一种多功能复合压裂液体系的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气藏压裂改造技术领域，尤其设及一种适合于致密油气藏、页岩油 气藏的多功能复合压裂液体系。
【背景技术】
[0002] 国内外非常规油气资源储量丰富，其中W低渗透及超低渗透油气藏所占比例巨 大。由于低渗透油气藏渗透率低、孔隙度小，因此，必须对其进行改造，形成复杂裂缝网络W 提高产量。国内外对于低渗透油气藏改造主要W水力压裂技术为主，常用的压裂液为脈胶 压裂液，使用脈胶作为增稠剂时，为了形成足够的粘度满足悬砂的要求，通常需要加入交联 剂，通过化学交联形成冻胶压裂液体系。冻胶压裂液体系破胶不彻底，且脈胶增稠剂水不溶 物含量高，破胶后残渣含量高，对地层伤害大，同时，冻胶压裂液体系是采用交联技术形成， 运类冻胶体系不耐剪切，不太适应于要求耐剪切时间长的大型压裂或者剪切速率熬的小管 柱、连续油管W及喷射压裂；并且冻胶压裂液体系粘度大，施工摩阻高，增大压裂设备负荷， 不利于深井施工。
[0003] 近年来，国内外已经在很多低渗透油气藏（特别是页岩气藏）采用降阻水压裂技 术对地层进行体积改造，取得了较好的增产、增注效果。所谓降阻水压裂，是在低渗透油气 藏改造中，在清水中加入降阻剂（阴离子聚合物或低浓度脈胶等）、活性剂、粘±稳定剂或 线性胶等作为工作液进行的压裂作业。
[0004] 降阻水压裂能够形成较长的复杂裂缝网络，但是支撑裂缝的有效长度会随着支撑 剂的浓度和铺设效果发生巨大变化。降阻水压裂液中支撑剂的浓度较低，因此其裂缝导流 能力较差。后期，提出将冻胶压裂技术与降阻水压裂技术相结合的一种新型压裂方式一混 合降阻水压裂技术。该技术主要是通过大排量注入降阻水，使地层中的天然裂缝产生剪切 滑移，在裂缝的侧面不断形成次生裂缝，进而形成较长的复杂裂缝网络，同时携带低砂比支 撑剂，支撑微裂缝；采用冻胶作为高砂比悬砂液，携带高砂比支撑剂进入地层，支撑主裂缝， 形成较好的裂缝导流能力。 阳〇化]目前，配制降阻水主要采用阴离子聚合物、低浓度脈胶或线性胶作为降阻剂，采用 脈胶等天然聚合物W及合成聚合物作为增稠剂，形成冻胶体系，作为高砂比悬砂液。但降阻 水和冻胶压裂液添加剂种类不同，并且为了满足各种地层需要，添加剂种类较多，在采购原 材料时质量控制难度增大，同时配液工艺也比较复杂（特别在大型体积压裂施工过程），耗 费大量的人力、物力。另外，随着环保要求的不断提高W及水资源的匿乏，要求减少压裂增 产所需工作液液量，同时对压裂液增产工作液废水"零排放"，对压后返排液全部进行处理、 回收或重新注入地层，而冻胶压裂液添加剂种类多，返排液成分复杂，回收、处理成本较高。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种制备简单、环保的多功能复合 压裂液体系。
[0007] 本发明提供了一种缔合聚合物作为降阻剂与增稠剂的应用，所述缔合聚合物为天 然改性缔合聚合物和/或有机合成缔合聚合物。
[0008] 本发明还提供了一种多功能复合压裂液体系，包括降阻水与高粘携砂液；
[0009] W质量百分数计，所述降阻水包括0. 02%~0. 15%的降阻剂；
[0010] W质量百分数计，所述高粘携砂液包括0. 2%~0. 75%的增稠剂；
[0011] 所述降阻剂与增稠剂为相同的缔合聚合物，该缔合聚合物为天然改性缔合聚合物 和/或有机合成缔合聚合物。
