一种节能环保型生物胶压裂液及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于开采领域,特别涉及一种节能环保型生物胶压裂液及其制备方法和应用。
背景技术
石油开采是国民经济中重要的组成部分,尤其是在全球能源紧缺的大背景下,进一步提高石油开采效率是非常重要的事情。压裂是用压力将地层压开,形成裂缝并用支撑剂将它支撑起来,以减小流体流动阻力的增产、增注措施,主要应用于低渗透油气藏、碳酸盐油气藏。水基压裂液是压裂施工中用到的工作液,是由多种添加剂按一定配比形成的非均质不稳定化学体系,它起着增大井筒的导流能力,提高油气井产能的作用。压裂液应用必备的条件是粘度高、摩阻低、滤失量少、残渣少、对地层伤害小、配制简便、材料来源广、成本低。
现有技术中常见的压裂剂的组成是高分子添加剂包括胍胶及胍胶衍生物,近年来逐渐研发出了纤维素作为稠化剂的压裂剂,如在CN201610045723.2中就公开了一种压裂液,压裂液含有稠化剂I、稠化剂II、粘土稳定剂、杀菌剂、pH调节剂、交联剂、破胶剂和水,其中,稠化剂I为非离子聚丙烯酰胺,稠化剂II为羟乙基羧甲基纤维素。还涉及一种压裂液的制备方法,包括:(1)在搅拌下,向水中加入稠化剂I和稠化剂II,然后加入粘土稳定剂、杀菌剂、pH调节剂,搅拌均匀后得到原胶液,然后静置3-5h;(2)加入破胶剂,再加入交联剂,得到压裂液,其中,稠化剂I为非离子聚丙烯酰胺,稠化剂II为羟乙基羧甲基纤维素。该压裂液,由于含有非离子聚丙烯酰胺和羟乙基羧甲基纤维素两种稠化剂,稠化剂用量小、耐温抗剪切性能好、破胶彻底、残渣含量低,且原料廉价易得,压裂液成本低。
生物基压裂剂也是最近的研究热点之一,CN201711019677.X公开了一种利用微生物降低纤维素压裂液伤害的方法,该方法包括以下步骤:纤维素降解菌的初步筛选;纤维素降解菌的优选;纤维素降解菌注入量的优选;现场试验及效果的评价。本发明具有实施工艺简单、可操作性强和投资成本低的优点,因此有利于现场推广应用;本发明注入的纤维素降解菌以及其培养基无毒无害,因此不存在腐蚀管道和对地层造成损害等问题;同时本发明现场实施效果良好,现场实施后,现场压裂液的残渣量小于10mg/L、返排时间小于50h、返排率达到95%以上、返排液粘度降低到3mPa·s以下。
但是整体来看,现有的压裂剂不够节能环保,施工工艺复杂,生产效率不高,综合成本比较高,一种节能环保型生物胶压裂液是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题,研制出种节能环保型生物胶压裂液及其制备方法和应用。具体内容如下:
一种节能环保型生物胶压裂液,包含稠化剂,破胶剂和调节剂。
作为优选,所述稠化剂为生物稠化剂,破胶剂为生物胶破胶剂,调节剂为生物水质调节剂。
作为优选,所述稠化剂为以生物菌种为原料,经发酵培养而成的稠化剂,破胶剂为金属蛋白酶,调节剂为生物水质调节剂聚合肽。
作为优选,所述原料的重量分数为:破胶剂100份,稠化剂1-10份和调节剂1-10份。
一种上述的节能环保型生物胶压裂液的制备方法,包括如下制备工艺:
(1)在清水或者返排液中加入调节剂,冲释均匀即可,得到活化水,其中调节剂重量为水的0.02~0.05wt%;
(2)在活化水中加入稠化剂,稠化剂重量为活化水的1.5-2.5%;
