一種水基壓裂與解堵複合工藝的製作方法

2023-10-28 04:45:32 2

專利名稱：一種水基壓裂與解堵複合工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於石油技術領域，具體涉及一種水基壓裂與解堵複合工藝。
背景技術：
壓裂在提高油氣井產能的同時給儲層帶來傷害。對於壓裂液殘渣和破腳不徹底引起的傷害，一般採取了微生物解堵、HRS複合解堵以及在壓裂前後增註解堵劑進行解堵等技術。其中以HRS複合解堵技術作用效果最好。現有的HRS解堵技術是以酸為引發劑，當酸與HRS相遇後反應速度很快，一般採用「HRS+隔離水+鹽酸」交替注入的工藝對目的層進行解堵。技術存在的問題是當隔離層過厚，施工安全性得到了保證，但HRS和酸液的使用濃度下降，影響解堵效果；當隔離層過薄，解堵劑的濃度得以保證，但HRS和酸在井口迅速接觸並發生劇烈反應，有爆炸的危險，增加了施工的不安全性；另外，HRS酸性解堵體系不適合酸敏性儲層的改造，且在井下波及範圍小，影響了解堵效果。總之，這種「先汙染後治理」 被動式複合解堵補救措施，背離了油田開發「可持續性發展」的目標。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術的不足，提供一種施工工藝簡單，作業效率高，成本低，解堵範圍更廣的水基壓裂與解堵複合工藝。該工藝在不改變常規水基壓裂工藝的同時，將水基壓裂與解堵兩個工藝有效結合，達到實施一個作業同時完成壓裂和解堵雙重作用的效果，減輕了作業對儲層的損傷。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種水基壓裂與解堵複合工藝， 其特徵在於，該工藝包括以下步驟步驟一、將複合解堵劑加入水中，攪拌均勻後依次加入粘土穩定劑和破乳助排劑， 攪拌均勻後再加入羥丙基胍膠，攪拌IOmin 20min得到原膠液；所述原膠液中羥丙基胍膠的質量濃度為0. 1%，粘土穩定劑的質量濃度為0. 5% 2. 5 %，破乳助排劑的質量濃度為0. 1%，複合解堵劑的質量濃度為0. 1^-0.5%;步驟二、將步驟一中所述原膠液與交聯劑按100 6 10的體積比混合後攪拌均勻，得到壓裂液；所述交聯劑為四硼酸鈉和過硫酸銨的混合水溶液；步驟三、將引發劑、常規壓裂支撐劑和步驟二中所述壓裂液一同注入油井內，通過引發劑的引發將複合解堵劑中的二氧化氯在油井井筒內釋放出來，在壓裂的同時實現解堵；所述引發劑為三氯異氰尿酸鈉或二氯異氰尿酸鈉，引發劑的用量為壓裂液體積的 0. 01% 0. 5%。上述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，步驟一中所述原膠液中羥丙基胍膠的質量濃度為0. 3% 0. 6%，粘土穩定劑的質量濃度為 2 %，破乳助排劑的質量濃度為 0. 3% 0. 5%，複合解堵劑的質量濃度為0. 2% 0. 3%。上述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，所述原膠液中羥丙基胍膠的質量濃度為 0. 5%，粘土穩定劑的質量濃度為1. 5%，破乳助排劑的質量濃度為0. 4%，複合解堵劑的質量濃度為0. 25%。上述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，所述複合解堵劑為複合解堵劑HRS。上述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，所述粘土穩定劑為氯化鉀。上述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，所述破乳助排劑為破乳助排劑CF-5C。上述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，步驟二中所述交聯劑中四硼酸鈉的質量濃度為0. 