專利名稱：一種酸性粘彈性流體壓裂地層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酸性粘彈性壓裂液壓裂地層的方法和一種酸性粘彈性流體。該酸 性粘彈性流體和方法可用于油田壓裂增產(chǎn)。
背景技術(shù)：
水力壓裂是指促使從地下巖層生產(chǎn)流體(如油和天然氣)的方法。在水力壓裂過程中，以至少足夠克服上覆巖層壓力并在地層中觸發(fā)裂縫和/或使裂縫延伸到地層中的壓力和流速，通過井眼并對抗地層面而注入壓裂液。壓裂液中通常承載有懸浮在該壓裂液中并且將被輸送到裂縫中的支撐劑，如20-40目的砂子、礬土、玻璃珠等。支撐劑用于在壓力解除時防止地層自身的閉合。由支撐劑填充的裂縫形成滲透通道，地層流體可通過該滲透通道流向井眼，然后被抽出。目前我國低滲透油藏的采油速度和采出程度均較低，穩(wěn)產(chǎn)難度很大，壓裂工藝是增產(chǎn)的主導技術(shù)。國內(nèi)外最常使用的壓裂液為水基聚合物壓裂液，天然或合成聚合物在交聯(lián)劑的作用下形成高粘度的壓裂液。這些壓裂液體系的不足之處在于殘留物，殘留物主要來自兩方面①植物膠本身存在的水不溶物；②破膠不徹底殘留的微凝膠。殘留物對壓裂裂縫支撐帶滲透率和地層滲透率造成難以恢復的傷害，嚴重影響壓裂增產(chǎn)效果。近年來又出現(xiàn)了清潔壓裂液，適用于低溫、低壓、低滲或特低滲油藏改造，最大優(yōu)點是不傷害地層，基本的組成成分是長碳鏈烷基季銨鹽、反離子鹽水楊酸鈉，低碳醇及水， 具有攜砂作用。由于粘彈性表面活性劑(VES)流體具有優(yōu)于常規(guī)聚合物體系的優(yōu)點，所以 VES流體在油田行業(yè)中得到越來越多的應用。但是，目前使用的絕大部分壓裂液體系都是在堿性條件下成膠。PH值一般在10 13時粘彈性能最好。而強堿性的液體在地層中容易與巖層反應，生成不溶的沉淀物，對儲層滲透率造成嚴重的傷害，并在施工設備表面形成污垢，難以清除。酸液可用于提高基質(zhì)的滲透率而增產(chǎn)。將酸與交聯(lián)聚合物結(jié)合可形成交聯(lián)酸壓裂液。交聯(lián)聚合物型的酸性壓裂液能夠耐受較高的溫度以便可以用于深井增產(chǎn)，并且可以降低酸巖反應速度而提高性能。這類壓裂液通常用有機金屬化合物作為交聯(lián)劑。例如，鋯和鈦交聯(lián)的體系可用氟化物、磷酸鹽和過硫酸鹽等破膠從而降低體系的粘度有利于返排。但是，這些聚合物在破膠后仍然會產(chǎn)生大量的殘渣而傷害地層。另外，交聯(lián)聚合物溶解不徹底會形成“魚眼”，這些“魚眼”會降低地層的滲透率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的酸性粘彈性流體是可用于油田壓裂的可攜砂的清潔壓裂液體系。它具有優(yōu)良的攜砂性能和破膠性能、無殘留、易排放等特點。具有深穿透性，有效溝通天然裂縫并可解除近井地帶污染、有效期長等特點。施工工藝簡單易行，對設備無腐蝕。本發(fā)明提供一種可在酸性條件下成膠的粘彈性流體。其主要由粘彈性表面活性劑組成，在PH值為1 6范圍內(nèi)均可成膠，具有攜砂作用，無殘渣，對地層滲透率有改善作用。
酸可用于提高基質(zhì)的滲透率而增產(chǎn)。將酸與粘彈性流體結(jié)合可形成酸性粘彈性壓裂液。這種壓裂液的優(yōu)點有一是酸在地層中可以起到溶蝕作用，溝通天然裂縫，解除近井地帶污染；二是粘彈性酸溶液可以減緩酸與巖層的反應速度，這樣可以避免酸在很短的時間內(nèi)反應消耗殆盡。延長酸作用的時間，有利于形成高導流能力的裂縫；三是體系無水不溶物，破膠徹底、無殘渣，對地層滲透率無傷害。本發(fā)明的酸性粘彈性流體含有選自一定的季鹽、一定的胺、及其組合中的一種或多種陽離子表面活性劑；一種或多種酸；一種或多種低碳醇；一種或多種反離子鹽；一種或多種緩蝕劑；和水。本發(fā)明酸性粘彈性流體可用于油田壓裂。本發(fā)明的壓裂液壓裂支撐劑分散均勻、破膠徹底。陽離子表面活性劑選自i) 一定的鹽、ii) 一定的胺、iii) 一定的氧化胺、iv)及
其組合。鹽具有以下結(jié)構(gòu)式
權(quán)利要求
1.一種酸性粘彈性流體壓裂地下巖層的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)配制基液A、基液B及酸液C ； (2)在應用施工現(xiàn)場將A與B泵入混砂車，同時加入支撐劑，攪拌均勻，以一定壓力打入壓裂管道；(3)將酸液C在泵后通過三通管匯擠入與攜砂液混合；(4) 在足夠壓開地層的壓力下，將含酸的粘彈性攜砂液通過油氣井的射孔孔眼擠入地層，在地層內(nèi)部形成裂縫；撤去壓力，使裂縫閉合，讓破膠后的壓裂液返排出地面，完成施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基液A的配制方法為將陽離子表面活性劑、低碳醇、水楊酸鹽和水混合均勻，配制成粘度為10-20mPa · s的基液A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基液B的配制方法為將防膨劑和/或粘土穩(wěn)定劑與水配制成粘度為3-lOmPa · s的基液B。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中酸液C的配制方法為將酸與緩蝕劑混合均勻配制成粘度為2-15mPa · s的酸液C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，基液A與基液B的體積比為20 80 80 20。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中陽離子表面活性劑選自季鹽類、胺類、氧化胺類或其組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中低碳醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、1-丁醇、2- 丁醇、異丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、三甘醇或其組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中酸為鹽酸、氫氟酸、甲酸、乙酸、苯甲酸、氯苯甲酸、 對苯二羧酸、間苯二羧酸、鄰苯二羧酸、水楊酸、磺酸、亞磺酸、硫羧酸、磷酸、亞磷酸、膦酸、 咖啡酸、酒石酸或其組合。
9.一種酸性壓裂液，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的方法進行配制并用于地層壓裂。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的酸性壓裂液，其特征在于，常溫下粘度為120-200mPa*S，自動破膠后，破膠液粘度小于IOmPa · S。
全文摘要
本發(fā)明提供一種酸性粘彈性流體壓裂地層的方法。該方法包括以下步驟(1)配制基液A、基液B及酸液C；(2)在應用施工現(xiàn)場將A與B泵入混砂車，同時加入支撐劑，攪拌均勻，以一定壓力打入壓裂管道；(3)將酸液C在泵后用酸化泵車通過三通管匯擠入與攜砂液混合；(4)在足夠壓開地層的壓力下，將含酸的粘彈性攜砂液通過油氣井的射孔孔眼擠入地層，在地層內(nèi)部形成裂縫；撤去壓力，使裂縫閉合，讓破膠后的壓裂液返排出地面，完成施工。
文檔編號E21B43/27GK102155209SQ20111002389
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者張勁, 張士誠, 張艷, 李雙明 申請人:中國石油大學(北京)