(3)加砂,随后加入破胶剂,即可获得节能环保型生物胶压裂液。
作为优选,以上制备工艺均在室温下进行。
作为优选,以上制备工艺可循环进行。
一种上述的节能环保型生物胶压裂液施工工艺,施工工艺如下:
(1)在清水或者返排液中加入调节剂,冲释均匀即可,得到活化水,其中调节剂重量为水的0.02~0.05wt%;
(2)在活化水中加入稠化剂,稠化剂重量为活化水的1.5-2.5%;
(3)将加入稠化剂后的活化水加入至混砂车中并加砂,随后加入破胶剂进行破胶;
(4)关井20-60分钟后放喷,即可实现该施工工艺。
作为优选,关井30分钟后放喷。
一种上述的施工工艺的流程装置,包括储液罐,稠化剂储备罐,破胶剂储备罐,混砂车,砂罐,压裂车,井口和除砂罐,其中储液罐连接清水或返排液,调节剂加入至储液罐中制备得到活化水;混砂车与储液罐,稠化剂储备罐和砂罐相连,压裂车与混砂车和破胶剂储备罐相连,压裂车与井口相连,井口压裂后得到的返排液经过除砂罐与储液罐相连。
本发明的有益效果:
(1)本发明的压裂剂与水混合时发生缔合作用,具有良好的耐温性、流变性、低残渣、低伤害、低摩阻、携砂好、返排液可反复使用等特性,节约大量水资源,减少废液处理,很好地解决了压裂废液回收再利用难题;
(2)通过近几年该压裂液在长庆油田的现场使用,显示该压裂液具有以下性能特点:
1、节能环保:返排液不落地、无污染、节水、节能、节劳动力,返排液可多次重复使用,环保性能显著。
2、施工工艺简单:无需专用设备,连线混砂车直接施工。
3、低摩阻:较清水摩阻降低30%,较胍胶施工摩阻降低20%以上。
4、返排好、无残渣、伤害小。
5、耐温性、抗剪切性能良好。
6、携砂性好,施工稳定。
7、一次排通率高。
8、产品耐低温性能:可在-15℃环境下运输,0℃水施工,性能稳定。
9、提高生产效率:易组织,药剂单一,无须配液,减少清罐、备水、返排液拉运,点火时间短,一次排通率高,压裂队及试气队工作量大大降低。
10、综合成本低:包括压裂用水、返排液处理、配液费用、原材料费用、一次排通等。
附图说明
以下,结合附图来详细说明本发明的实施方案,其中:
图1为本发明的施工工艺流程图
具体实施方式
下面结合具体的实施例,并参照数据进一步详细描述本发明。应理解,这些实施例只是为了举例说明本发明,而非以任何方式限制本发明的范围。
一种节能环保型生物胶压裂液,所述稠化剂为以生物菌种为原料,经发酵培养而成的稠化剂,该菌种可选择为嗜盐菌,其培养工艺具体为:首先筛选出合格的菌种;然后将菌种接种至装有牛肉膏蛋白胨斜面的培养基上,在28-32℃培养箱中培育3-5天,成熟后,接种于培养液中进行摇床培养发酵,温度为26-28℃,即可获得生物稠化剂。该稠化剂的性能如下:外观,乳状液;pH值4-9;表观粘度(2%,30℃,mPa·s)55%;稠化时间(min)小于3min;抗盐能力(2%,5%标准盐水,30℃,mPa·s)>18%;由于选择菌种为嗜盐菌,使得该稠化剂的耐酸碱能力以及抗盐能力均有大幅提高,同时,该稠化剂还具有较大的粘度以及较少的稠化时间,是一种新型且高效的稠化剂。
破胶剂为金属蛋白酶,调节剂为生物水质调节剂聚合肽。
实施例1:
一种:节能环保型生物胶压裂液的制备方法,包括如下制备工艺:
原料的重量分数为:破胶剂100份,稠化剂5份和调节剂5份。
(1)在清水或者返排液中加入调节剂,冲释均匀即可,得到活化水,其中调节剂重量为水的0.03wt%;
