交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂及制备方法和使用方法

摘要

本发明涉及破胶剂技术领域，是一种交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂及制备方法和使用方法；该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂原料按重量份数含有氯化钙、胶结剂。本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂能够解决因地层温度低，不足以引起氧化破胶剂分解释放，导致交联缔合聚合物压裂液破胶困难及破胶剂加量较难控制的问题；本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂大大提高了交联缔合聚合物压裂液的破胶能力，使交联缔合聚合物压裂液在低温条件下彻底破胶并能顺利返排，返排率可达到40%至70%；同时通过调整本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂溶解度及用量，可有效控制破胶时间，具有性能稳定、破胶彻底、成本低、现场施工简便等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及破胶剂技术领域，是一种交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂及制备方法和使用方法。

背景技术

在克拉玛依油田勘探过程中发现很多浅层油气藏，如乌尔禾的佳木禾组油藏、百口泉古16井区北断块石炭系储层及克拉玛依一中区克拉玛依组油藏等，储层平均孔隙度7%至25%，渗透率为0.002mD至0.1mD；油气藏埋藏深度450m至1000m，油层温度15℃至35℃。随着开采的持续进行，储层能量降低，产量下降。为了提高产量，必须对储层进行压裂改造。要想取得良好的压裂效果，不仅要求压裂液具有良好的流变性、悬砂性、降滤失性，还必须具有良好的破胶化水性能，以提高压裂液的返排率，减少对储层的伤害。由于油气藏埋藏深度较浅、地层温度低，常用的过硫酸盐破胶剂分解温度≥45℃，交联缔合聚合物压裂液在低于35℃的油层中破胶水化比较困难，因此，现有破胶剂已不能满足交联缔合聚合物压裂液在低温下的破胶要求。

发明内容

本发明提供了一种交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂及制备方法和使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有破胶剂已不能满足交联缔合聚合物压裂液在低温下破胶要求的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂，原料按重量份数含有氯化钙60份至95份、胶结剂5份至40份。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂按下述方法得到：将所需量的氯化钙和胶结剂混合均匀后得到混合物料，混合物料经制粒后得到交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂。

上述胶结剂为明胶和淀粉中的一种以上。

上述交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂的粒径为0.5mm至2mm。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂的制备方法，按下述方法进行：将所需量的氯化钙和胶结剂混合均匀后得到混合物料，混合物料经制粒后得到交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述胶结剂为明胶和淀粉中的一种以上。

上述交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂的粒径为0.5mm至2mm。

本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂的使用方法，按下述步骤进行：第一步，压裂时，将交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入交联缔合聚合物压裂液中混合均匀得到压裂液冻胶，交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入量为交联缔合聚合物压裂液质量的0.001%至0.05%；第二步，将压裂液冻胶泵入地层进行压裂作业。

下面是对上述发明技术方案之三的进一步优化或/和改进：

上述交联缔合聚合物压裂液按下述方法得到：将所需量的缔合聚合物稠化剂、粘土稳定剂、助排剂、交联剂和破胶剂依序加入水中混合均匀，得到交联缔合聚合物压裂液；其中：交联缔合聚合物压裂液原料按重量份数包括缔合聚合物稠化剂0.3份至0.6份、交联剂0.5份至2 份、助排剂0.2份至1份、破胶剂0.05份至0.5份、粘土稳定剂0.1份至1份、水94.9份至98.85份。

上述缔合聚合物稠化剂为CGR-7油气田清洁压裂缔合型稠化剂；或/和，交联剂为甜菜碱表面活性剂，甜菜碱表面活性剂为油酸酰胺丙基甜菜碱和芥酸酰胺丙基甜菜碱中的一种以上；或/和，助排剂为氟碳链表面活性剂；或/和，破胶剂为过硫酸铵和过硫酸钠中的一种以上；或/和，粘土稳定剂为氯化铵、氯化钾和季胺盐类粘土稳定剂中的一种以上。

本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂能够解决因地层温度低，不足以引起氧化破胶剂分解释放，导致交联缔合聚合物压裂液破胶困难及破胶剂加量较难控制的问题；本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂大大提高了交联缔合聚合物压裂液的破胶能力，使交联缔合聚合物压裂液在低温条件下彻底破胶并能顺利返排，返排率可达到40%至70%；同时通过调整本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂溶解度及用量，可有效控制破胶时间，具有性能稳定、破胶彻底、成本低、现场施工简便等特点。

附图说明

附图1为实施例4至实施例7得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂；在附图1中1^#、2^#、3^#和4^#依次为实施例4、实施例5、实施例6和实施例7得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂。

附图2为实施例13中在交联缔合聚合物压裂液中加入本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂得到的压裂液冻胶在压裂作业中的曲线图。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

实施例1，该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂原料按重量份数含有氯化钙60份至95份、胶结剂5份至40份。

