一种复合驱油压裂液及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种用于深层低渗透油藏的复合驱油压裂液及其制备方法和应用。


背景技术：

2.深层低渗透油藏是目前非常规油气勘探开发的重要领域。深层低渗透油藏具有孔喉小，渗透率低的特点，同时由于地层水的长期浸泡，深层低渗透油藏的地下岩石还表现出亲水的特征。
3.现有技术中，通常采用冻胶压裂液对油层进行压裂，进一步地，现有技术在压裂后还通过注入驱替流体(例如水驱)等措施补充地层能量，以进一步提高储层采收率。
4.发明人发现现有技术至少存在以下问题：
5.由于深层低渗透油藏的孔喉小，渗透率低，采用冻胶压裂液压裂时，压裂液无法进入深层低渗透油藏的微裂缝，进而难以有效动用基质中的原油。而对深层低渗透油藏进行水驱时，低渗透油藏普遍存在“注不进，采不出”的现象，而且水驱也容易造成地层黏土矿物膨胀导致孔隙闭合，导致后期注水压力上升等问题。


技术实现要素：

6.基于此，本技术实施例提供了一种适用于低渗油藏的复合驱油压裂液及其制备方法和应用。该复合驱油压裂液依靠毛细管力作用进入岩石孔隙，并通过渗析作用提高原油产量和层低渗透油藏动用程度。具体技术方案如下：
7.第一方面，本技术实施例提供了一种复合驱油压裂液，以所述压裂液的总重量为100％计，所述压裂液包括以下质量百分比的组分：
8.交联剂0.15％-0.4％、驱油剂0.2％-0.5％、稠化剂0.25％-0.45％、助排剂0.25％-0.5％、杀菌剂0.1-0.2％、破胶剂0.05％-0.1％以及余量的水。
9.在一种可能的实施例中，以所述交联剂的总重量为100％计，所述交联剂包括以下质量百分比的组分：三乙醇胺硼酸酯46-48％、硼酸5％-8％以及余量的水。
10.在一种可能的实施例中，以所述驱油剂的总重量为100％计，所述驱油剂包括以下质量百分比的组分：自氧化胺类表面活性剂10％-30％、甜菜碱类表面活性剂10％-20％以及余量的水。
11.在一种可能的实施例中，所述稠化剂包括改性瓜尔胶。
12.在一种可能的实施例中，所述助排剂包括氟碳表面活性剂。
13.在一种可能的实施例中，所述破胶剂包括硫酸盐类胶囊。
14.第二方面，本技术实施例还提供一种制备第一方面所述的压裂液的方法，所述复合驱油压裂液通过以下方法制备得到：
15.按照各组分的质量百分比，向混调器中加入水，将所述混调器的电压调为50v-55v，再向所述混调器中加入稠化剂、助排剂和杀菌剂，搅拌均匀，得到基液；
16.向所述基液中加入交联剂和驱油剂，交联30s-120s，得到混合溶液；
17.向所述混合溶液中加入破胶剂，并置于恒温箱内，在预设温度下恒温存放预定时间，得到所述压裂液；
18.其中，以所述压裂液的总重量为100％计，所述交联剂的质量百分比为0.15％-0.4％，所述驱油剂的质量百分比为0.2％-0.5％，所述稠化剂的质量百分比为0.25％-0.45％，所述助排剂的质量百分比为0.25％-0.5％，所述杀菌剂的质量百分比为0.1-0.2％，所述破胶剂的质量百分比为0.05％-0.1％，剩余为水。
19.在一种可能的实施方式中，所述交联剂通过以下方法制备得到：
20.将水与三乙醇胺硼酸酯混合均匀，然后加入硼酸，搅拌使之充分反应，形成均一溶液，得到交联剂；
21.其中，以所述交联剂的总重量为100％计，所述三乙醇胺硼酸酯的质量百分比为46-48％，所述硼酸的质量百分比为5％-8％，剩余为水。
22.在一种可能的实施方式中，所述驱油剂通过以下方法制备得到：
23.将自氧化胺类表面活性剂、甜菜碱类表面活性剂和水混合均匀，搅拌使之充分反应，形成均一溶液，得到驱油剂；