4 % 1 %，過硫酸銨的質量濃度為0. 01 % 0. 5 %。上述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，步驟三中所述引發劑的用量為壓裂液體積的 0. 05% 0. 1%ο上述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，所述引發劑的用量為壓裂液體積的 0. 08%。本發明的工藝將壓裂和解堵合二為一，目的是改變壓裂後「被動式解堵」為「主動防治」，實現「汙染與治理」同步，最終達到「防治為主」，最大限度簡化施工工藝，提高油井產量的目標，該工藝技術對低滲油田的開發具有重要的意義。本發明與現有技術相比具有以下優點1、本發明的工藝具有施工工藝簡單，作業效率高，成本低，解堵範圍更廣等特點， 最大限度的降低了對儲層的傷害。2、本發明的工藝在不改變常規水基壓裂工藝的同時，將水基壓裂與解堵兩個工藝有效結合，達到實施一個作業同時完成壓裂和解堵雙重作用的效果，減輕了作業對儲層的損傷。3、本發明的工藝採用主動預防式措施，能保證在完成壓裂作業的同時將產生的汙染進行有效消除，在不增加壓裂施工工藝的情況下，使壓裂效果達到最佳。4、本發明的工藝將解堵劑混合在原膠液中，解堵劑可隨壓裂液波及到所能達到的任何地方，解堵效果更加有效。5、本發明的工藝採用的引發劑可與複合解堵劑中的硫酸氫鈉組合形成活化體系， 在中性條件下即可活化複合解堵劑釋放二氧化氯，不需額外加入隔離水和鹽酸，不受儲層敏感性礦物的制約，增大了作業範圍。下面通過實施例對本發明的技術方案作進一步的詳細描述。
具體實施例方式實施例1步驟一、將複合解堵劑HRS加入水中，攪拌均勻後依次加入粘土穩定劑氯化鉀和破乳助排劑CF-5C (甘肅省慶陽長慶井下化工廠生產)，攪拌均勻後再加入羥丙基胍膠，攪拌IOmin得到原膠液；所述原膠液中羥丙基胍膠的質量濃度為0. 1%，粘土穩定劑的質量濃度為0. 5%，破乳助排劑的質量濃度為0. 1%，複合解堵劑HRS的質量濃度為0. ；步驟二、將步驟一中所述原膠液與交聯劑按100 6的體積比混合後攪拌均勻，得到壓裂液；所述交聯劑為四硼酸鈉和過硫酸銨的混合水溶液，交聯劑中四硼酸鈉的質量濃度為0. 4%，過硫酸銨的質量濃度為0. 01% ；步驟三、將步驟二中所述壓裂液注入油井內，在注入壓裂液的同時將引發劑三氯異氰尿酸鈉和常規壓裂支撐劑石英砂分別注入油井內，通過引發劑的引發將複合解堵劑HRS中的二氧化氯在油井井筒內釋放出來，在壓裂的同時實現解堵；所述引發劑的用量為壓裂液體積的0. 01%，壓裂支撐劑的用量為常規用量，可根據現場情況進行調整。實施例2步驟一、將複合解堵劑HRS加入水中，攪拌均勻後依次加入粘土穩定劑氯化鉀和破乳助排劑CF-5C (甘肅省慶陽長慶井下化工廠生產)，攪拌均勻後再加入羥丙基胍膠，攪拌20min得到原膠液；所述原膠液中羥丙基胍膠的質量濃度為1%，粘土穩定劑的質量濃度為2. 5%，破乳助排劑的質量濃度為1%，複合解堵劑HRS的質量濃度為0. 5% ；步驟二、將步驟一中所述原膠液與交聯劑按100 10的體積比混合後攪拌均勻， 得到壓裂液；所述交聯劑為四硼酸鈉和過硫酸銨的混合水溶液，交聯劑中四硼酸鈉的質量濃度為1%，過硫酸銨的質量濃度為0. 5% ；步驟三、將步驟二中所述壓裂液注入油井內，在注入壓裂液的同時將引發劑二氯異氰尿酸鈉和常規壓裂支撐劑石英砂分別注入油井內，通過引發劑的引發將複合解堵劑 HRS中的二氧化氯在油井井筒內釋放出來，在壓裂的同時實現解堵；所述引發劑的用量為壓裂液體積的0. 5%，壓裂支撐劑的用量為常規用量，可根據現場情況進行調整。實施例3步驟一、將複合解堵劑HRS加入水中，攪拌均勻後依次加入粘土穩定劑氯化鉀和破乳助排劑CF-5C (甘肅省慶陽長慶井下化工廠生產)，攪拌均勻後再加入羥丙基胍膠，攪拌IOmin得到原膠液；所述原膠液中羥丙基胍膠的質量濃度為0. 