專(zhuān)利名稱(chēng)：自生氣泡沫壓裂液及其生產(chǎn)方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于石油開(kāi)采的壓裂液技術(shù)領(lǐng)域，是一種自生氣泡沫壓裂液及其生產(chǎn)方法和使用方法。
背景技術(shù)：
水力壓裂是油氣井增產(chǎn)、水井增注、提高油氣井產(chǎn)能和采收率的最重要的增產(chǎn)措施之一。壓裂液是水力壓裂改造油氣層過(guò)程中的工作液，它起著傳遞壓力、形成地層裂縫、攜帶支撐劑進(jìn)入裂縫的作用。壓裂液性能的好壞是關(guān)系到壓裂施工的成敗和影響壓后增產(chǎn)效果的一個(gè)重要因素。目前在低壓低滲透水敏油氣藏的壓裂改造過(guò)程中，最常用的羥丙基胍膠-硼砂/有機(jī)硼壓裂液體系存在的主要問(wèn)題一是壓裂液濾液對(duì)低壓低滲透油氣藏造成的損害；二是壓裂液是在堿性條件下交聯(lián)的，對(duì)堿敏性?xún)?chǔ)層造成堿敏損害，。當(dāng)高PH工作液進(jìn)入儲(chǔ)層后，肯定會(huì)與粘土礦物等地層微粒反應(yīng)，破壞粘土微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。另外，高PH外界流體進(jìn)入儲(chǔ)層后，還會(huì)引起無(wú)機(jī)垢的生成，同樣會(huì)損害儲(chǔ)層，降低儲(chǔ)層滲流能力；三是地層壓力低，壓裂液返排能量不足，當(dāng)前各油田采取的措施主要是“液氮伴注”技術(shù)，但是“液氮伴注”技術(shù)增加了壓裂的費(fèi)用，而且液氮存放也存在較大安全問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種自生氣泡沫壓裂液及其生產(chǎn)方法和使用方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)不足之處，其既能在地層條件下生成大量的氣體，增壓助排；又能在弱酸條件下交聯(lián)、防止堿敏損害；同時(shí)具有低濾失、低殘?jiān)?、攜砂性能好，能夠大幅度降低壓裂液對(duì)儲(chǔ)層傷害。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種自生氣泡沫壓裂液，其由基液和反應(yīng)液組成，基液與反應(yīng)液的體積比為100 8至12 ;其中，該基液按重量份組成為水解聚丙烯酰胺2份至5份、亞硝酸鈉50份至150份、氯化銨40份至130份、起泡劑5份至15份、粘土穩(wěn)定劑2份至6份、殺菌劑0. 5份至2份、水700份至900份；該反應(yīng)液按重量份組成為三氯化鋁5份至15份、鹽酸3份至15份、水700份至800份。下面是對(duì)上述技術(shù)方案之一的進(jìn)一步選擇或/和優(yōu)化
上述水解聚丙烯酰胺可為分子量800至2500萬(wàn)的聚丙烯酰胺。上述自生氣泡沫壓裂液按下述步驟得到將所需要量的水解聚丙烯酰胺、亞硝酸鈉、氯化銨、起泡劑、粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑、水混合得到基液；將所需要量的三氯化鋁、鹽酸、水混合得到反應(yīng)液。本發(fā)明的技術(shù)方案之二是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種上述的自生氣泡沫壓裂液的生產(chǎn)方法是按下述步驟進(jìn)行將所需要量的水解聚丙烯酰胺、亞硝酸鈉、氯化銨、起泡劑、粘土穩(wěn)定齊U、殺菌劑、水混合得到基液；將所需要量的三氯化鋁、鹽酸、水混合得到反應(yīng)液。本發(fā)明的技術(shù)方案之三是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種上述的自生氣泡沫壓裂液的使用方法，其按下述步驟進(jìn)行在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，將基液與反應(yīng)液按體積比為100 8至12充分混合得到自生氣泡沫壓裂液后打入井下進(jìn)行壓裂操作。下面是對(duì)上述技術(shù)方案之三的進(jìn)一步選擇或/和優(yōu)化
上述自生氣泡沫壓裂液應(yīng)用于20°c至80°C溫度范圍內(nèi)的低壓低滲透水敏油氣藏的水力壓裂工藝中。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
I、該自生氣泡沫壓裂液反應(yīng)時(shí)釋放出大量的惰性氣體，增加了儲(chǔ)層的壓力，具有很好助排能力同時(shí)形成泡沫結(jié)構(gòu)，大大降低濾失性，減小壓裂液對(duì)儲(chǔ)層傷害。、該自生氣泡沫壓裂液在弱酸性(pH= 4. 0至6. 0)條件下交聯(lián)，防止了堿敏，降低對(duì)儲(chǔ)層傷害。