24.其中，以所述驱油剂的总重量为100％计，所述自氧化胺类表面活性剂的质量百分比为10％-30％，所述甜菜碱类表面活性剂的质量百分比为10％-20％，剩余为水。
25.第三方面，本技术实施例还提供了一种第一方面所述的压裂液在低渗透油井压裂中的应用。
26.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
27.本发明实施例提供的复合驱油压裂液兼具压裂和驱油的复合作用，既能满足造缝网施工阶段对压裂液粘度、高降阻的需求，又能满足渗析采油阶段对压裂液低界面张力的需求，使得施工现场无需额外配液设备，便于应用。另外，该压裂液的携砂能力强，对低渗透储层伤害越小，破胶性能好，有利于提高低渗透油藏渗吸效果。
具体实施方式
28.除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
29.第一方面，本发明实施例提供了一种复合驱油压裂液，以压裂液的总重量为100％计，该压裂液包括以下质量百分比的组分：交联剂0.15％-0.4％、驱油剂0.2％-0.5％、稠化剂0.25％-0.45％、助排剂0.25％-0.5％、杀菌剂0.1-0.2％、破胶剂0.05％-0.1％以及余量的水。
30.本发明实施例提供的复合驱油压裂液兼具压裂和驱油的复合作用，既能满足造缝网施工阶段对压裂液粘度、高降阻的需求，又能满足渗析采油阶段对压裂液低界面张力的需求，使得施工现场无需额外配液设备，便于应用。且该压裂液的携砂能力强，对低渗透储层伤害越小，破胶性能好，有利于提高低渗透油藏渗吸效果。
31.具体地，交联剂的质量百分比可以为0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％等。驱油剂的质量百分比可以为0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％等。稠
化剂的质量百分比可以为0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％等。助排剂的质量百分比可以为0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％等。杀虫剂的质量百分比可以为0.1％、0.12％、0.14％、0.16％、0.18％、0.2％等。破胶剂的质量百分比可以为0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％等。
32.如此设置各组分的质量百分比，在节省成本的前提下，使该压裂液能够满足不同阶段施工过程对压裂液性能的需要——既能满足造缝网施工阶段对压裂液粘度、高降阻的性能需求，又满足了渗析采油阶段对压裂液低界面张力性能的需求。
33.在本技术实施例中，在各组分的配合作用下，交联剂用于实现分子链的再连接，进而形成高粘压裂液，以携带压裂用支撑剂进入地层。
34.为了有效提高稠化剂与硼交联后形成的冻胶的耐温能力，本发明中的交联剂可以为合成交联剂，具体地，以交联剂的总重量为100％计，交联剂包括以下质量百分比的组分：三乙醇胺硼酸酯46-48％、硼酸5％-8％以及余量的水。
35.三乙醇胺硼酸酯在水中水解，形成有效交联化合物，通过与半乳糖边链上的顺式羟基与改性瓜胶交联反应，可形成高粘度压裂液；硼酸，之所以选择它是因为在其中加入多羟基化合物和碳酸氢钠充分反应后得到稳定的有机硼交联剂，性能稳定，且无需强酸、强碱、高温、高压的反应条件。
