一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法
【專利摘要】一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，先通過檢測高含量鈣鎂壓裂液用水中鈣鎂總含量，根據(jù)鈣鎂總含量，按壓裂液用水的0.1Ａ%以上用量確定鈣鎂屏蔽劑的加量、并將所需數(shù)量的鈣鎂屏蔽劑加入至壓裂液用水中混合均勻，然后根據(jù)清水配制植物膠壓裂液所要求的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、以及相關(guān)植物膠的配制說明配制植物膠壓裂液并混合均勻；依據(jù)前述鈣鎂總含量，按壓裂液用水的0.01Ａ－5.0Ａ%確定pH調(diào)節(jié)劑的加量、加入所需pH調(diào)節(jié)劑并混合均勻；經(jīng)過本發(fā)明所配制的水力壓裂用壓裂液具有植物膠類高分子的溶脹與增粘徹底特性、壓裂液在進(jìn)入地層前后不沉淀、壓裂液的耐溫耐剪切能力好。
【專利說明】一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，具體說是通過對含有高含量鈣鎂的壓裂液用水進(jìn)行檢測、處理后用于油氣田植物膠壓裂液的配制，以提高壓裂液性能的方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]隨著環(huán)境保護(hù)意識及節(jié)水節(jié)能要求的加強(qiáng)，伴隨著油氣田大規(guī)模的開發(fā)、海上油氣田壓裂施工的開展，國內(nèi)外開始逐步利用含有高含量鈣鎂的地下水、海水、油氣田(含煤層氣田、頁巖油氣田)采出水、油氣田(含煤層氣田、頁巖油氣田)壓裂返排液等替代傳統(tǒng)的清潔地表水以配制水力壓裂用壓裂液。
[0005]在利用上述含有高含量鈣鎂的壓裂液用水配制植物膠壓裂液、尤其是交聯(lián)基壓裂液時，鈣鎂的存在會對壓裂液性能造成以下方面的影響:
1、鈣鎂會抑制植物膠類高分子的溶脹與增粘:這是因?yàn)橹参锬z高分子如瓜爾膠、香豆膠、田菁膠及它們的衍生物均可通過分子鏈上的羥基或羧基與鈣鎂產(chǎn)生螯合并聚集、沉淀。
[0006]2、壓裂液配制過程中，鈣鎂會與壓裂液 中所需的堿性物質(zhì)產(chǎn)生沉淀，從而破壞壓裂液的性能。
[0007]3、壓裂液在進(jìn)入地層后，隨著溫度的升高，鈣鎂也會產(chǎn)生沉淀，從而破壞壓裂液的酸堿平衡，降低壓裂液的耐溫耐剪切能力。
[0008]因此，在利用上述含有高含量鈣鎂的壓裂液用水配制植物膠壓裂液時，必須消除或降低鈣鎂對壓裂液性能的影響。
[0009]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是通過對含有高含量鈣鎂的壓裂液用水進(jìn)行檢測，以確定水中鈣鎂離子含量，然后通過添加鈣鎂屏蔽劑、PH調(diào)節(jié)劑，，而提供一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法。
[0011]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
提供一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，其特征在于:它包括以下步驟:
1、鈣鎂含量檢測:
按SY/T 5523-2006《油氣田水分析方法》分析壓裂液用水中鈣鎂總含量，鈣鎂總含量“ A ”換算為“毫克/毫升”單位計(jì)量。
[0012]2、鈣鎂屏蔽劑數(shù)量的確定與添加:
(I)數(shù)量的確定:依據(jù)前述“1、鈣鎂含量檢測”檢測的鈣鎂總量，按壓裂液用水量的0.1A %以上用量確定鈣鎂屏蔽劑的加量，以0.2 A — 0.5 A %為最佳；其中:A為水中鈣鎂
總含量、按“毫克/毫升”單位計(jì)量。
[0013](2)添加:將所需數(shù)量的鈣鎂屏蔽劑加入至壓裂液用水中之后混合均勻。
[0014]3、植物膠壓裂液的配制:
根據(jù)清水配制植物膠壓裂液所要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、以及相關(guān)植物膠的配制說明，在含有高含量鈣鎂的壓裂液用水中進(jìn)行配制。
[0015]4、pH調(diào)節(jié)劑數(shù)量的確定與添加:
(I)數(shù)量的確定:依據(jù)前述“1、鈣鎂含量檢測”檢測的鈣鎂總量，按壓裂液用水的0.01A — 5.0 A %確定pH調(diào)節(jié)劑的加量；其中:A為水中鈣鎂總含量、按“毫克/毫升”單位計(jì)量。[0016](2)在攪拌或循環(huán)的條件下慢慢加入pH調(diào)節(jié)劑，加完后混合均勻。
[0017]上述壓裂液用水是指可用來配制壓裂液的地下水、海水、油氣田包括含煤層氣田或頁巖油氣田采出水、油氣田包括含煤層氣田或頁巖油氣田壓裂返排液。
[0018]上述高含量鈣鎂壓裂液用水是指鈣鎂離子總量大于0.1毫克/毫升的地下水、海水、油氣田包括含煤層氣田或頁巖油氣田米出水、油氣田包括含煤層氣田或頁巖油氣田壓裂返排液。
[0019]上述鈣鎂屏蔽劑是指三聚磷酸鈉或三聚磷酸鉀或六偏磷酸鈉或六偏磷酸鉀或EDTA或異抗血酸或異抗血酸鈉或檸檬酸或檸檬酸鈉或葡萄糖酸或葡萄糖酸鈉或羥基亞乙基二膦酸或氨基三亞甲基膦酸或聚丙烯酸或聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鉀或水解馬來酸酐或丙烯酸/丙烯酸甲酯二元共聚物或丙烯酸/丙烯酸羥丙酯/丙烯酸甲酯三元共聚物或丙烯酸/丙烯酰胺甲基丙烷磺酸/次磷酸三元共聚物或木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鉀或單寧中的任意一種及它們中的任意組合而構(gòu)成的混合物及水溶液。
[0020]上述植物膠是指瓜爾膠或田菁膠或香豆膠或魔芋膠及瓜爾膠或田菁膠或香豆膠或魔芋膠的衍生物。
[0021]上述植物膠壓裂液是指利用瓜爾膠或田菁膠或香豆膠或魔芋膠及瓜爾膠或田菁膠或香豆膠或魔芋膠的衍生物配制的壓裂液。
[0022]上述pH調(diào)節(jié)劑為氨水或氫氧化鉀或氫氧化鈉或碳酸鈉或碳酸氫鈉或磷酸三鈉類無機(jī)堿或一乙醇胺或三乙醇胺或甲酰胺或乙酰胺類有機(jī)胺中的任意一種及它們中的任意組合而構(gòu)成的混合物及水溶液。
上述的鈣鎂屏蔽劑，在壓裂液用水中的加量為0.1 A %以上；其中A為水中鈣鎂總含量。
[0023]上述pH調(diào)節(jié)劑，在壓裂液用水中的加量為0.01 A — 5.0 A % ;其中A為水中鈣鎂
總含量。
[0024]通過采用本發(fā)明所述的技術(shù)手段后，利用高含量鈣鎂的地下水、海水、油氣田包括含煤層氣田或頁巖油氣田采出水、油氣田包括含煤層氣田或頁巖油氣田壓裂返排液等替代傳統(tǒng)的清潔地表水所配制的水力壓裂用壓裂液具有植物膠類高分子的溶脹與增粘徹底的特性、壓裂液在進(jìn)入地層前后不沉淀、壓裂液的耐溫耐剪切能力好。
[0025]【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
[0027]
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面，提供本發(fā)明的具體實(shí)施案，但并不限于本實(shí)施例:
實(shí)施例1:
1、在帶有循環(huán)水泵的容器中加入100m3油田采出水，按SY/T 5523-2006《油氣田水分析方法》分析其中1丐鎂總含量，檢測1丐鎂總含量為2700暈克/升、即A= 2.7暈克/毫升。
[0029]2、根據(jù)本實(shí)施例1 “ I ”測定的鈣鎂含量，確定按油田采出水總量的0.2 A %、即
0.2X2.7%=0.54%添加鈣鎂屏蔽劑；將540公斤鈣鎂屏蔽劑加入上述100m3油田采出水中，循環(huán)均勻。
[0030]3、按羥丙基瓜爾膠的使用說明，將400公斤羥丙基瓜爾膠用負(fù)壓水力噴射漏斗慢慢加入至油田采出水中，加完后再加入壓裂液設(shè)計(jì)中要求的其它化學(xué)添加劑，并繼續(xù)循環(huán)至容器中粘度均勻一致。
