一種清潔壓裂液的破膠性能評價方法
2023-07-22 18:38:16
專利名稱：一種清潔壓裂液的破膠性能評價方法
技術領域：
本發明涉及一種清潔壓裂液的破膠性能評價方法。
背景技術：
所謂油層水力壓裂，就是對於埋藏在幾百到幾千米的油層，利用水力的作用，使油層形成裂縫。油層水力壓裂的過程，一般指在地面採用高壓大排量的泵，利用液體的傳壓性能，將具有一定粘度的液體(壓裂液)，以大大超過油層所能吸收的能力向井中注入，井筒內的壓力逐漸增高，當壓力增高到超過井壁附近的地應力及巖石的抗張強度時，油層就會形成有一定幾何尺寸的裂縫。由於裂縫的出現，滲透面積增加，加之井底壓力與油層壓力之間存在壓差，此時泵入的液體，其中一部分滿足了地層的吸收，剩餘的則使裂縫向前延伸和擴張。隨著流體的不斷注入，裂縫也會不斷延伸與擴展，直到流體所注入的速度與油層所能吸入的速度相等時，裂縫才會停止延伸與擴展。此時如果地面高壓泵停止泵入液體，油層由於外來壓力的消失，又會使裂縫重新閉合。為了保持裂縫處於張開伏態，隨著壓裂液的不斷注入，須在壓裂液中混入較大直徑的支撐劑(如石英砂、核桃殼、陶粒等)，使之沉澱於裂縫中，支撐已形成的裂縫。由於地層中有了這樣被支撐的裂縫，從而提高了近井地帶巖層的滲透率，改善了井筒附近油層的流體流動通道，增大了排流面積，降低了流體的流動阻力，使油井達到了增產的效果。清潔壓裂液作為造縫和攜砂的介質，其性能的改進一直是人們研究的課題。自50年代大規模進行水力壓裂以來，壓裂液無論從單項添加劑、整體壓裂液配方體系的形成、室內研究儀器設備和方法到現場應用工藝技術等均發生了重大變化，特別是90年代以來，壓裂液體系研究趨於完善，在壓裂液化學和現場應用中發揮了重要作用。清潔壓裂液，國外是在上個世紀90年代發展起來的，自從1997年Schlumberger公司推出第一個產品J508投入市場以來，就迅速得到了推廣，目前用量最大的三個國家和地區分別是加拿大、墨西哥灣和美國東部。同時國外的學者通過長期致力於粘彈性研究，極大地豐富了粘彈性理論，為VES的理論研究奠定了基礎，得到的粘彈性評價方法為VES壓裂液性能評價指明了方向。國內對清潔壓裂液研究較晚，目前主要應用的VES為CTAB和Schlumberger的J508型表面活性劑，存在的問題是CTAB的粘彈效應較為弱，特別是在溫度高於60°C時，粘性會隨之大大降低，失去對支撐劑的有效懸浮作用。Schlumberger的J508型表面活性劑有很好的粘彈性，適用的溫度較高，由於其配方中添加了某些高溫穩定劑，從而將該體系應用在溫度高於100°C的油氣井增產作業，但是該配方的成本較CTAB高，使得該體系在國內大規模應用受到限制。近年來國內也有報導不同配方的VES，使用的溫度也有了較大的提高，但是關於他們的應用報導還很少。從某種角度說原因是由於分子設計中沒有很好的考慮到產品的工業化問題，導致成本太高而制約其應用，另一個重要的原因是由於國內目前對VES流體的評價方法還不完善，致使對VES有一個誤區，那就是應該達到多大的粘彈性才能保證壓裂的正常施工。
目前，廣泛使用的清潔壓裂液體系可分為水基壓裂液、泡沫壓裂液、油基壓裂液和乳化壓裂液。從50年代初到60年代初是以油基壓裂液為主。油基壓裂液通常由烴類(原油、柴油)、稠化劑(有機磷酸鹽)、交聯劑(偏鋁酸鹽)和破膠劑(強鹼弱酸鹽)組成，通過兩步交聯法，提高了其現場可操作性和耐溫能力(達130°C)。它具有與油藏配伍性好，易返排、低傷害，適合於強水敏、低壓儲層等優點。同時，也存在安全性差、成本高、耐溫能力較弱和濾失量大等缺點。在60年代初，胍爾膠稠化劑的問世，標誌著現代壓裂液化學的誕生。70年代，由於胍爾膠化學改性(如羥丙基胍爾膠HPG、羥基羧甲基胍爾膠CMHPG)的成功，以及交聯體系的完善(由硼、銻發展到有機鈦、有機鋯)，水基壓裂液迅速發展，在壓裂液類型中佔主導作用。水基壓裂液由聚合物稠化劑(植物膠，如胍爾膠、香豆膠等)、交聯齊[J、破膠劑、pH值調節劑、殺菌劑、粘土穩定劑和助排劑等組成。具有低廉、安全、可操作性強、綜合性能好、運用範圍廣等特點，但潛在的問題是損害水敏性儲層，以及由於殘渣、未破膠的濃縮膠和濾餅造成的導流能力損害。隨著緻密氣藏的開採和部分低壓油井壓裂後返排困難等因素，在80年代泡沫壓裂液技術又大規模在現場應用，取代了部分水基壓裂液。