实施例2，该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂原料按重量份数含有氯化钙60份或95份、胶结剂5份或40份。

实施例3，该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂按下述制备方法得到：将所需量的氯化钙和胶结剂混合均匀后得到混合物料，混合物料经制粒后得到交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂。

实施例4，该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂按下述制备方法得到：将所需量的氯化钙和胶结剂混合均匀后得到混合物料，混合物料经制粒后得到交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂；其中：交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂原料按重量份数含有氯化钙95份、胶结剂5份。本实施例4得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂如图1所示，图1中1^#表示本实施例4得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂；本实施例4得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入到交联缔合聚合物压裂液中的溶解时间见表1所示。

实施例5，该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂按下述制备方法得到：将所需量的氯化钙和胶结剂混合均匀后得到混合物料，混合物料经制粒后得到交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂；其中：交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂原料按重量份数含有氯化钙90份、胶结剂10份。本实施例5得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂如图1所示，图1中2^#表示本实施例5得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂；本实施例5得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入到交联缔合聚合物压裂液中的溶解时间见表1所示。

实施例6，该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂按下述制备方法得到：将所需量的氯化钙和胶结剂混合均匀后得到混合物料，混合物料经制粒后得到交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂；其中：交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂原料按重量份数含有氯化钙80份、胶结剂20份。本实施例6得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂如图1所示，图1中3^#表示本实施例6得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂；本实施例6得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入到交联缔合聚合物压裂液中的溶解时间见表1所示。

实施例7，该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂按下述制备方法得到：将所需量的氯化钙和胶结剂混合均匀后得到混合物料，混合物料经制粒后得到交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂；其中：交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂原料按重量份数含有氯化钙60份、胶结剂40份。本实施例7得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂如图1所示，图1中4^#表示本实施例7得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂；本实施例7得到的交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入到交联缔合聚合物压裂液中的溶解时间见表1所示。从图1可以看出，本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂中随着胶结剂含量的增加颜色逐渐加深；从表1可以看出，交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂中随着胶结剂含量的增加，在交联缔合聚合物压裂液中的溶解时间逐渐延长，说明本发明可通过调节交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂中胶结剂的含量，达到获得不同的破胶时间的目的。

实施例8，作为上述实施例的优化，胶结剂为明胶和淀粉中的一种以上。

实施例9，作为上述实施例的优化，交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂的粒径为0.5mm至2mm。

实施例10，该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂的使用方法，按下述步骤进行：第一步，压裂时，将交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入交联缔合聚合物压裂液中混合均匀得到压裂液冻胶，交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入量为交联缔合聚合物压裂液质量的0.001%至0.05%；第二步，将压裂液冻胶泵入地层进行压裂作业。

实施例11，作为上述实施例的优化，交联缔合聚合物压裂液按下述方法得到：将所需量的缔合聚合物稠化剂、粘土稳定剂、助排剂、交联剂和破胶剂依序加入水中混合均匀，得到交联缔合聚合物压裂液；其中：交联缔合聚合物压裂液原料按重量份数包括缔合聚合物稠化剂0.3份至0.6份、交联剂0.5份至2 份、助排剂0.2份至1份、破胶剂0.05份至0.5份、粘土稳定剂0.1份至1份、水94.9份至98.85份。

实施例12，作为上述实施例的优化，缔合聚合物稠化剂为CGR-7油气田清洁压裂缔合型稠化剂；或/和，交联剂为甜菜碱表面活性剂，甜菜碱表面活性剂为油酸酰胺丙基甜菜碱和芥酸酰胺丙基甜菜碱中的一种以上；或/和，助排剂为氟碳链表面活性剂；或/和，破胶剂为过硫酸铵和过硫酸钠中的一种以上；或/和，粘土稳定剂为氯化铵、氯化钾和季胺盐类粘土稳定剂中的一种以上。

实施例13，该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂的使用方法，按下述步骤进行：第一步，压裂时，将交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入交联缔合聚合物压裂液中混合均匀得到压裂液冻胶，交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入量为交联缔合聚合物压裂液质量的0.002%；第二步，将压裂液冻胶泵入T2K1井地层进行压裂作业；其中：该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂原料按重量份数含有氯化钙90份、胶结剂10份。本实施例13中，在交联缔合聚合物压裂液中加入本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂得到的压裂液冻胶的液流变性能见表2所示，从表2可以看出随着时间的延长，粘度逐渐降低，流动性更好；本实施例13中，在交联缔合聚合物压裂液中加入本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂得到的压裂液冻胶在压裂作业中的曲线图见图2所示，从图2可以看出，随着压裂作业的进行，砂比逐渐增加，排量先逐渐增加后趋于稳定；通过表2和图2说明本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂与交联缔合聚合物压裂液配合使用，适用于低温油气藏储层的压裂作业，破胶能力强，使压裂液在低温条件下彻底破胶并能顺利返排，本实施例13的返排率可达到60%。

