常压混砂准干法压裂方法、所用压裂液、制备方法及应用技术

一种常压混砂准干法压裂方法、所用压裂液、制备方法及应用，该常压混砂准干法压裂方法，是指利用水基压裂液增稠剂体系材料增稠后的水基压裂液，同时携带二氧化碳干法压裂液增稠剂体系材料，再进行常压混砂，然后按设计比例与二氧化碳干法压裂液中的液体二氧化碳结合，液体CO

Normal pressure sand mixing quasi dry fracturing method, fracturing fluid used, preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
常压混砂准干法压裂方法、所用压裂液、制备方法及应用
本专利技术属于压裂增产
，具体涉及水基压裂与二氧化碳干法压裂有机结合的压裂方法，即常压混砂准干法压裂方法、常压混砂准干法压裂液、其制备方法及其在油气田中的应用。
技术介绍
压裂的目的是在储层中形成具有导流能力的裂缝，采用的压裂液在很大程度上决定了压裂效果。同时对压裂液的粘度有一定的要求，使其在压裂后能成为低粘度的流体而容易返排，以避免对储层中的油气层造成损坏。目前采用的常规压裂方式主要包括油基压裂、水基压裂和二氧化碳干法压裂(以下简称“干法压裂”)等。其中油基压裂成本高、安全性差和环保问题突出，在压裂方式中占比较低；水基压裂具有成本较低、安全性较高和施工方便等优点，目前使用最为广泛，但由于水敏、水锁效应等影响，对地层伤害普遍较高，增产效果不够理想；干法压裂具有无水相污染、无残渣、低伤害甚至无伤害和增能作用等优势，但由于需要专用高压混砂设备以及不能高效增稠而无法大量携砂，限制了其推广和应用。现阶段国内外水基压裂液的配制方法和工艺均比较成熟，相关配套设备如配液车和压裂车组等均实现规模化和连续化操作施工，特别是针对页岩气水平井分段大型压裂施工等非常规油气藏的大规模体积改造均实现了压裂设备和配套设备的开发与应用。但是，在非常规油气藏如页岩油气、致密油气和煤层气等储层中，均表现出低孔、低压、低渗的“三低”特性，储层敏感性强，如水敏、水锁、应力敏感和温度敏感等，水基压裂液进入储层后不可避免地对储层产生不同程度的伤害，导致油气产量大幅衰减，最终增产效果不尽人意。另一方面，在干法压裂上，常规干法压裂设备无法配套使用，需要专用密闭混砂设备，但其研制、开发、使用和维护均需投入高昂费用，目前国内外仅有极少数大型装备生产企业具有相关专业设备的设计和制造能力。由于干法压裂液不能高效增稠，导致液体二氧化碳(以下简称“液体CO2”)粘度低，砂比低、砂量少，难以足量携砂，同时泵送摩阻大，难以在储层形成有效裂缝。因此，设备、材料和成本等各种因素也限制了干法压裂的发展，干法压裂即使具有性能优势也无法大规模推广和应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种常压混砂准干法压裂方法以及常压混砂准干法压裂液(以下简称“准干法压裂液”)、其制备方法与应用，以期至少部分地解决上述现有相关技术中存在的至少部分技术问题。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供了一种常压混砂准干法压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A，保持水温10～40℃，按设计比例加入水基压裂液增稠剂体系材料和破胶剂配制成水基压裂液，所述水基压裂液占所述最终配制好的常压混砂准干法压裂液的10～40wt％；步骤B，向步骤A配制的水基压裂液中加入设计比例的干法压裂液增稠剂体系材料并混合均匀；步骤C，在步骤B的产物中加入设计砂比的支撑剂，混砂均匀后加压至设计压力；步骤D，将占所述最终配制好的常压混砂准干法压裂液90～60wt％的液体CO2加压至设计压力后，与步骤C得到的水基压裂液汇合并进一步增压至设计压力，迅速混合并热交换，体系温度达到-10～30℃，同时向其中加入干法压裂液增稠剂体系材料，使其进入液体CO2中迅速溶解增稠，由此制得所述最终的常压混砂准干法压裂液。作为本专利技术的另一个方面，还提供了一种如上所述的制备方法制备得到的常压混砂准干法压裂液。作为本专利技术的再一个方面，还提供了一种常压混砂准干法压裂方法，其特征在于，包括如下步骤：将如上所述的常压混砂准干法压裂液输送到储层，然后关井闭压一定时间，最后破胶返排，完成压裂施工全过程。作为本专利技术的还一个方面，提供了一种如上所述的常压混砂准干法压裂液作为减阻液或携砂液在油气田中的应用。此外，在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意变化和/或组合，即得本专利技术各优选实施例。基于上述技术方案可知，本专利技术的技术方案相对于现有技术能够取得下述积极进步效果：(1)无需专用密闭混砂设备，常压混砂，配制方便；(2)减阻携砂一体化应用，同时配制减阻液和携砂液，配制携砂液时水基压裂液的砂比可达100％，常压混砂准干法压裂液的砂比可达45％；(3)两相增稠剂体系材料协同作用；(4)准干法压裂液耐温、耐剪切性能优异，形成的准干法压裂液，整体粘度达到50～200mPa·s；压裂液整体为结构流体，黏弹性好，耐剪切性能优异；耐温性能优异，160℃，170s-1剪切2h粘度≥20mPa·s；(5)准干法压裂液防膨率≥80％，防膨性能优异，返排率≥50％，助排性能优异；(6)材料少，埋存温室气体，有利于环境保护；(7)低伤害甚至无伤害，岩心伤害率≤10％，有利于储层保护；(8)增产效果优异，性价比高。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术的研发人员在研发过程中逐渐认识到：水基压裂具有成本较低、配制方便，压裂设备和技术工艺完善等优点，但在非常规油气藏如页岩油气、致密油气、砾岩油气和煤层气等储层中，均表现出低孔、低压、低渗的“三低”特性，储层敏感性强，如水敏、水锁、应力敏感和温度敏感等，水基压裂液进入储层后不可避免地造成对储层产生不同程度的伤害；同时还需要额外添加防膨剂提高粘土稳定性，添加助排剂提高压裂后返排效果；干法压裂液具有无水相、无水敏水锁污染、无残渣、低伤害甚至无伤害、增能易返排、流动性强沟通储层、CO2溶于原油降粘和置换吸附油气等诸多优点，但粘度低难携砂、摩阻大难造缝，还需要专用密闭混砂设备，同时施工过程费时费力，操作不便且安全性要求严苛，成本较高，整体性价比较低。水基压裂和干法压裂各自的固有性质，限制了各自的进一步推广与应用。本专利技术的申请人北京爱普聚合科技有限公司长期专注油田压裂液增稠剂体系产品的研究与开发，并专注压裂现场技术的工艺与应用研究，经过多年的技术创新，积累了丰富经验。本专利技术人在压裂方法和压裂液方面，考虑结合水基压裂和干法压裂优势，达到不需专用密闭混砂设备进行常压混砂，高压管汇两相混合后的压裂液，作为减阻液减阻效果优异，作为携砂液具有造缝好、砂量足、伤害低、能量高的优势，大幅增产将是必然。由此，本专利技术创造性地提出了“常压混砂准干法压裂”的压裂新方法，并形成了配套的常压混砂准干法压裂液、其制备与应用。该常压混砂准干法压裂方法，将水基压裂方法和干法压裂方法有机结合，同时具有二者的各项技术优势、合二为一，并扬长避短、更具独特优势。常压混砂准干法压裂液作为减阻液减阻效果优异，作为携砂液具有造缝好、砂量足、伤害低、能量高的独特优势，性能优异，大幅增产将是必然。具体地，本专利技术的常压混砂准干法压裂方法，是指将水基压裂方法和干法压裂方法有机结合，同时具有二者的各项技术优势、合二为一，并扬长避短、更具独特优势的创新压裂方法。有别于常规的水基压裂方法和干法压裂方法，本专利技术将其命名为“常压混砂准干法压裂方法”。在该压裂方法中，利用水基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常压混砂准干法压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤A，保持水温10～40℃，按设计比例加入水基压裂液增稠剂体系材料和破胶剂配制成水基压裂液，所述水基压裂液占所述最终配制好的常压混砂准干法压裂液的10～40wt％；/n步骤B，向步骤A配制的水基压裂液中加入设计比例的干法压裂液增稠剂体系材料并混合均匀；/n步骤C，在步骤B的产物中加入设计砂比的支撑剂，混砂均匀后加压至设计压力；/n步骤D，将占所述最终配制好的常压混砂准干法压裂液90～60wt％的液体CO

