一種提高壓裂液攜砂能力的方法及其含纖維壓裂液的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油開采技術領域，具體涉及一種提高壓裂液攜砂能力的方法及其含 纖維壓裂液。
【背景技術】
[0002] 壓裂液是在油氣開采過程中，為了提高裂縫導流能力時所用的液體，它的主要作 用是破裂地層，造成一定幾何尺寸的裂縫，攜帶支撐劑進入裂縫至預定位置。隨著水平井、 工廠化壓裂等大規(guī)模壓裂技術的出現(xiàn)，對壓裂液的攜砂能力提出新的要求，常見的做法是 提高稠化劑用量，達到較高基液粘度和凍膠強度以實現(xiàn)高砂比攜砂。但另一方面，隨著油氣 藏開發(fā)的深入，中低滲透油藏日益增多，要求壓裂液低殘渣、低傷害，高稠化劑用量的壓裂 液難以達到要求。如何能夠實現(xiàn)高砂比，同時盡可能控制稠化劑用量是目前壓裂液領域較 棘手的問題。

【發(fā)明內容】

[0003] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高壓裂液攜砂能力的方法，該 方法既能提高壓裂液攜砂能力又能控制稠化劑用量，特別適用于配制需要低稠化劑用量的 壓裂液。
[0004] 本發(fā)明的另一目的是提供一種通過上述方法制得的含纖維壓裂液。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種提高壓裂液攜砂能力的方法，其中，該方法 包括在壓裂液中加入纖維的步驟，以所述壓裂液為100重量份計，所述纖維的加入量為 0? 3-0. 8重量份；
[0006] 該纖維的抗拉強度為20MPa-300MPa，真實密度為0? 98g/cm3-l. 33g/cm3,長度為 3mm-15mm，直徑為25ym-150ym;所述纖維為可溶性纖維。
[0007] 纖維加入壓裂液后可形成三維網(wǎng)狀結構同時改變支撐劑的沉降模式，三維網(wǎng)狀結 構可以協(xié)助壓裂液懸浮支撐劑。沒有纖維時支撐劑沉降過程遵循斯托克斯定律，其沉降速 度正比于顆粒粒徑和密度、反比于流體粘度。當支撐劑顆粒粒徑和密度一定時，壓裂液粘度 過低將導致支撐劑較高的沉降速度。相反，加入纖維后，微粒的沉降就不再遵循斯托克斯定 律，而是遵循Kynch定律，沉降纖維與微粒相互作用，阻止微粒下沉。Kynch沉降的優(yōu)點是流 體粘度在微粒沉降速度中起的作用要小得多。改變后的沉降模式可以降低支撐劑的沉降速 率，因此該纖維可以提高壓裂液的攜砂能力?？扇苄岳w維是指能溶解于水的一類纖維，該可 溶性纖維的加入，不僅使壓裂液的攜砂能力提高，而且不會產(chǎn)生多余的殘渣，這也是含纖維 壓裂液比較突出的優(yōu)勢。
[0008] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述纖維為直線狀或彎曲狀，進一步優(yōu)選為略有彎曲狀的 纖維。
[0009] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述纖維為聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚乙 烯醇纖維和聚酯纖維中的一種或多種的組合。
[0010] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述纖維優(yōu)選為廊坊市萬科石油天然氣技術工程有限公 司生產(chǎn)的纖維。
[0011] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述壓裂液為瓜膠壓裂液、聚合物壓裂液、清潔壓裂液、滑 溜水壓裂液或黃原膠壓裂液。
[0012] 在上述方法中，優(yōu)選地，該方法是在壓裂過程中，向配制好的壓裂液中加入纖維， 然后攪拌均勻。