3%，粘土穩定劑的質量濃度為1%，破乳助排劑的質量濃度為0. 3 %，複合解堵劑HRS的質量濃度為0. 2% ；步驟二、將步驟一中所述原膠液與交聯劑按100 6的體積比混合後攪拌均勻，得到壓裂液；所述交聯劑為四硼酸鈉和過硫酸銨的混合水溶液，交聯劑中四硼酸鈉的質量濃度為0. 6%，過硫酸銨的質量濃度為0. 2% ；步驟三、將引發劑三氯異氰尿酸鈉和常規壓裂支撐劑陶粒在混砂車上混合，將步驟二中所述壓裂液注入油井內，在注入壓裂液的同時，將混合後的引發劑和常規壓裂支撐劑注入油井內，通過引發劑的引發將複合解堵劑HRS中的二氧化氯在油井井筒內釋放出來，在壓裂的同時實現解堵；所述引發劑的用量為壓裂液體積的0. 05%，壓裂支撐劑的用量為常規用量，可根據現場情況進行調整。實施例4步驟一、將複合解堵劑HRS加入水中，攪拌均勻後依次加入粘土穩定劑氯化鉀和破乳助排劑CF-5C (甘肅省慶陽長慶井下化工廠生產)，攪拌均勻後再加入羥丙基胍膠，攪拌15min得到原膠液；所述原膠液中羥丙基胍膠的質量濃度為0. 6%，粘土穩定劑的質量濃度為2 %，破乳助排劑的質量濃度為0. 5 %，複合解堵劑HRS的質量濃度為0. 3% ；步驟二、將步驟一中所述原膠液與交聯劑按100 10的體積比混合後攪拌均勻， 得到壓裂液；所述交聯劑為四硼酸鈉和過硫酸銨的混合水溶液，交聯劑中四硼酸鈉的質量濃度為0. 7%，過硫酸銨的質量濃度為0. 3% ；步驟三、將步驟二中所述壓裂液注入油井內，在注入壓裂液的同時將引發劑二氯異氰尿酸鈉和常規壓裂支撐劑石英砂分別注入油井內，通過引發劑的引發將複合解堵劑 HRS中的二氧化氯在油井井筒內釋放出來，在壓裂的同時實現解堵；所述引發劑的用量為壓裂液體積的0. 1%，壓裂支撐劑的用量為常規用量，可根據現場情況進行調整。
實施例5步驟一、將複合解堵劑HRS加入水中，攪拌均勻後依次加入氯化鉀和破乳助排劑 CF-5C (甘肅省慶陽長慶井下化工廠生產)，攪拌均勻後再加入羥丙基胍膠，攪拌ISmin得到原膠液；所述原膠液中羥丙基胍膠的質量濃度為0. 5%，粘土穩定劑的質量濃度為1. 5%, 破乳助排劑的質量濃度為0. 4%，複合解堵劑HRS的質量濃度為0. 25% ；步驟二、將步驟一中所述原膠液與交聯劑按100 8的體積比混合後攪拌均勻，得到壓裂液；所述交聯劑為四硼酸鈉和過硫酸銨的混合水溶液，交聯劑中四硼酸鈉的質量濃度為0. 8%，過硫酸銨的質量濃度為0. 4% ；步驟三、將引發劑三氯異氰尿酸鈉和常規壓裂支撐劑陶粒在混砂車上混合，將步驟二中所述壓裂液注入油井內，在注入壓裂液的同時，將混合後的引發劑和常規壓裂支撐劑注入油井內，通過引發劑的引發將複合解堵劑HRS中的二氧化氯在油井井筒內釋放出來，在壓裂的同時實現解堵；所述引發劑的用量為壓裂液體積的0. 08%，壓裂支撐劑的用量為常規用量，可根據現場情況進行調整。對本發明的複合工藝與常規壓裂工藝的性能、施工費用和施工效果進行了比較， 結果分別見表1、表2和表3:表1兩種工藝綜合性能比較結果
工藝壓裂5h後破膠液殘渣含量 (mg/L)巖心傷害 %支撐劑傷害 %常規壓裂工藝3343665本發明複合工藝1651929 表2兩種工藝的施工費用比較結果
費用種類常規工藝費用(萬元)新工藝費用(萬元)壓裂HRS解堵壓裂解堵液體費1.52.51.5+1.5設備費525施工前油丼作業費111合計7.55.59.0總計13.09.0 表3兩種工藝施工效果比較結果
施工波及範圍產油周期工藝特點常規壓裂工藝近丼地帶3-4月複雜本發明複合工藝壓裂液波及區域6-10 月簡單從表1、表2和表3中可以看出本發明的複合工藝與常規壓裂和解堵工藝相比較，破膠液殘渣下降50. 6%，巖心傷害下降47. 2%，支撐劑傷害下降55. 4%，並且每口井施工總費用降低近31%。本發明採用水基壓裂與解堵複合工藝對延長油田5 口井進行了試驗，並採用常規壓裂工藝作為對照對延長油田3 口井進行了試驗，改造層位均為長2層，試驗壓裂液均為100m3。結果如下表4本發明複合工藝與常規水基壓裂工藝在長2層的試驗效果比較