36.更具体地，以交联剂的总重量为100％计，三乙醇胺硼酸酯的质量百分比可以为46％、46.5％、47％、47.5％、48％等。硼酸的质量百分比可以为5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％等。如此设置各组分的质量百分比，可具有良好交联效果及耐温能力。
37.在本技术实施例中，在各组分的配合作用下，驱油剂能够有效改善储层润湿性，降低油水界面张力。为了提高地层采收率，本发明中的驱油剂可以为高效驱油剂。具体地，以驱油剂的总重量为100％计，驱油剂包括以下质量百分比的组分：自氧化胺类表面活性剂10％-30％、甜菜碱类表面活性剂10％-20％以及余量的水。
38.自氧化胺类表面活性剂具有良好的分散性和乳化性，同时具备良好的耐盐性能，优选地，自氧化胺类表面活性剂可以为十八烷基二羟乙基氧化铵。
39.甜菜碱类表面活性剂是具有良好的油溶性，通过将其与自氧化胺类表面活性剂复配，能使原油与地层水界面张力降至10-3
mn/m数量级，优选地，甜菜碱类表面活性剂可以为十二烷基二羟甲基甜菜碱。
40.更具体地，以驱油剂的总重量为100％计，自氧化胺类表面活性剂的质量百分比可以为10％、15％、20％、25％、30％等。甜菜碱类表面活性剂的质量百分比可以为10％、15％、20％等。如此设置各组分的质量百分比，可具有较强的润湿反转能力和良好的耐温抗盐性能效果。
41.在本技术实施例中，在各组分的配合作用下，稠化剂能够进入缠结状态形成空间网状结构冻胶体。具体地，本技术中的稠化剂可以为改性瓜尔胶。改性瓜尔胶可以形成稳定空间网状结构冻胶体，具有良好溶胀速度及增粘能力。
42.在各组分的配合作用下，助排剂能够使施工残液返排得更快、更彻底，减少破胶残渣对地层的伤害。优选地，助排剂可选择氟碳表面活性剂。氟碳表面活性剂亲水性好，表面活性佳，可以与改性瓜胶压裂液体系良好复配。
43.在各组分的配合作用下，杀菌剂能够有助于降低压裂液中稠化剂的用量、稳定胶
束结构，提高压裂液的悬砂性能。优选地，杀菌剂可选择有机铵盐。有机铵盐成本低，能够促进驱油压裂液增粘。
44.在本技术实施例中，在各组分的配合作用下，破胶剂能够快速把交联冻胶通过化学降解作用破胶，以便快速、彻底返排，减小对储层的损害。
45.优选地，破胶剂可选择过硫酸盐类胶囊。硫酸盐类胶囊能缓慢释放破胶活性物质，保证在施工中不释放或少释放破胶活性物质，达到保持压裂液所需要的粘度，施工后又可在闭合应力作用下破裂释放出破胶活性物质，从而达到快速彻底破胶的目的。
46.优选地，本发明实施例提供的压裂液包括以下质量百分比的组分：交联剂0.2％-0.3％、驱油剂0.3％-0.4％、稠化剂0.3％-0.4％、助排剂0.3％-0.4％、杀菌剂0.1-0.2％、破胶剂0.06％-0.08％以及余量的水.
47.如此设置压裂液的各组分及其质量分数，在原料成本低廉的前提下，既能满足造缝网施工阶段对压裂液粘度、高降阻的需求，又能满足渗析采油阶段对压裂液低界面张力的需求。
48.第二方面，本发明实施例还提供了上述压裂液的制备方法，该压裂液通过以下方法制备得到：
49.按照各组分的质量百分比，向混调器中加入水，将混调器的电压调为50v-55v，再向混调器中加入稠化剂、助排剂和杀菌剂，搅拌均匀，得到基液；
50.向基液中加入交联剂和驱油剂，交联30s-120s，得到混合溶液；
51.向混合溶液中加入破胶剂，并置于恒温箱内，在预设温度下恒温存放预定时间，得到压裂液；
52.其中，以压裂液的总重量为100％计，交联剂的质量百分比为0.15％-0.4％，驱油剂的质量百分比为0.1％-0.5％，稠化剂的质量百分比为0.25％-0.45％，助排剂的质量百分比为0.3％-0.5％，杀菌剂的质量百分比为0.1-0.2％，破胶剂的质量百分比为0.05％-0.1％，剩余为水。
