[發明專利]顯著提高體系粘數的清潔壓裂液制備工藝

無效

• 申請號: 201110290376.7
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102994068A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 劉高昌
• 申請（專利權）人: 劉高昌
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種清潔壓裂液制備工藝，具體是指一種顯著提高體系粘數的清潔壓裂液制備工藝。

背景技術

油氣井的水力壓裂增產技術是改造油氣層的有效方法，是油氣井、水井增產、增注的有效措施。此技術已積累了50多年的經驗，被廣泛應用于油氣田勘探和開發中。與此同時，每年會消耗掉6×10⁴噸以上的化學劑。

所謂油層水力壓裂，就是對于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，一般指在地面采用高壓大排量的泵，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。由于裂縫的出現，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，剩余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，油層由于外來壓力的消失，又會使裂縫重新閉合。為了保持裂縫處于張開伏態，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)，使之沉淀于裂縫中，支撐已形成的裂縫。由于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，壓裂液體系研究趨于完善，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于粘彈性研究，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，特別是在溫度高于60℃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，由于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于100℃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。近年來國內也有報道不同配方的VES，使用的溫度也有了較大的提高，但是關于他們的應用報道還很少。從某種角度說原因是由于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于國內目前對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。