[0031]4、根據(jù)本實(shí)施例1 “ I ”測定的鈣鎂總含量，確定按油田采出水總量的0.01 A %、即0.01 X 2.7%=0.027% 添加pH調(diào)節(jié)劑；在循環(huán)的條件下慢慢加入27公斤pH調(diào)節(jié)劑，加完后循環(huán)均勻即為油田采出水基壓裂液。
[0032]按本實(shí)施例1配制的溶液為0.4%羥丙基瓜爾膠濃度的油田采出水基壓裂液，基液粘度、不同溫度下的穩(wěn)定性、與有機(jī)硼交聯(lián)后的耐溫性能均與使用清水配制的0.4%羥丙基瓜爾膠濃度的清水基壓裂液的主要性能相近。相關(guān)數(shù)據(jù)見附表。
[0033]實(shí)施例2:
1、在帶有循環(huán)水泵的容器中加入100m3海水，按SY/T 5523-2006《油氣田水分析方法》分析其中1丐鎂總含量，檢測1丐鎂總含量為3100暈克/升、即A= 3.1暈克/毫升。
[0034]2、根據(jù)本實(shí)施例2 “ I ”中測定的鈣鎂含量，確定按海水總量的0.3 A %、即
0.3X3.1%=0.93%添加鈣鎂屏蔽劑；將930公斤鈣鎂屏蔽劑加入上述海水中，循環(huán)均勻。
[0035]3、按羥丙基瓜爾膠的使用說明，將500公斤羥丙基瓜爾膠用油田壓裂液配制用連續(xù)混配車進(jìn)行濃度為0.5%的壓裂液配制。
[0036]4、根據(jù)本實(shí)施例2 “ I ”測定的鈣鎂含量，確定按海水總量的0.02 A %、即
0.02 X 3.1%=0.062%添加pH調(diào)節(jié)劑；在連續(xù)混配車的出液終端將62公斤pH調(diào)節(jié)劑均勻加入、混合均勻后即為海水基壓裂液。
[0037]按本實(shí)施例2配制的溶液為0.5%羥丙基瓜爾膠濃度的海水基壓裂液，基液粘度、不同溫度下的穩(wěn)定性、與有機(jī)硼交聯(lián)后的耐溫性能均與使用清水配制的0.5%羥丙基瓜爾膠濃度的清水基壓裂液的主要性能相近。相關(guān)數(shù)據(jù)見附表。
[0038]實(shí)施例3:
1、在帶有循環(huán)水泵的容器中加入100m3壓裂返排液，按SY/T 5523-2006《油氣田水分析方法》分析其中1丐鎂總含量，檢測1丐鎂總含量為1100暈克/升、即A= 1.1暈克/毫升。
[0039]2、根據(jù)本實(shí)施例中“ I ”測定的鈣鎂含量，確定按壓裂返排液總量的0.4 A %、即
0.4X1.1%=0.44%添加鈣鎂屏蔽劑；將440公斤鈣鎂屏蔽劑加入上述壓裂返排液中，循環(huán)均勻。
[0040]3、按羥丙基瓜爾膠的使用說明，將300公斤羥丙基瓜爾膠用負(fù)壓水力噴射漏斗慢慢加入壓裂返排液中，加完后再加入壓裂液設(shè)計(jì)中要求的其它化學(xué)添加劑，并繼續(xù)循環(huán)至容器中粘度均勻一致。
[0041]4、根據(jù)本實(shí)施例3中“ I ”測定的鈣鎂含量，確定按壓裂返排液總量的0.03 A %、即0.03 X 1.1%=0.033%添加pH調(diào)節(jié)劑；在循環(huán)的條件下慢慢加入33公斤pH調(diào)節(jié)劑，加完后循環(huán)均勻即為壓裂返排液基壓裂液。
[0042]按本實(shí)施例3配制的溶液為0.3%羥丙基瓜爾膠濃度的壓裂返排液基壓裂液，基液粘度、不同溫度下的穩(wěn)定性、與有機(jī)硼交聯(lián)后的耐溫性能均與使用清水配制的0.3%羥丙基瓜爾膠濃度的清水基壓裂液的主要性能相近。相關(guān)數(shù)據(jù)見附表。
[0043]附表:
【權(quán)利要求】