53.该制备方法简单，便于推广使用。该压裂液可以在作业现场直接制备，也可以在配制好后运输至作业现场。
54.具体地，预定温度为待压裂储层的温度，例如可以为80℃-160℃。预定时间可以为300-400min，例如可以为310min、320min、330min、340min、350min、360min、370min、380min、390min、400min等。。
55.如此设置搅拌的温度和时间，可使各组分能够完全溶解于水中，并形成成分均一的压裂液。
56.第三方面，本发明实施例还提供了上述压裂液在低渗透油井压裂中的应用。
57.需要说明的是，在压裂前期，压裂液的成分包括交联剂、驱油剂、稠化剂、助排剂、杀菌剂以及余量的水，而在压裂的后期，将破胶剂加入到压裂液中。
58.本发明实施例提供的压裂液主要用于低渗透油藏压裂改造。在使用条件下具有良好携砂能力同时兼具润湿反转性能和良好的耐温抗盐和驱油效果，在使用时首先压裂液携带支撑剂在地层破裂压力条件下进入地层形成人工裂缝，压裂施工结束后进行适当焖井，促进压裂液与地层发生油水渗吸置换，提高单井产量。
59.该压裂液用于压裂低渗透油井的方法简单，压裂效率高，可推广使用。
60.以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。
61.在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。
62.实施例1
63.本实施例提供了一种复合驱油压裂液，该压裂液通过如下方法制备得到：
64.(1)制备交联剂
65.以交联剂的总重量为100％计，在室温，搅拌条件下，将清水47.5％与三乙醇胺硼酸酯按47.5％充分混合；在混合液中加入5％的硼酸，搅拌使之充分反应溶解，形成均一溶液，制成交联剂。
66.(2)制备高效驱油剂
67.以驱油剂的总重量为100％计，将清水70％、十二烷基二羟甲基甜菜碱10％和十八烷基二羟乙基氧化铵20％，室温下搅拌，充分混合反应，形成均一溶液，生成高效驱油剂。
68.(3)制备压裂液
69.以压裂液的总重量为100％计，将水98.95％加入混调器中，调电压为50v-55v，然后依次加入改性瓜尔胶0.25％，压裂用氟碳表面活性剂0.3％，有机铵盐0.1％，混调器高速搅拌90s；加入上述交联剂0.15％和上述高效驱油剂0.2％，交联时间90s，得到混合溶液。
70.向混合溶液中加入过硫酸铵胶囊0.05％，并置于恒温箱内，在120℃下恒温存放360min，得到该复合驱油压裂液。
71.实施例2
72.(1)制备交联剂
73.以交联剂的总重量为100％计，在室温，搅拌条件下，将清水46％与三乙醇胺硼酸酯按46％充分混合；在混合液中加入8％的硼酸，搅拌使之充分反应溶解，形成均一溶液，制成交联剂。
74.(2)制备高效驱油剂
75.以驱油剂的总重量为100％计，将清水60％、十二烷基二羟甲基甜菜碱15％和十八烷基二羟乙基氧化铵25％，室温下搅拌，充分混合反应，形成均一溶液，生成高效驱油剂。
76.(3)制备压裂液
77.以压裂液的总重量为100％计，将水98.5％加入混调器中，调电压为50v-55v，然后依次加入改性瓜尔胶0.35％，氟碳表面活性剂0.25％，有机铵盐0.2％，混调器高速搅拌90s；加入上述交联剂0.3％和上述高效驱油剂0.3％，交联时间90s，得到混合溶液。
78.向混合溶液中加入过硫酸铵胶囊0.1％，并置于恒温箱内，在130℃下恒温存放240min，得到该压裂液该复合驱油压裂液。
79.实施例3
80.(1)制备交联剂
