、硝酸钾7份、水800份；产热剂为氧化钙。
本实施例中，将基液及产气液按比例通过混砂车吸入一起泵入井下，按比例量的产热剂随着支撑剂泵入井下。 液体进入井下后，反应温度为地层温度，约为45-65℃，发生产气反应：
每升自产气泡沫压裂液产气100-150L，在地下起泡剂溶液在气体的扰流作用下，产生大量气泡，在稠化减阻剂的作用下，起泡剂溶液粘度高，所形成的泡沫质量好，半衰期长。在泡沫的贾敏效应下，产生较高的裂缝净压力，提高储层改造地下复杂程度。同时达到增能助排的作用。
产热剂进入地下后发生放热反应：
深部的破胶剂在地层吸收热量好，释放更多的自由基离子，达到更好的破胶效果。
本发明不需要进行液氮伴注，简化了现场工艺，减少了施工成本，通过化学反应产生的大量气体达到增加地层能量，提高储层液体流动能力，增加产量的目的。本发明能够快速生成大量惰性安全气体，相比常规氯化铵与亚硝酸钠的反应更加迅速，并不会产生氮氧化物的有毒气体，降低施工风险，同时反应产物产生的碱性环境有利于压裂液成胶及井下管柱的防腐。通过产生泡沫，利用贾敏效应提高了地层净压力，能够快速返排，地层深部产热促进破胶，降低了压裂液对储层伤害。
实施例3：
本发明中提供的一种高效自产气泡沫压裂液，该泡沫压裂液由基液、产气液和产热剂组成，本实施例中，基液、产气液、产热剂组成，质量比为100 ：42：9 ；其中，该基液按重量份组成为：稠化减阻剂EM30为10份、叠氮化钠50份、起泡剂12份、粘土稳定剂6份、水2000份；该产气液按重量份组成为：次氯酸钠20份、硝酸钾8份、水800份；产热剂为氧化钙。
本实施例中，将基液及产气液按比例通过混砂车吸入一起泵入井下，按比例量的产热剂随着支撑剂泵入井下。 液体进入井下后，反应温度为地层温度，约为45-65℃，发生产气反应：
每升自产气泡沫压裂液产气100-150L，在地下起泡剂溶液在气体的扰流作用下，产生大量气泡，在稠化减阻剂的作用下，起泡剂溶液粘度高，所形成的泡沫质量好，半衰期长。在泡沫的贾敏效应下，产生较高的裂缝净压力，提高储层改造地下复杂程度。同时达到增能助排的作用。
产热剂进入地下后发生放热反应：
深部的破胶剂在地层吸收热量好，释放更多的自由基离子，达到更好的破胶效果。
本发明能够快速生成大量惰性安全气体，相比常规氯化铵与亚硝酸钠的反应更加迅速，并不会产生氮氧化物的有毒气体，降低施工风险，同时反应产物产生的碱性环境有利于压裂液成胶及井下管柱的防腐。通过产生泡沫，利用贾敏效应提高了地层净压力，能够快速返排，地层深部产热促进破胶，降低了压裂液对储层伤害。本发明不需要进行液氮伴注，简化了现场工艺，减少了施工成本，通过化学反应产生的大量气体达到增加地层能量，提高储层液体流动能力，增加产量的目的。
实施例4：
基于上述1-3实施例的技术上，本实施例中提供一种高效自产气泡沫压裂液的施工方法，具体步骤为：首先对基液和产气液进行配置，然后将基液和产气液按照比例泵入井下，最后按比例将产热剂泵入井下。
所述的基液按重量份组成为：稠化减阻剂8-10份、叠氮化钠30-50份、起泡剂3-12份、粘土稳定剂2-6份、水1500-2000份。所述的基液配制为：按重量份将稠化减阻剂8-10份、叠氮化钠30-50份起泡剂3-12份、粘土稳定剂2-6份、水1500-2000份混合得到基液。
所述的产气液按重量份组成为：次氯酸钠10-20份、硝酸钾5-8份、水700-800份。产气液配制：按重量份将分次氯酸钠10份-20份、硝酸钾5-8份、水700-800份混合得到产气液。
所述的基液和产气液按照比例通过混砂车吸入一起泵入井下。
所述的产热剂为氧化钙。
所述的稠化减阻剂为聚丙烯酰胺类EM30、EM30S。
上述实施例1-3组成的高效自产气泡沫增能压裂液，基液、产气液、产热剂质量比为100 ：（30-42）：（5-9）在现场应用时，将基液及产气液按比例通过混砂车吸入一起泵入井下，再将比例量的产热剂随着支撑剂泵入井下。 液体进入井下后，反应温度为地层温度，约为45-65℃，发生产气反应：
每升自产气泡沫压裂液产气100-150L，在地下起泡剂溶液在气体的扰流作用下，产生大量气泡，在稠化减阻剂的作用下，起泡剂溶液粘度高，所形成的泡沫质量好，半衰期长。在泡沫的贾敏效应下，产生较高的裂缝净压力，提高储层改造地下复杂程度。同时达到增能助排的作用。
产热剂进入地下后发生放热反应：
深部的破胶剂在地层吸收热量好，释放更多的自由基离子，达到更好的破胶效果。
在本发明中起泡剂、粘土稳定剂都是采用油田公知常用的化工添加剂。本发明中将不再进行详细的描述。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本发明中为详细描述的工艺及添加剂均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。
Claims (9)
1.一种高效自产气泡沫压裂液，其特征在于：该泡沫压裂液由基液、产气液和产热剂组成，其中基液、产气液和产热剂的质量比为100：（30-42）：（5-9）。
2.根据权利1所述的一种高效自产气泡沫压裂液，其特征在于：所述的基液、产气液和产热剂的质量比为100：35：7。
3.根据权利1所述的一种高效自产气泡沫压裂液，其特征在于：所述的基液按重量份组成为：稠化减阻剂8-10份、叠氮化钠30-50份、起泡剂3-12份、粘土稳定剂2-6份、水1500-2000份。
4.根据权利1所述的一种高效自产气泡沫压裂液，其特征在于：所述的产气液按重量份组成为：次氯酸钠10-20份、硝酸钾5-8份、水700-800份。
5.根据权利1所述的一种高效自产气泡沫压裂液，其特征在于：所述的产热剂为氧化钙。
6.根据权利1所述的一种高效自产气泡沫压裂液，其特征在于：所述的稠化减阻剂为聚丙烯酰胺类EM30、EM30S。
7.根据权利1-6所述的任意一种高效自产气泡沫压裂液的施工方法，其特征在于：具体步骤为：首先对基液和产气液进行配置，然后将基液和产气液按照比例泵入井下，最后按比例将产热剂泵入井下。
8.根据权利7所述的一种高效自产气泡沫压裂液的施工方法，其特征在于：所述的基液配制为：按重量份将稠化减阻剂8-10份、叠氮化钠30-50份、起泡剂3-12份、粘土稳定剂2-6份、水1500-2000份混合得到基液；产气液配制：按重量份将分次氯酸钠10份-20份、硝酸钾5-8份、水700-800份混合得到产气液。
9.根据权利7所述的一种高效自产气泡沫压裂液的施工方法，其特征在于：所述的基液和产气液按照比例通过混砂车吸入一起泵入井下。
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