1.一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，其特征在于:它包括以下步驟: 1、鈣鎂含量檢測: SY/T 5523-2006《油氣田水分析方法》分析壓裂液用水中鈣鎂總含量，鈣鎂總含量“ A ”換算為“毫克/毫升”單位計(jì)量； 2、鈣鎂屏蔽劑數(shù)量的確定與添加: (1)數(shù)量的確定:依據(jù)前述“1、鈣鎂含量檢測”檢測的鈣鎂總量，按壓裂液用水量的0.1A %以上用量確定鈣鎂屏蔽劑的加量，以0.2 A— 0.5 A %為最佳；其中:A為水中鈣鎂總含量、按“毫克/毫升”單位計(jì)量； (2)添加:將所需數(shù)量的鈣鎂屏蔽劑加入至壓裂液用水中之后混合均勻； 3、植物膠壓裂液的配制: 根據(jù)清水配制植物膠壓裂液所要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、以及相關(guān)植物膠的配制說明，在含有高含量鈣鎂的壓裂液用水中進(jìn)行配制； 4、pH調(diào)節(jié)劑數(shù)量的確定與添加: (1)數(shù)量的確定:依據(jù)前述“1、鈣鎂含量檢測”檢測的鈣鎂總量，按壓裂液用水的0.01A — 5.0 A %確定pH調(diào)節(jié)劑的加量；其中:A為水中鈣鎂總含量、按“毫克/毫升”單位計(jì)量; (2)在攪拌或循環(huán)的條件下慢慢加入pH調(diào)節(jié)劑，加完后混合均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，其特征在于:所述壓裂液用水是指可用來配制壓裂液的地下水、海水、油氣田包括含煤層氣田或頁巖油氣田采出水、油氣田包括含煤層氣田或頁巖油氣田壓裂返排液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，其特征在于:所述高含量鈣鎂壓裂液用水是指鈣鎂離子總量大于0.1毫克/毫升的地下水、海水、油氣田包括含煤層氣田或頁巖油氣田采出水、油氣田包括含煤層氣田或頁巖油氣田壓裂返排液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，其特征在于:所述鈣鎂屏蔽劑是指三聚磷酸鈉或三聚磷酸鉀或六偏磷酸鈉或六偏磷酸鉀或EDTA或異抗血酸或異抗血酸鈉或檸檬酸或檸檬酸鈉或葡萄糖酸或葡萄糖酸鈉或羥基亞乙基二膦酸或氨基三亞甲基膦酸或聚丙烯酸或聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鉀或水解馬來酸酐或丙烯酸/丙烯酸甲酯二元共聚物或丙烯酸/丙烯酸羥丙酯/丙烯酸甲酯三元共聚物或丙烯酸/丙烯酰胺甲基丙烷磺酸/次磷酸三元共聚物或木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鉀或單寧中的任意一種及它們中的任意組合而構(gòu)成的混合物及水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，其特征在于:所述植物膠是指瓜爾膠或田菁膠或香豆膠或魔芋膠及瓜爾膠或田菁膠或香豆膠或魔芋膠的衍生物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，其特征在于:所述植物膠壓裂液是指利用瓜爾膠或田菁膠或香豆膠或魔芋膠及瓜爾膠或田菁膠或香豆膠或魔芋膠的衍生物配制的壓 裂液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，其特征在于:所述pH調(diào)節(jié)劑為氨水或氫氧化鉀或氫氧化鈉或碳酸鈉或碳酸氫鈉或磷酸三鈉類無機(jī)堿或一乙醇胺或三乙醇胺或甲酰胺或乙酰胺類有機(jī)胺中的任意一種及它們中的任意組合而構(gòu)成的混合物及水溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，其特征在于:所述的鈣鎂屏蔽劑，在壓裂液用水中的加量為0.1 A %以上；其中A為水中鈣鎂總含量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種提高高含量鈣鎂植物膠壓裂液性能的方法，其特征在于:所述pH調(diào)節(jié)劑，在壓裂液用水中的加量為0.01 A- 5.0 A %;其中A為水中鈣鎂總含量 。
【文檔編號】C09K8/68GK103881689SQ201410094297
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】吳新榮 申請人:湖北菲特沃爾科技有限公司