81.以交联剂的总重量为100％计，在室温，搅拌条件下，将清水47％与三乙醇胺硼酸酯按47％充分混合；在混合液中加入6％的硼酸，搅拌使之充分反应溶解，形成均一溶液，制成交联剂。
82.(2)制备高效驱油剂
83.以驱油剂的总重量为100％计，将清水50％、十二烷基二羟甲基甜菜碱20％和十八
烷基二羟乙基氧化铵30％，室温下搅拌，充分混合反应，形成均一溶液，生成高效驱油剂。
84.(3)制备压裂液
85.以压裂的总重量为100％计，将水97.85％加入混调器中，调电压为50v-55v，然后依次加入改性瓜尔胶0.45％，氟碳表面活性剂0.5％，有机铵盐0.2％，混调器高速搅拌90s；加入上述交联剂0.4％和上述高效驱油剂0.5％，交联时间90s，得到混合溶液。
86.向混合溶液中加入过硫酸铵胶囊0.1％，并置于恒温箱内，在120℃下恒温存放240min，得到该压裂液该复合驱油压裂液。
87.实施例4
88.(1)制备交联剂
89.以交联剂的总重量为100％计，在室温，搅拌条件下，将清水46.5％与三乙醇胺硼酸酯按46.5％充分混合；在混合液中加入7％的硼酸，搅拌使之充分反应溶解，形成均一溶液，制成交联剂。
90.(2)制备高效驱油剂
91.以驱油剂的总重量为100％计，将清水60％、十二烷基二羟甲基甜菜碱15％和十八烷基二羟乙基氧化铵25％，室温下搅拌，充分混合反应，形成均一溶液，生成高效驱油剂。
92.(3)制备压裂液
93.以压裂的总重量为100％计，将水98.1％加入混调器中，调电压为50v-55v，然后依次加入改性瓜尔胶0.35％，氟碳表面活性剂0.45％，有机铵盐0.1％，混调器高速搅拌90s；加入上述交联剂0.4％和上述高效驱油剂0.5％，交联时间90s，得到混合溶液。
94.向混合溶液中加入过硫酸铵胶囊0.1％，并置于恒温箱内，在80℃下恒温存放300min，得到该压裂液该复合驱油压裂液。
95.实施例5
96.(1)制备交联剂
97.以交联剂的总重量为100％计，在室温，搅拌条件下，将清水47％与三乙醇胺硼酸酯按47％充分混合；在混合液中加入6％的硼酸，搅拌使之充分反应溶解，形成均一溶液，制成交联剂。
98.(2)制备高效驱油剂
99.以驱油剂的总重量为100％计，将清水50％、十二烷基二羟甲基甜菜碱20％和十八烷基二羟乙基氧化铵30％，室温下搅拌，充分混合反应，形成均一溶液，生成高效驱油剂。
100.(3)制备压裂液
101.以压裂的总重量为100％计，将水98.4％加入混调器中，调电压为50v-55v，然后依次加入改性瓜尔胶0.25％，氟碳表面活性剂0.5％，有机铵盐0.2％，混调器高速搅拌90s；加入上述交联剂0.3％和上述高效驱油剂0.3％，交联时间90s，得到混合溶液。
102.向混合溶液中加入过硫酸铵胶囊0.05％，并置于恒温箱内，在150℃下恒温存放200min，得到该压裂液该复合驱油压裂液。
103.应用实施例1
104.本应用实施例对实施例1-5提供的复合驱油压裂液的性能进行评价。其中基液表观粘度越大说明其携砂能力越强，耐温耐剪切能力、岩心渗透损害率越低说明对低渗透储层伤害越小、破胶液粘度越低、破胶后残渣含量越低说明其破胶性能越好，破胶后界面张力
越低越有利于提高低渗透油藏渗吸效果。具体参数参见表1。
105.表1复合驱油压裂液的性能指标
[0106][0107]
由表1可以看出，在120℃，170s-1
下，将压裂液连续剪切90min，其黏度可保持在75mpa.s以上；且复合驱油压裂液交联时间可在30s-120s内可调，降阻率大于80％；复合驱油压裂液破胶液黏度小于3mpa.s，残渣含量小于110mg/l。本技术压裂液的携砂能力强，对低渗透储层伤害越小，破胶性能好，有利于提高低渗透油藏渗吸效果。