、和“液氮伴注”技術(shù)相比，減少了施工費(fèi)用(液氮泵車(chē)費(fèi)用、液氮運(yùn)輸罐車(chē)費(fèi)用及液氮費(fèi)用)，簡(jiǎn)化了施工工序(不用連接液氮泵車(chē)和液氮罐車(chē)管線(xiàn))，避免了液氮存放引發(fā)的安全問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)上述本發(fā)明的技術(shù)方案和實(shí)際情況來(lái)確定具體的實(shí)施方式。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步論述
實(shí)施例1，該自生氣泡沫壓裂液由基液和反應(yīng)液組成，基液與反應(yīng)液的體積比為100 8至12 ;其中，該基液按重量份組成為水解聚丙烯酰胺2份至5份、亞硝酸鈉50份至150份、氯化銨40份至130份、起泡劑5份至15份、粘土穩(wěn)定劑2份至6份、殺菌劑0. 5份至2份、水700份至900份；該反應(yīng)液按重量份組成為三氯化鋁5份至15份、鹽酸3份至15份、水700份至800份。實(shí)施例2，該自生氣泡沫壓裂液由基液和反應(yīng)液組成，基液與反應(yīng)液的體積比為100 8 ;其中，該基液按重量份組成為水解聚丙烯酰胺2份、亞硝酸鈉50份、氯化銨40份、起泡劑5份、粘土穩(wěn)定劑2份、殺菌劑0. 5份、水700份；該反應(yīng)液按重量份組成為三氯化鋁5份、鹽酸3份、水700份。實(shí)施例3，該自生氣泡沫壓裂液由基液和反應(yīng)液組成，基液與反應(yīng)液的體積比為100 12 ;其中，該基液按重量份組成為水解聚丙烯酰胺5份、亞硝酸鈉150份、氯化銨130份、起泡劑15份、粘土穩(wěn)定劑6份、殺菌劑2份、水900份；該反應(yīng)液按重量份組成為三氯化鋁15份、鹽酸15份、水800份。實(shí)施例4，該自生氣泡沫壓裂液由基液和反應(yīng)液組成，基液與反應(yīng)液的體積比為100 8 ;其中，該基液按重量份組成為水解聚丙烯酰胺5份、亞硝酸鈉50份、氯化銨130份、起泡劑5份、粘土穩(wěn)定劑6份、殺菌劑0. 5份、水900份；該反應(yīng)液按重量份組成為三氯化鋁5份、鹽酸15份、水700份。實(shí)施例5，該自生氣泡沫壓裂液由基液和反應(yīng)液組成，基液與反應(yīng)液的體積比為100 12 ;其中，該基液按重量份組成為水解聚丙烯酰胺2份、亞硝酸鈉150份、氯化銨40份、起泡劑15份、粘土穩(wěn)定劑6份、殺菌劑0. 5份、水700份；該反應(yīng)液按重量份組成為三氯化鋁15份、鹽酸3份、水800份。實(shí)施例6，該自生氣泡沫壓裂液由基液和反應(yīng)液組成，基液與反應(yīng)液的體積比為100 :12 ;其中，該基液按重量份組成為水解聚丙烯酰胺5份、亞硝酸鈉150份、氯化銨40份、起泡劑5份、粘土穩(wěn)定劑6份、殺菌劑2份、水900份；該反應(yīng)液按重量份組成為三氯化鋁5份、鹽酸15份、水800份。實(shí)施例7，該自生氣泡沫壓裂液由基液和反應(yīng)液組成，基液與反應(yīng)液的體積比為100 8 ;其中，該基液按重量份組成為水解聚丙烯酰胺2份、亞硝酸鈉50份、氯化銨130份、起泡劑15份、粘土穩(wěn)定劑2份、殺菌劑O. 5份、水700份；該反應(yīng)液按重量份組成為三氯化鋁5份、鹽酸15份、水700份。實(shí)施例8，該自生氣泡沫 壓裂液由基液和反應(yīng)液組成，基液與反應(yīng)液的體積比為100 8 ;其中，該基液按重量份組成為水解聚丙烯酰胺5份、亞硝酸鈉150份、氯化銨130份、起泡劑15份、粘土穩(wěn)定劑2份、殺菌劑O. 5份、水900份；該反應(yīng)液按重量份組成為三氯化鋁15份、鹽酸3份、水800份。實(shí)施例9，與上述實(shí)施例I至8的不同之處在于實(shí)施例9的水解聚丙烯酰胺為分子量800至2500萬(wàn)的聚丙烯酰胺。實(shí)施例10，與上述實(shí)施例I至8的不同之處在于實(shí)施例10的水解聚丙烯酰胺為分子量800或2500萬(wàn)的聚丙烯酰胺。實(shí)施例11上述實(shí)施例I至10的自生氣泡沫壓裂液按下述生產(chǎn)方法得到將所需要量的水解聚丙烯酰胺、亞硝酸鈉、氯化銨、起泡劑、粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑、水混合得到基液；將所需要量的三氯化鋁、鹽酸、水混合得到反應(yīng)液。實(shí)施例11上述實(shí)施例I至10的自生氣泡沫壓裂液的使用方法是按下述步驟進(jìn)行在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，將基液與反應(yīng)液按體積比為100 8至12充分混合得到自生氣泡沫壓裂液后打入井下進(jìn)行壓裂操作。該自生氣泡沫壓裂液中的亞硝酸鈉和氯化銨為反應(yīng)提供氣體的化學(xué)物質(zhì)，其化學(xué)反應(yīng)式為
NaN02+NH4CL — N2 i +NaCL+H20