实施例13中的T2K1井（738.5m至740.0m）属于克拉玛依组油藏克下组，含油面积16.9km²，地质储量2058万吨。油藏夹持于克—乌断裂与北黑油山断裂之间，为一东南倾斜的单斜构造；主要含油层系岩性以砾岩、砂砾岩为主，表现为弱速敏、弱盐敏、中-强水敏，储层孔隙度平均为16.1%，渗透率平均为49×10^-3μm²，为中孔—中低渗储层，克下组原始地层压力10.29MPa。

实施例14，该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂的使用方法，按下述步骤进行：第一步，压裂时，将交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入交联缔合聚合物压裂液中混合均匀得到压裂液冻胶，交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂加入量为交联缔合聚合物压裂液质量的0.01%；第二步，将压裂液冻胶泵入T2K1井地层进行压裂作业；其中：该交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂原料按重量份数含有氯化钙70份、胶结剂30份。本实施例14中，在交联缔合聚合物压裂液中加入本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂得到的压裂液冻胶的液流变性能见表3所示，从表3可以看出随着时间的延长，粘度逐渐降低，流动性更好；说明本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂与交联缔合聚合物压裂液配合使用，适用于低温油气藏储层的压裂作业，使压裂液在低温条件下彻底破胶并能顺利返排，本实施例14的返排率可达到70%。

实施例14中的T2K1井（743.5m至748.0m）属于克拉玛依组油藏克下组，含油面积20.1km²，地质储量2858万吨。油藏夹持于克—乌断裂与北黑油山断裂之间，为一东南倾斜的单斜构造；主要含油层系岩性以砾岩、砂砾岩为主，表现为弱速敏、弱盐敏、中-强水敏，储层孔隙度平均为16.1%，渗透率平均为49×10^-3μm²，为中孔—中低渗储层，克下组原始地层压力11.17MPa。

根据克拉玛依油气藏的储层特点，本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂能在较低温度下使交联缔合聚合物压裂液彻底破胶、快速返排。目前该类型的压裂液已在本油田应用近50井次，使用本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂后，压裂液的破胶程度明显提高，缩短了压裂液残液的返排时间。

专利文献CN105199704A公布一种清洁压裂液的破胶剂及使用方法，该专利文献与本发明相比有以下区别：破胶剂适用压裂液不同，本发明的破胶剂适用的压裂液属于交联聚合物压裂液，其稠化剂是一种人工合成聚合物，分子量在500至1000之间，增黏方式是靠交联剂以共价键方式使压裂液具备可以携砂的网状结构；而专利文献CN105199704A适用的压裂液属于表面活性剂，其稠化剂为一种长链季铵盐，其增黏方式是靠非球形胶束体的相互缠绕，而形成的压裂液。破胶剂适用的温度不一样，本发明主要针对低温油层，温度为15℃至35℃，而专利文献CN105199704A适用的温度是70℃至90℃；本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂是0.5mm至2mm的球形颗粒，其作用是通过形状及结构强度控制其溶解时间，从而获得相应的破胶速度与时间。

由于地层温度较低采用常规瓜胶压裂改造，经常会出现压裂液无法破胶，造成压后无法自喷返排，影响了油井生产的正常速度，为了减少作业次数以及消除压裂液对储层的伤害，采用本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂，压后4小时可以自喷返排出30%以上的入井流体。

本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂能够解决因地层温度低，不足以引起氧化破胶剂分解释放，导致交联缔合聚合物压裂液破胶困难及破胶剂加量较难控制的问题；本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂中钙离子将增加交联缔合聚合物压裂液的稠化剂中含氮基团的双电层，从而阻断该交联缔合聚合物压裂液的交联剂的交联作用，从而达到破胶目的；本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂大大提高了交联缔合聚合物压裂液的破胶能力，使交联缔合聚合物压裂液在温度为15℃至35℃的低温条件下彻底破胶并能顺利返排，返排率可达到40%至70%；同时通过调整本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂溶解度及用量，可有效控制破胶时间，具有性能稳定、破胶彻底、成本低、现场施工简便等特点。

综上所述，本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂能够解决因地层温度低，不足以引起氧化破胶剂分解释放，导致交联缔合聚合物压裂液破胶困难及破胶剂加量较难控制的问题；本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂大大提高了交联缔合聚合物压裂液的破胶能力，使交联缔合聚合物压裂液在低温条件下彻底破胶并能顺利返排，返排率可达到40%至70%；同时通过调整本发明交联缔合聚合物压裂液低温破胶剂溶解度及用量，可有效控制破胶时间，具有性能稳定、破胶彻底、成本低、现场施工简便等特点。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。