一种可实时控制的自生热复合泡沫压裂液及现场施工方法技术

一种可实时控制的自生热复合泡沫压裂液及现场施工方法，该复合泡沫压裂液的组分及重量比如下：基液87.9～92.97％、催化液6～10％、交联液1.0～1.8％和破胶剂0.03～0.3％，基液由复合稠化剂、气热剂、起泡剂、酸稳剂和配液水组成；催化液由酸、阻垢剂和水组成，现配现用；交联液包含表活剂、交联剂组分。现场施工方法如下：施工前按比例分别配制基液和催化液，施工时由混砂车吸入基液，液添泵和干添系统分别加入交联液、破胶剂，再由加料撬装设备从混砂罐出口管线泵入催化液，几种组分混合后，快速生热、生气并形成耐高温高盐、高携砂性能、低腐蚀低伤害的复合泡沫压裂液，既能有效降低原油粘度，又能增能助排，降低伤害提高产能。降低伤害提高产能。

【技术实现步骤摘要】
一种可实时控制的自生热复合泡沫压裂液及现场施工方法


[0001]本专利技术涉及油田化学及压裂增产
，特别涉及一种可实时控制的自生热复合泡沫压裂液及现场施工方法。

技术介绍

[0002]常规的水基压裂液由于成本低、易配制甚至可以在线施工等特点已广泛应用于各类油气藏的压裂开发上，但针对低压、水敏和高凝油等特殊储层，由于地层能量低、温度低、原油粘度高等原因，导致压裂结束后破胶液滞留、水敏、水锁、与稠油乳化等现象，严重影响压裂增产效果甚至无产能。因此，国内外在自生热压裂液、泡沫压裂液方面做了大量工作，以期待解决此类特殊储层的压裂改造问题。
[0003]通过将可压缩的CO2、N2与水基压裂液混配形成泡沫压裂液，可以有效提高压裂液返排率，降低对地层的伤害，但这种实现方式对材料成本、材料运输设备、压裂泵车和加砂设备等都有较高要求，这也是限制此类压裂液发展的主要问题。相对而言，自生热生气压裂液独具优势，通过将能够反应生热产气的物质配制到压裂液中，然后在地层发生化学反应，在稳泡剂、起泡剂作用下形成高效稳定的泡沫压裂液，这种体系对原材料和地面施工设备的要求较低，入地后既能生热降低地层原油粘度、又能产气增能助排，相对用水量少、液体呈酸性、生成的盐具有高效防膨效果，因此该体系具有较好的推广应用前景。
[0004]中国专利CN102838978A公开了一种井下自生气泡沫复合驱油剂的制备方法，主剂包括尿素、硝酸铵、叠氮化钠、乙酰水杨酸、亚硝酸钠，其中叠氮化钠有剧毒易爆炸外，而乙酰水杨酸易潮解失效。中国专利CN103265938A、CN102627960A、CN104790933A、CN102086388A均提供了一种自生热生气泡沫压裂液，稠化剂采用常规胍胶，其自身残渣含量高导致对支持裂缝导流能力的残渣伤害严重，其次，几种体系均是利用亚硝酸钠和氯化铵在酸性条件下反应释放出大量的气体，未提供合理控制的方法和施工方法。中国专利CN105238382A公开了一种清洁自生热增压压裂液体系及制备方法，采用疏水聚丙烯酰胺作为稠化剂，锆盐化合物作交联剂，显著降低了残渣含量，但是体系耐温性能只能达到100℃，并且其升温效果较差，压裂液泡沫质量低。
[0005]通过专利和文献报道分析，自生热生气压裂液在特殊油气藏开发上的优势显而易见，但经过多年的室内研究和现场实践，虽然国内外常见的自生热压裂液体系都有其自身的优点，但同时也暴露出很多亟待解决的问题：如现场操作繁琐、设备要求高、生热生气反应不易控制、升温幅度不高、泡沫冻胶摩阻高、泡沫压裂液耐温耐盐性能差、泡沫干度低和泡沫稳定性差、携砂性能差以及残渣含量高、地下设备结垢腐蚀等。因此，研发和制备一种生热生气可控、耐高温高盐并且携砂性能优良的低摩阻低伤害泡沫压裂液，同时形成安全、可操控性的施工方法技术，是近几年来此课题研究和发展的方向，并且该课题不应该仅仅停留在室内研究，现场推广应用才是其最终目标。