泡沫壓裂液一般由氣相和液相組成，氣相(一般為70% 75%的C02或N2)以氣泡的形式分散在整個連續相中，液相通常含有表面活性劑或其它穩定劑，加入植物膠稠化劑，可以改善泡沫壓裂液的穩定性。它具有易返排、傷害小和攜砂能力強等特點，適合於低壓、水敏性儲層，尤其是氣藏。乳化壓裂液是介於水基與油基之間的壓裂液流體，目前常用的是聚合物水包油乳化壓裂液，它是由60% 70%的液態烴(原油或柴油為內相)和30% 40%聚合物稠化水(植物膠水溶液為外相)組成，具有低濾失、低殘渣、粘度高和傷害較小等特點。目前，壓裂液體系仍是以水基壓裂液為主(佔65% )，泡沫壓裂液(佔30% )，油基、乳化壓裂液(佔5% )共存的局面。其中，在水基壓裂液中，硼交聯壓裂液佔40%，鈦、鋯交聯壓裂液佔10%，未交聯壓裂液佔15%。20世紀90年代，國外研製出了無聚合物水基壓裂液體系一種基於粘彈性表面活性劑的壓裂液，該體系不需化學破膠，排液能力強，壓裂液殘渣含量幾乎為零，基本不改變油層的潤溼性並且能夠有效的穩定粘土，使壓裂過程中的表皮效應和油層汙染更小，甚至接近零汙染，能更有效的提高油井產能，充分達到油氣藏壓裂的目的。該體系被稱之為粘彈性表面活性劑壓裂液，又稱之為清潔壓裂液。
發明內容
本發明的目的為了克服現有技術的不足與缺陷，提供一種清潔壓裂液的破膠性能評價方法，該測定方法能快速測定出清潔壓裂液的破膠性能，且測試結果精確，測試成本低，為清潔壓裂液的製備和使用提供了很好的數據支持。本發明的目的通過下述技術方案實現一種清潔壓裂液的破膠性能評價方法，包括以下步驟(a)首先，將配方壓裂液分別與柴油、液體石蠟和十二烷按一定比例充分混合；(b)然後，在水浴鍋中放置一段時間；(c)間歇搖動、觀察，測定其粘度，即得清潔壓裂液的破膠性能。所述步驟(b)中，水浴鍋的溫度為50°C。所述步驟(b)中，放置時間為I小時。
所述步驟(c)中，間歇搖動、觀察，IOmin後測定其粘度。綜上所述，本發明的有益效果是能快速測定出清潔壓裂液的破膠性能，且測試結果精確，測試成本低，為清潔壓裂液的製備和使用提供了很好的數據支持。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明作進一步地的詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。實施例本發明涉及一種清潔壓裂液的破膠性能評價方法，包括以下步驟(a)首先，將配方壓裂液分別與柴油、液體石蠟和十二烷按一定比例充分混合；(b)然後，在水浴鍋中放置一段時間；(c)間歇搖動、觀察，測定其粘度，即得清潔壓裂液的破膠性能。所述步驟(b)中，水浴鍋的溫度為50°C。所述步驟(b)中，放置時間為I小時。所述步驟(C)中，間歇搖動、觀察，IOmin後測定其粘度。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種清潔壓裂液的破膠性能評價方法，其特徵在於，包括以下步驟(a)首先，將配方壓裂液分別與柴油、液體石蠟和十二烷按一定比例充分混合；(b)然後，在水浴鍋中放置一段時間；(C)間歇搖動、觀察，測定其粘度，即得清潔壓裂液的破膠性能。
2.根據權利要求1所述的一種清潔壓裂液的破膠性能評價方法，其特徵在於，所述步驟(b)中，水浴鍋的溫度為50°C。
3.根據權利要求1所述的一種清潔壓裂液的破膠性能評價方法，其特徵在於，所述步驟(b)中，放置時間為I小時。
4.根據權利要求1所述的一種清潔壓裂液的破膠性能評價方法，其特徵在於，所述步驟(c)中，間歇搖動、觀察，IOmin後測定其粘度。
全文摘要
本發明公開了一種清潔壓裂液的破膠性能評價方法，包括步驟(a)首先，將配方壓裂液分別與柴油、液體石蠟和十二烷按一定比例充分混合；(b)然後，在水浴鍋中放置一段時間；(c)間歇搖動、觀察，測定其粘度，即得清潔壓裂液的破膠性能。本發明能快速測定出清潔壓裂液的破膠性能，且測試結果精確，測試成本低，為清潔壓裂液的製備和使用提供了很好的數據支持。
文檔編號G01N11/00GK102998210SQ201110290369
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者蔡雨江 申請人:蔡雨江