[发明专利]一种高温高矿化度水基压裂液

说明书

技术领域

本发明涉及油气田开发增产领域中可利用高矿化度水配制的高温压裂液。

背景技术

水力压裂是改造低渗透储层的重要措施之一，在陆地油气田得到广泛的应用。硼交联压裂液广泛使用在压裂施工中，在陆地上，硼交联压裂液由淡水以及其他添加剂配制而成，在海上压裂施工目前也是依照陆地上的流程，先从陆地运送海水到海上平台，在平台上配置好压裂液，再施工。这样对海上的后勤提出了很高的要求，而且成本有大幅的提高。陆地上的油田在采油气过程中都有高矿化度的产出水随油气到达地面，对这些高矿化度的产出水必须进行相应的处理才能排放到地表水体系，这增加了油田企业的生产成本。如何在压裂的过程中利用海上平台周围的海水资源直接配制压裂液以及对高矿化度产出水的利用是油田企业面临的大问题。

国外早在上世纪70年代就开始尝试用高矿化度的水来配制压裂液，但是高矿化度海水或产出水与淡水相比，高矿化度水矿化度在2万以上，主要是由于其中溶有大量的无机盐，这些无机盐会影响瓜尔胶水化和交联的性能；高矿化度水会强烈影响压裂液体系的pH导致瓜尔胶交联后的粘度降低；高离子浓度的盐会在压裂液的碱性环境中生成沉淀，对地层造成伤害；而且有些破胶剂在高盐浓度下会失去活性。这些存在的问题使得利用高矿化度水配制压裂液进展缓慢，只是最近几年才有一些成功应用实例报道，如斯伦贝谢公司2009年采用表面活性剂进行施工，专利申请201310154769.4和201310089680.4也提出了利用海水配制压裂液。但是国外采用表面活性剂成本高，不适用于高温低渗透油气田的开发，国内公开的专利和文献，使用了多种添加剂，使得配制过程复杂，成本也较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温高矿化度水基压裂液，该压裂液完全采用高矿化度的水配制，不需要添加pH调节剂，采用瓜胶体系和含有锆的交联剂，可用于150℃以上的高温地层，有效利用了海水和陆地上的高矿化度产出水，特别适用于高温的海上和陆地油气井。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

一种高温高矿化度水基压裂液，由稠化液、交联剂和破胶剂组成。所述稠化液由以下组分按重量百分比组成：稠化剂0.4-0.7%，助排剂0.1-0.8%，杀菌剂0.01-0.1%，温度稳定剂0.1-0.3%，其余为高矿化度的海水或地层产出水。

所述稠化剂为磺酸基羟丙基瓜尔胶、磺酸基甜菜碱两性瓜尔胶或磺酸羧甲基瓜尔胶。

所述助排剂为十二烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵。

所述杀菌剂为甲醛或戊二醛。

所述温度稳定剂为硫代硫酸钠或异抗坏血酸。

所述交联剂是由质量百分比为9-18%的锆化合物、质量百分比为3-40%的硼化合物与质量百分比为9-18%的螯合配体、质量百分比为5-19%的桥联配体反应形成的稳定络合物。其中锆化合物为醋酸锆或氯氧化锆，硼化合物为硼酸或硼砂，螯合配体为N,N-二(2-羟基乙基)甘氨酸，桥联配体为丙三醇、甘露醇、山梨醇、三乙醇胺或其混合物；所述交联剂用量为稠化液质量的0.2-1%。

所述破胶剂为过硫酸铵或过硫酸钠，破胶剂用量为稠化液质量的0.1-2%。

所述交联剂的制备过程如下：在搪瓷内胆反应釜中加入质量比为5%的清水，缓慢加入锆化合物，搅拌30min；快速加入螯合配体，缓慢升温到60℃，搅拌1h；再加硼化合物，搅拌过程中滴加桥联配体；在80℃下搅拌5h，补足余量的水，即可得到交联剂。

所述高温高矿化度水基压裂液稠化液的配制过程如下：在配液罐中加入一定量的海水或地层产出水，缓慢加入稠化剂，循环10min后加入温度稳定剂和杀菌剂，最后加入助排剂，再循环10min，得到稠化液。

现有的公开利用海水的压裂液有采用表面活性剂作为稠化剂的，也有采用普通瓜胶作为稠化剂。使用表面活性剂作为稠化剂成本很高，在地层温度高于100℃就不能满足压裂要求；常规瓜胶，在高矿化度的水中由于金属离子的影响不能很好的分散，严重影响配液的进程。本发明采用带有磺酸基的瓜胶，这种稠化剂以瓜胶为主，成本可以控制，带有磺酸基的瓜胶分子可以在高矿化度水中完全分散，配液过程便捷。本发明完全采用高矿化度的水配制，为了使高矿化度水中的金属离子稳定，在配方中不需要添加pH调节剂，以保持体系的pH在弱碱性；高矿化度水中的金属离子可以在进入地层后起到粘土稳定剂的作用，因此也不需要加入粘土稳定剂。本发明采用瓜胶体系和含有锆的交联剂，可以将压裂液运用在150℃以上的地层压裂施工中，压裂液延迟交联时间3-20min。

附图说明