權利要求
1.一種水基壓裂與解堵複合工藝，其特徵在於，該工藝包括以下步驟步驟一、將複合解堵劑加入水中，攪拌均勻後依次加入粘土穩定劑和破乳助排劑，攪拌均勻後再加入羥丙基胍膠，攪拌IOmin 20min得到原膠液；所述原膠液中羥丙基胍膠的質量濃度為0. 1 % 1 %，粘土穩定劑的質量濃度為0. 5 % 2. 5 %，破乳助排劑的質量濃度為 0. 1%，複合解堵劑的質量濃度為0. 1^-0.5%;步驟二、將步驟一中所述原膠液與交聯劑按100 6 10的體積比混合後攪拌均勻， 得到壓裂液；所述交聯劑為四硼酸鈉和過硫酸銨的混合水溶液；步驟三、將引發劑、常規壓裂支撐劑和步驟二中所述壓裂液一同注入油井內，通過引發劑的引發將複合解堵劑中的二氧化氯釋放出來，在壓裂的同時實現解堵；所述引發劑為三氯異氰尿酸鈉或二氯異氰尿酸鈉，引發劑的用量為壓裂液體積的0. 01% 0. 5%。
2.根據權利要求1所述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，其特徵在於，步驟一中所述原膠液中羥丙基胍膠的質量濃度為0. 3% 0. 6%，粘土穩定劑的質量濃度為1% 2%，破乳助排劑的質量濃度為0. 3% 0. 5%，複合解堵劑的質量濃度為0. 2% 0. 3%。
3.根據權利要求2所述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，其特徵在於，所述原膠液中羥丙基胍膠的質量濃度為0. 5%，粘土穩定劑的質量濃度為1. 5%，破乳助排劑的質量濃度為0. 4%，複合解堵劑的質量濃度為0. 25%。
4.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，其特徵在於，所述複合解堵劑為複合解堵劑HRS。
5.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，其特徵在於，所述粘土穩定劑為氯化鉀。
6.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，其特徵在於，所述破乳助排劑為破乳助排劑CF-5C。
7.根據權利要求1所述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，其特徵在於，步驟二中所述交聯劑中四硼酸鈉的質量濃度為0. 4% 1%，過硫酸銨的質量濃度為0. 01% 0. 5%。
8.根據權利要求1所述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，其特徵在於，步驟三中所述引發劑的用量為壓裂液體積的0. 05% 0. 1%。
9.根據權利要求8所述的一種水基壓裂與解堵複合工藝，其特徵在於，所述引發劑的用量為壓裂液體積的0. 08%。
全文摘要
本發明公開了一種水基壓裂與解堵複合工藝，該工藝為一、將複合解堵劑加入水中，攪拌均勻後依次加入粘土穩定劑和破乳助排劑，攪拌均勻後再加入羥丙基胍膠，攪拌10min～20min得到原膠液；二、將原膠液與交聯劑按100∶6～10的體積比混合後攪拌均勻，得到壓裂液；三、將壓裂液、引發劑和常規壓裂支撐劑一同注入油井內，通過引發劑的引發將複合解堵劑中的二氧化氯釋放出來，在壓裂的同時實現解堵。本發明的工藝具有施工工藝簡單，作業效率高，成本低，解堵範圍更廣等特點，在不改變常規水基壓裂工藝的同時，將壓裂與解堵兩個工藝有效結合，達到實施一個作業同時完成壓裂和解堵雙重作用的效果，減輕了作業對儲層的損傷。
文檔編號E21B43/267GK102505930SQ20111037492
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月22日 優先權日2011年11月22日
發明者王滿學 申請人:西安石油大學