【技术特征摘要】
1.一种常压混砂准干法压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A，保持水温10～40℃，按设计比例加入水基压裂液增稠剂体系材料和破胶剂配制成水基压裂液，所述水基压裂液占所述最终配制好的常压混砂准干法压裂液的10～40wt％；
步骤B，向步骤A配制的水基压裂液中加入设计比例的干法压裂液增稠剂体系材料并混合均匀；
步骤C，在步骤B的产物中加入设计砂比的支撑剂，混砂均匀后加压至设计压力；
步骤D，将占所述最终配制好的常压混砂准干法压裂液90～60wt％的液体CO2加压至设计压力后，与步骤C得到的水基压裂液汇合并进一步增压至设计压力，迅速混合并热交换，体系温度达到-10～30℃，同时向其中加入干法压裂液增稠剂体系材料，使其进入液体CO2中迅速溶解增稠，由此制得所述最终的常压混砂准干法压裂液。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
按质量百分比计，所述最终的常压混砂准干法压裂液中水相与液体CO2相之比为(10～40％)∶(90～60％)；
其中，所述最终配制的常压混砂准干法压裂液作为减阻液时，所述水基压裂液增稠剂体系材料占水相的质量分数为0.1～0.5％，所述干法压裂液增稠剂体系材料占液体CO2相的质量分数为0.1～0.5％；
其中，所述最终配制的常压混砂准干法压裂液作为携砂液时，所述水基压裂液增稠剂体系材料占水相的质量分数为0.5～3％，所述干法压裂液增稠剂体系材料占液体CO2相的质量分数为0.5～3％。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，
所述水为常规水源水，包括自来水、地表水、地下水、压裂液返排液或原油分离水中的一种或两种以上；
作为优选，所述液体CO2为气体CO2经压力泵车增压至1.5～2.5MPa、降温至-25～-15℃并储存于专用槽车或储罐的液体CO2，其中，气体CO2来源包括化石燃料燃烧后捕集的CO2或CO2气井生产的CO2；
作为优选，所述水基压裂液增稠剂体系材料包括植物胶和改性植物胶增稠剂体系材料、粘弹性表面活性剂体系材料、合成聚合物体系材料中的一种；
作为优选，所述干法压裂液增稠剂体系材料包括含氟CO2增稠剂、含硅CO2增稠剂、碳氢聚合物类增稠剂中的一种。


4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，
所述水基压裂液增稠剂体系材料的设计比例，作...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑焰，白小丹，罗于建，
申请(专利权)人：北京爱普聚合科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11