在此反應(yīng)中，每公升自生氣泡沫壓裂液釋放的氣體達(dá)到20升至50升，起泡劑是用于產(chǎn)生穩(wěn)定的泡沫的必備物質(zhì)，反應(yīng)產(chǎn)生的惰性氣體N2會(huì)因壓力降低而造成液體的膨脹而與起泡劑形成較低密度的泡沫，使油井井筒內(nèi)的液體比重低于地層的壓力系數(shù)，在井筒內(nèi)形成負(fù)壓，促使液體更有效排出地面；反應(yīng)液中的三氯化鋁用于和水解聚丙烯酰胺產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)而形成粘度更高的凍膠，鹽酸為亞硝酸鈉和氯化銨的反應(yīng)提供氫離子。實(shí)施例12，與上述實(shí)施例11的不同之處在于該自生氣泡沫壓裂液最好應(yīng)用于20°C至80°C溫度范圍內(nèi)的低壓低滲透水敏油氣藏的水力壓裂工藝中。在本發(fā)明中起泡劑、粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑都是采用油田公知常用的化工添加劑。對(duì)本發(fā)明所得自生氣泡沫壓裂液進(jìn)行酸堿檢測(cè)，其為弱酸性，pH為4. O至6. O。
權(quán)利要求
1.一種自生氣泡沫壓裂液，其特征在于由基液和反應(yīng)液組成，基液與反應(yīng)液的體積比為100 8至12 ;其中，該基液按重量份組成為水解聚丙烯酰胺2份至5份、亞硝酸鈉50份至150份、氯化銨40份至130份、起泡劑5份至15份、粘土穩(wěn)定劑2份至6份、殺菌劑O. 5份至2份、水700份至900份；該反應(yīng)液按重量份組成為三氯化鋁5份至15份、鹽酸3份至15份、水700份至800份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自生氣泡沫壓裂液，其特征在于水解聚丙烯酰胺為分子量.800至2500萬(wàn)的聚丙烯酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自生氣泡沫壓裂液，其特征在于按下述步驟得到將所需要量的水解聚丙烯酰胺、亞硝酸鈉、氯化銨、起泡劑、粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑、水混合得到基液；將所需要量的三氯化鋁、鹽酸、水混合得到反應(yīng)液。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自生氣泡沫壓裂液的生產(chǎn)方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行將所需要量的水解聚丙烯酰胺、亞硝酸鈉、氯化銨、起泡劑、粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑、水混合得到基液；將所需要量的三氯化鋁、鹽酸、水混合得到反應(yīng)液。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的自生氣泡沫壓裂液的使用方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，將基液與反應(yīng)液按體積比為100 8至12充分混合得到自生氣泡沫壓裂液后打入井下進(jìn)行壓裂操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自生氣泡沫壓裂液的使用方法，其特征在于該自生氣泡沫壓裂液應(yīng)用于20°C至80°C溫度范圍內(nèi)的低壓低滲透水敏油氣藏的水力壓裂工藝中。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于石油開(kāi)采的壓裂液技術(shù)領(lǐng)域，是一種自生氣泡沫壓裂液及其生產(chǎn)方法和使用方法。該自生氣泡沫壓裂液由基液和反應(yīng)液組成，該基液組成為水解聚丙烯酰胺、亞硝酸鈉、氯化銨、起泡劑、粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑、水；該反應(yīng)液按重量份組成為三氯化鋁、鹽酸、水。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)時(shí)釋放出大量的惰性氣體，增加了儲(chǔ)層的壓力，具有很好助排能力同時(shí)形成泡沫結(jié)構(gòu)，大大降低濾失性，減小壓裂液對(duì)儲(chǔ)層傷害；在弱酸性(pH＝4.0至6.0)條件下交聯(lián)，防止了堿敏，降低對(duì)儲(chǔ)層傷害；與“液氮伴注”技術(shù)相比，減少了施工費(fèi)用，簡(jiǎn)化了施工工序，避免了液氮存放引發(fā)的安全問(wèn)題。
文檔編號(hào)C09K8/70GK102627960SQ20121007986
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者丁士輝, 劉勇, 李家平, 趙麗萍, 陳效領(lǐng) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司