[0012] 优选的，所述天然改性缔合聚合物为疏水改性纤维素聚合物、疏水改性淀粉聚合 物与疏水改性黄原胶中的一种或多种；所述有机合成缔合聚合物为疏水改性聚丙締酷胺和 /或其衍生物等。
[0013] 优选的，W质量百分数计，所述降阻水包括0. 02%~0. 15 %的降阻剂、0. 05%~ 0. 3%的增效剂、0. 2%~2%的粘±稳定剂与余量的水溶剂；
[0014] W质量百分数计，所述高粘携砂液包括0. 2%~0. 75%的增稠剂、0. 1 %~0. 4% 的增效剂、0. 3%~2%的粘±稳定剂、0. 03%~0. 4%的破胶剂与余量的水溶剂；
[0015] 所述降阻剂与增稠剂为相同的缔合聚合物，该缔合聚合物为天然改性缔合聚合物 或有机合成缔合聚合物；所述降阻水中的增效剂与高粘携砂液中的增效剂各自独立地为阴 离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂中的一种或多种；
[0016] 所述降阻水中的水溶剂与高粘携砂液中的水溶剂各自独立地为清水或处理后的 返排液。
[0017] 优选的，所述阴离子型表面活性剂为烷基苯横酸盐、烷基硫酸盐与石油横酸盐中 的一种或多种；所述非离子表面活性剂为脂肪酸聚氧乙締醋、壬基酪聚氧乙締酸、聚酸型表 面活性剂与脂肪醇聚氧乙締酸中的一种或多种。
[0018] 优选的，所述降阻水中的粘±稳定剂与高粘携砂液中的粘±稳定剂各自独立地为 氯化钟、氯化锭与非离子型有机粘±稳定剂中的一种或多种。
[0019] 优选的，所述高粘携砂液中的破胶剂为过硫酸钟、过硫酸锭与胶囊氧化破胶剂中 的一种或多种。
[0020] 优选的，W质量百分数计，所述降阻水包括：0. 04%~0. 15%的降阻剂、0. 1 %~ 0. 3%的增效剂、0. 3%~2%的粘±稳定剂与余量的清水。
[0021] 优选的，W质量百分数计，所述降阻水包括0.08%的降阻剂、0.2%的增效剂、1% 的粘±稳定剂与余量的清水。
[0022] 优选的，W质量百分数计，所述降阻水包括：0.02%~0. 1 %的降阻剂、0.05%~ 0. 25%的增效剂、0. 2%~1. 5%的粘±稳定剂与余量的处理后的返排液。
[0023] 优选的，W质量百分数计，所述高粘携砂液包括：0.25 %~0.75 %的增稠剂、 0. 15%~0. 4%的增效剂、0. 3%~2%的粘±稳定剂、0. 03%~0. 4%的氧化破胶剂与余量 的清水。
[0024] 优选的，W质量百分数计，所述高粘携砂液包括：0. 35 %的增稠剂、0. 2 %的增效 剂、1 %的粘±稳定剂、0. 15%的氧化破胶剂与余量的清水。 阳0巧]优选的，W质量百分数计，所述高粘携砂液包括：0. 2%~0. 65%增稠剂、0. 1 %~ 0. 3%增效剂、0. 3%~1. 5%粘±稳定剂、0. 03%~0. 4%氧化破胶剂与余量的处理后的返 排液。
[00%] 本发明还提供了一种多功能复合压裂液体系在致密油气藏、页岩油气藏体积压裂 改造中的应用。
[0027] 本发明提供了一种多功能复合压裂液体系，包括降阻水与高粘携砂液；W质量百 分数计，所述降阻水包括0. 02 %~0. 15 %的降阻剂；W质量百分数计，所述高粘携砂液包 括0. 2%~0. 75%的增稠剂；所述降阻剂与增稠剂为相同的缔合聚合物，所述缔合聚合物 为天然改性缔合聚合物和/或有机合成缔合聚合物。本发明利用低浓度缔合聚合物具有较 好的减阻性能W及高浓度缔合聚合物具有较好携砂性能形成了一种多功能复合压裂液体 系，该体系采用低浓度缔合聚合物作为降阻剂配制成降阻水，采用高浓度缔合聚合物配制 成高粘携砂液，实现一种缔合聚合物多种功能的作用。