[0013] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述壓裂液為瓜膠壓裂液時，該方法包括以下步驟：向 100重量份水中加入0. 2重量份稠化劑羥丙基瓜爾膠，0. 12重量份碳酸鈉，0. 1重量份氯 化鉀，然后攪拌20min，得到瓜膠稠化劑水溶液；在攪拌條件下，向上述稠化劑水溶液中加 入0. 2重量份交聯(lián)劑，0. 02重量份破膠劑過硫酸銨，得到瓜膠壓裂液；向瓜膠壓裂液中加入 0. 5重量份聚丙烯腈纖維，得到含纖維瓜膠壓裂液；該聚丙烯腈纖維的抗拉強度為lOOMPa， 真實密度為0. 98g/cm3,長度為5mm，直徑為78ym;所述稠化劑輕丙基瓜爾膠優(yōu)選為中國石 油物質昆山公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，所述交聯(lián)劑優(yōu)選為廊坊市萬科石油天然氣技術工程有限公司 生產(chǎn)的FAL-120。加入纖維的瓜膠壓裂液，其攜砂性能得到了很大程度的提升。
[0014] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述壓裂液為聚合物壓裂液時，該方法包括以下步驟：向 100重量份水中加入0. 3重量份稠化劑非離子合成聚合物，0. 02重量份交聯(lián)調節(jié)劑，0. 1重 量份氯化鉀，然后攪拌20min，得到聚合物稠化劑水溶液；向稠化劑水溶液中加入0. 3重量 份交聯(lián)劑，〇. 03重量份破膠劑過硫酸銨，得到聚合物壓裂液；向聚合物壓裂液中加入0. 3重 量份聚乙烯醇纖維，得到含纖維聚合物壓裂液；該聚乙烯醇纖維的抗拉強度為80MPa，真實 密度為1. 〇2g/cm3,長度為4_，直徑為95ym;所述非離子合成聚合物為廊坊市萬科石油天 然氣技術工程有限公司生產(chǎn)的FA92,所述交聯(lián)調節(jié)劑為廊坊市萬科石油天然氣技術工程有 限公司生產(chǎn)的FAH-2,所述交聯(lián)劑廊坊市萬科石油天然氣技術工程有限公司生產(chǎn)的FAG18。 加入纖維的聚合物壓裂液，其攜砂性能得到了較大程度的提升。
[0015] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述壓裂液為清潔壓裂液時，該方法包括以下步驟：向 100重量份水中加入0. 1重量份稠化劑雙生陽離子表面活性劑，0. 1重量份氯化鈉，然后攪 拌20min，得到清潔壓裂液；向清潔壓裂液中加入0. 4重量份破膠劑，0. 5重量份可溶性聚乙 烯纖維，得到含纖維清潔壓裂液；該聚乙烯纖維的抗拉強度為llOMPa，真實密度為1. 12g/ cm3,長度為8_，直徑為102ym;所述雙生陽離子表面活性劑和破膠劑優(yōu)選為廊坊市萬科石 油天然氣技術工程有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，雙生陽離子表面活性劑進一步優(yōu)選為SF-A，破膠 劑進一步優(yōu)選為SF-C。加入纖維的清潔壓裂液，其攜砂性能得到了較大程度的提升。
[0016] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述壓裂液為滑溜水壓裂液時，該方法包括以下步驟：向 100重量份水中加入0. 05重量份降阻劑，0. 7重量份氯化鈉，然后攪拌20min，得到滑溜水壓 裂液；向滑溜水壓裂液中加入〇. 6重量份可溶性聚丙烯纖維，攪拌混合均勻，得到含纖維滑 溜水壓裂液；該聚丙烯纖維的抗拉強度為llOMPa，真實密度為0. 988g/cm3,長度為8mm，直 徑為102ym;所述降阻劑優(yōu)選為廊坊市萬科石油天然氣技術工程有限公司生產(chǎn)的BD3-6。 加入纖維的滑溜水壓裂液，其攜砂性能得到了較大程度的提升。
[0017] 在上述方法中，優(yōu)選地，所述壓裂液為黃原膠壓裂液時，該方法包括以下步驟：在 100重量份水中加入0. 3重量份稠化劑黃原膠，0. 8重量份氯化鈉，然后攪拌20min，得到黃 原膠壓裂液；向黃原膠壓裂液加入0. 7重量份破膠劑過硫酸銨，0. 8重量份聚丙烯腈纖維， 得到含纖維黃原膠壓裂液；該聚丙烯腈纖維的抗拉強度為lOOMPa，真實密度為0. 98g/cm3， 長度為5_，直徑為78ym;所述黃原膠優(yōu)選為河南萊寶化工產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。加 入纖維的黃原膠壓裂液，其攜砂性能得到了較大程度的提升。