(2)在活化水中加入稠化剂,稠化剂重量为活化水的2%;
(3)加砂,随后加入破胶剂,即可获得节能环保型生物胶压裂液。
实施例2:
一种:节能环保型生物胶压裂液的制备方法,包括如下制备工艺:
原料的重量分数为:破胶剂100份,稠化剂10份和调节剂10份。
(1)在清水或者返排液中加入调节剂,冲释均匀即可,得到活化水,其中调节剂重量为水的0.03wt%;
(2)在活化水中加入稠化剂,稠化剂重量为活化水的2%;
(3)加砂,随后加入破胶剂,即可获得节能环保型生物胶压裂液。
实施例3:
一种:节能环保型生物胶压裂液的制备方法,包括如下制备工艺:
原料的重量分数为:破胶剂100份,稠化剂1份和调节剂1份。
(1)在清水或者返排液中加入调节剂,冲释均匀即可,得到活化水,其中调节剂重量为水的0.03wt%;
(2)在活化水中加入稠化剂,稠化剂重量为活化水的2%;
(3)加砂,随后加入破胶剂,即可获得节能环保型生物胶压裂液。
实施例4:
一种:节能环保型生物胶压裂液的制备方法,包括如下制备工艺:
原料的重量分数为:破胶剂100份,稠化剂5份和调节剂5份。
(1)在清水或者返排液中加入调节剂,冲释均匀即可,得到活化水,其中调节剂重量为水的0.02wt%;
(2)在活化水中加入稠化剂,稠化剂重量为活化水的2%;
(3)加砂,随后加入破胶剂,即可获得节能环保型生物胶压裂液。
实施例5:
一种:节能环保型生物胶压裂液的制备方法,包括如下制备工艺:
原料的重量分数为:破胶剂100份,稠化剂5份和调节剂5份。
(1)在清水或者返排液中加入调节剂,冲释均匀即可,得到活化水,其中调节剂重量为水的0.03wt%;
(2)在活化水中加入稠化剂,稠化剂重量为活化水的2.5%;
(3)加砂,随后加入破胶剂,即可获得节能环保型生物胶压裂液。
实施例6:
一种:节能环保型生物胶压裂液的制备方法,包括如下制备工艺:
原料的重量分数为:破胶剂100份,稠化剂5份和调节剂5份。
(1)在清水或者返排液中加入调节剂,冲释均匀即可,得到活化水,其中调节剂重量为水的0.03wt%;
(2)在活化水中加入稠化剂,稠化剂重量为活化水的1.5%;
(3)加砂,随后加入破胶剂,即可获得节能环保型生物胶压裂液。
一种上述的节能环保型生物胶压裂液施工工艺,施工工艺如下:
(1)在清水或者返排液中加入调节剂,冲释均匀即可,得到活化水,其中调节剂重量为水的0.02%~0.05wt%;
(2)在活化水中加入稠化剂,稠化剂重量为活化水的1.5-2.5%;
(3)将加入稠化剂后的活化水加入至混砂车中并加砂,随后加入破胶剂进行破胶;
(4)关井30分钟后放喷,即可实现该施工工艺。
一种上述的施工工艺的流程装置,包括储液罐,稠化剂储备罐,破胶剂储备罐,混砂车,砂罐,压裂车,井口和除砂罐,其中储液罐连接清水或返排液,调节剂加入至储液罐中制备得到活化水;混砂车与储液罐,稠化剂储备罐和砂罐相连,压裂车与混砂车和破胶剂储备罐相连,压裂车与井口相连,井口压裂后得到的返排液经过除砂罐与储液罐相连。
在某油井水平井使用本申请的实施例1的压裂剂,其应用情况见表1:全部采用该生物胶压裂液,共使用压裂液10206.6m3,回收再利用4840m3,返排率47.4%,重复利用率96.4%。
表1:油井水平井应用情况
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。