与现有的"聚丙締酷胺或线性胶降 阻水"+"脈胶压裂液"的复合压裂液体系相比，多功能复合压裂液体系的降阻水悬砂性能 好，能够减少降阻水携砂液的用量，从而减少压裂液总液量；同时降阻水施工摩阻低、能够 满足大排量施工要求；高粘携砂液抗剪切能力强、破胶后残渣含量低、对地层伤害小；该多 功能复合压裂液体系配方简单，添加剂种类少，配制过程简便，在压裂施工时能够大量节省 人力物力；由于该体系成分简单，其返排液经絮凝、沉淀及过滤等简单处理后可重新配制压 裂液，且能够降低各添加剂加量，同时提高了压裂用水利用率。
【附图说明】
[0028] 图1为本发明降阻水的摩阻与排量关系曲线图；
[0029] 图2为本发明降阻水的降阻率曲线图；
[0030] 图3为本发明高粘携砂液抗剪切曲线图；
[0031] 图4为本发明高粘携砂液中陶粒不同时间静态悬砂图；
[0032] 图5为本发明高粘携砂液中陶粒不同时间静态悬砂图；
[0033] 图6为本发明高粘携砂液的降阻率曲线图；
[0034] 图7为本发明高粘携砂液抗剪切曲线图。
【具体实施方式】
[0035] 下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。
[0036] 本发明提供了一种缔合聚合物作为降阻剂与增稠剂的应用，所述缔合聚合物为天 然改性缔合聚合物和/或有机合成缔合聚合物。所述天然改性缔合聚合物优选为疏水改性 纤维素聚合物、疏水改性淀粉聚合物与疏水改性黄原胶中的一种或多种，更优选为烷基、醋 W及硝基疏水基团改性的纤维素聚合物、淀粉聚合物与黄原胶中的一种或多种，再优选为 烷基疏水改性的径乙基纤维素；所述有机合成缔合聚合物优选为疏水改性聚丙締酷胺和/ 或其衍生物，更优选为烷基、醋W及硝基等疏水基团改性的聚丙締酷胺和/或其衍生物，再 优选为四川光亚聚合物化工有限公司的缔合型非交联压裂增稠剂GRF-1H、GRF-IC (缔合聚 合物有效含量为25% )。
[0037] 本发明还提供了一种多功能复合压裂液体系，包括降阻水与高粘携砂液；
[0038]W质量百分数计，所述降阻水包括0. 02%~0. 15%的降阻剂；
[0039]W质量百分数计，所述高粘携砂液包括0. 2%~0. 75%的增稠剂；
[0040] 所述降阻剂与增稠剂为相同的缔合聚合物。所述缔合聚合物同上所述，在此不再 寶述。
[0041] 按照本发明，W质量百分数计，所述降阻水优选包括0. 02%~0. 15%的降阻剂、 0. 05%~0. 3%的增效剂、0. 2%~2%的粘±稳定剂与余量的水溶剂；W质量百分数计，所 述高粘携砂液优选包括0. 2%~0. 75%的增稠剂、0. 1%~0. 4%的增效剂、0. 3%~2%的 粘±稳定剂、0. 03%~0. 4%的破胶剂与余量的水溶剂；所述降阻水中的增效剂与高粘携 砂液中的增效剂各自独立地为阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂中的一种或多 种；所述降阻水中的水溶剂与高粘携砂液中的水溶剂各自独立地为清水或处理后的返排 液。
[0042] 按照本发明，所述降阻水中作为降阻剂的缔合聚合物的含量优选为0.04%~ 0. 15%;所述缔合聚合物同上所述，在此不再寶述。本发明多功能复合压裂液体系中的降阻 水W缔合聚合物用作降阻剂，可降低整个溶液累送过程中的摩擦阻力，减小压裂施工过程 中的施工压力；降阻