[0018] 本發(fā)明另外提供了一種通過上述方法制得的含纖維壓裂液。所述含纖維壓裂液是 指采用上述提高壓裂液攜砂能力的方法制得的添加有纖維的壓裂液。
[0019] 在上述含纖維壓裂液中，攜砂能力相同（或相當）時，所述含纖維壓裂液與不含纖 維同類型壓裂液相比較，前者壓裂液中稠化劑、表面活性劑或降阻劑的質量濃度為后者的 0-70%。在實際應用中，由于地層環(huán)境限制或者施工要求，往往需要在不降低壓裂液的攜砂 能力的情況下，盡量使用低稠化劑用量的壓裂液，此時，本發(fā)明提供的方案可有效解決以上 問題。
[0020] 在本發(fā)明提供的提高壓裂液攜砂能力的方法中，纖維可以與壓裂過程中常見的壓 裂液配合使用，提高壓裂液的攜砂能力，并減少稠化劑用量，降低基液粘度，進而降低壓裂 液傷害和壓裂液成本，同時，減少壓裂液殘渣，并使得壓裂液更易破膠。本發(fā)明提供的提高 壓裂液攜砂能力的方法具有適應范圍廣、作用效果明顯，可改善壓裂液的性能。
【附圖說明】
[0021] 圖1為試驗例1中的含纖維瓜膠壓裂液的80°C耐溫耐剪切曲線；
[0022] 圖2為試驗例2中的含纖維聚合物壓裂液的90°C耐溫耐剪切曲線；
[0023] 圖3為試驗例3中的含纖維清潔型壓裂液的30°C耐溫耐剪切曲線；
[0024] 圖4為試驗例4中的兩種滑溜水壓裂液的降阻率曲線；
[0025] 圖5為試驗例5中的含纖維黃原膠壓裂液的耐溫曲線；
[0026] 圖6為試驗例8中的含纖維瓜膠型壓裂液在80°C的破膠曲線；
[0027] 圖7為試驗例8中的含纖維黃原膠型壓裂液在80°C的破膠曲線；
[0028] 圖8為試驗例9中的聚丙烯腈纖維在水中的溶解性曲線。
【具體實施方式】
[0029] 為了對本發(fā)明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技 術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。
[0030] 實施例1
[0031] 本實施例提供了一種含纖維瓜膠壓裂液，制備方法如下：
[0032] 步驟一：攪拌條件下，向100重量份水中加入0. 2重量份稠化劑羥丙基瓜爾膠（中 國石油物質昆山公司），〇. 12重量份碳酸鈉，0. 1重量份氯化鉀，然后攪拌20min，得到瓜膠 稠化劑水溶液；
[0033] 步驟二：壓裂作業(yè)過程中，在攪拌條件下，向上述稠化劑水溶液中加入0. 2重量份 交聯(lián)劑FAL-120(廊坊市萬科石油天然氣技術工程有限公司），0. 02重量份破膠劑過硫酸 銨，得到瓜膠壓裂液（不含纖維瓜膠壓裂液）；
[0034] 步驟三：向上述瓜膠壓裂液中加入0. 5重量份聚丙烯腈纖維（的抗拉強度為 lOOMPa，真實密度為0. 98g/cm3,長度為5mm，直徑為78ym)，攪拌混合均勻，得到含纖維瓜膠 壓裂液。
[0035] 該含纖維瓜膠壓裂液可以應用于80°C井的壓裂施工。
[0036] 實施例2
[0037] 本實施例提供了一種含纖維聚合物壓裂液，制備方法如下：
[0038] 步驟一：攪拌條件下，向100重量份水中加入0. 3重量份稠化劑非離子合成聚合物 FA92 (廊坊市萬科石油天然氣技術工程有限公司），0. 02重量份交聯(lián)調節(jié)劑FAH-2 (廊坊市 萬科石油天然氣技術工程有限公司），〇. 1重量份氯化鉀，然后攪拌20min，得到聚合物稠化 劑水溶液；
[0039] 步驟二：壓裂作業(yè)過程中，在攪拌條件下，向上述稠化劑水溶液中加入0. 3重量份 交聯(lián)劑FAG18 (廊坊市萬科石油天然氣技術工程有限公司），0. 03重量份破膠劑過硫酸銨， 得到聚合物壓裂液（不含纖維聚合物壓裂液）；
[0040] 步驟三：向上述聚合物壓裂液中加入0. 35重量份聚乙烯醇纖維（的抗拉強度為 80MPa，真實密度為1. 02g/cm3,長度為4mm，直徑為95ym)，攪拌混合均勻，得到含纖維聚合 物壓裂液。
[0041] 該含纖維聚合物壓裂液可以應用于90°C井的壓裂施工。