[发明专利]一种氯化钙加重胍胶压裂液体系及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种氯化钙加重胍胶压裂液体系及其制备方法和应用。该氯化钙加重胍胶压裂液体系包括氯化钙盐水、胍胶、助溶剂、温度稳定剂、调节剂和交联剂；所述助溶剂为酸性物质的水溶液。本发明还提供了一种氯化钙加重胍胶压裂液体系的制备方法及其应用。本发明提供的氯化钙加重胍胶压裂液体系采用氯化钙盐水来增加压裂液中基液的密度，最高加重密度可达1.45g/cm³；此外，由于氯化钙盐水加重效率高，成本低、货源广，不存在与酸化工艺共同使用时存在的严重腐蚀危险，具有优异的耐温性能，氯化钙加重胍胶压裂液体系耐温可达150℃。

技术领域

本发明涉及石油开采领域中的增产用助剂技术领域。更具体地，涉及一种氯化钙加重胍胶压裂液体系及其制备方法和应用。

背景技术

在石油和天然气勘探开发过程中，水力压裂技术是深层、高温、低渗储层勘探开发过程中的重要手段。在压裂施工过程中，对于一些破裂压力梯度高、岩石塑性强的致密储层，多次发生在井口限压内压不开储层的现象。即使能够勉强压开，这些储层由于闭合压力高，裂缝窄，也难以形成足够的排量，加剧了脱砂的风险。另外对于深井压裂施工，由于高粘度的压裂液冻胶引起的摩阻也会加剧压不开的现象，降低了压裂施工的成功率。

为此，人们从三个方面来解决这个问题。①提高压裂车泵组的功率，相应的要求使用耐更高压力的井口等附属设备，但这受到技术水平和硬件成本的限制。②降低液体摩阻，使用延迟交联型压裂液，延缓高粘度压裂液冻胶的形成时间，降低由于高粘度带来的施工摩阻，这样能使压裂液的总摩阻降低至清水摩阻的35％～50％。③使用高密度压裂液，提高管柱中静液柱的压力，相对增加地面泵组的有效功率。使用高密度压裂液有以下几方面的技术和经济优势：(1)在现有高压设备条件下，能够进一步降低井口施工压力，保障施工安全；(2)增加液柱压力，压裂液加重是最直接且有效的方法；(3)加重压裂液的高矿化度有利于抑制储层中的黏土膨胀。因此，加重压裂液体系的研发对降低压裂施工压力，保障压裂施工成功了有重要的作用与意义。

加重压裂液技术在油气田的勘探开发中已成功应用多年，并取得了明显的生产效果。现有的加重压裂液体系按照加重剂的类型可分为三类：

第一类是使用无机盐加重剂，主要是氯化钾、氯化钠、溴化钠、溴化钾、硝酸钠及相互之间的混合物。

CN1869149A公开了一种加重压裂液，使用浓度为0.4-0.7％的羟丙基胍胶或香豆胶作为稠化剂，溴化钠、氯化钠或溴化钾作为加重剂，盐水的浓度为26-50％，使用浓度为0.2-0.5％的有机硼或有机锆作为交联剂。

CN103911138A公开了一种密度可调型复合加重压裂液体系，使用羟丙基胍胶或代号为APCF中的一种作为稠化剂，加重剂为氯化钠、氯化钾、溴化钾、溴化钠中的一种或者两种任意比的混合物，交联剂为有机硼类、有机锆类或者有机钛类中的一种或几种。

CN104232059A公开了一种超高温加重压裂液及其制备方法，稠化剂为羧甲基羟丙基胍胶，加重剂为氯化钠或者溴化钠中的任意一种，耐温能力可达150℃，可延迟交联。

伍林、王世彬等在杂志《重庆科技学院学报(自然科学版)》(2011年2月，第13卷第1期，98-100页)发表了论文《超高温胍胶压裂液加重性能研究》，介绍了使用胍胶作为稠化剂，氯化钠、溴化钠作为加重剂，加重密度1.5g/cm³，耐温可达180℃。

银本才、曾雨辰等在杂志《石油钻采工艺》(2012年5月，第34卷第3期，79-81页)发表了论文《DG2井压裂液加重技术》，介绍了使用胍胶作为稠化剂，溴化钠作为加重剂，加重密度1.41g/cm³，耐温可达175℃，并在DG2井成功进行了现场施工。

董永刚、张菅等在杂志《当代化工》(2016年3月，第45卷第3期，441-446页)发表了论文《耐高温NaBr加重压裂液的研究》，介绍了使用胍胶作为稠化剂，溴化钠作为加重剂，加重密度1.45g/cm³，耐温达到170℃。