技术实现思路

[0006]本专利技术为克服上述现有技术的不足，采用两种气热剂反应产生大量气体，与复合稠化剂和高效起泡剂形成一种自生热的复合泡沫压裂液，该体系不仅耐温耐盐性能优良、携砂性能优良、泡沫稳定性好，并且摩阻低，破胶返排率高，对地层腐蚀和伤害低。同时，本专利技术还提供一种上述自生热复合泡沫压裂液的现场施工方法，为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种可实时控制的自生热复合泡沫压裂液，其特征在于，按照重量百分比100％计，所述自生热复合泡沫压裂液的主要组分和重量百分比如下：压裂液基液87.9～92.97％、催化液6.0～10.0％、交联液1.0～1.8％和破胶剂0.03～0.3％，所述压裂液基液由复合稠化剂、气热剂A、气热剂B、起泡剂、酸稳剂和配液水配制而成；所述催化液由酸、阻垢剂和水组成，进一步的，所述催化液现场使用时必须现配现用；所述交联液由表活剂、交联剂、调节剂和水混配而成。
[0008]优选为：所述压裂液基液按照重量百分比100％计，其组分和重量百分比如下：复合稠化剂0.3～0.8％、气热剂A 7.5～12.5％、气热剂B 4.8～8.0％、起泡剂0.1～0.2％，酸稳剂0.2～0.4％，其余部分为配液水；所述催化液按照重量百分比100％计，其组分和重量百分比如下：酸15.0％、阻垢剂5.0％、水80.0％；所述交联液按照重量百分比100％计，其组分和重量百分比如下：表活剂8.0～15.0％、交联剂50.0～70.0％、调节剂3.0％、水12.0～39.0％。
[0009]优选为：所述复合稠化剂为疏水羧甲基改性复合胍胶或二氧化碳泡沫压裂液聚合物稠化剂中的一种；进一步的，所述疏水羧甲基改性复合胍胶代号为MEC
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3，由四川申和新材料科技有限公司生产，工业品，是以卤代脂肪酸和环氧丙烷为醚化剂，氯代十六烷为疏水改性单体、以多元醇为分散介质，在一定条件下向胍胶原粉分子结构中引入羧甲基和长链烷基后，再经过减压蒸馏、洗涤、干燥、粉碎制得到的小分子改性胍胶；进一步的，所述疏水羧甲基改性复合胍胶的用量为0.4～0.8％。
[0010]优选为：所述二氧化碳泡沫压裂液聚合物稠化剂代号为SFC
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1，由四川申和新材料科技有限公司生产，工业品，其分子中引入C
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S、C
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N、C＝O、羧甲基、烷基侧链等功能基团，其水溶液能与表活剂和金属交联剂产生氢键、缔合作用和交联作用，构建强大的网状空间结构；进一步的，所述二氧化碳泡沫压裂液聚合物稠化剂的用量为0.3～0.7％。
[0011]优选为：所述气热剂A为40％的NaNO2浓缩水溶液，所述气热剂B为NH4Cl或CO(NH2)2中的一种，优选为50％的CO(NH2)2浓缩水溶液。
[0012]优选为：所述起泡剂为AOS
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35、咪唑啉醋酸钠表面活性剂、烷基糖甘APG1214或W
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101中的一种，几种起泡剂在酸性和高矿化度条件下仍具有高效起泡性能，进一步的，所述W
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101起泡剂由东营市胜都石油技术有限公司生产，优选为咪唑啉醋酸钠表面活性剂或W
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101中的一种。
[0013]优选为：所述配液水为自来水、清水、压裂返排液或高矿化度盐水，进一步的，所述压裂返排液或高矿化度盐水的总矿化度在10万ppm以内。
[0014]优选为：所述酸稳剂主要组分为亚磷酸钠、硫代二丙酸、植酸十二钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种，异丙醇、乙二醇、丙三醇中的一种，聚乙烯吡咯烷酮(K30溶液)、N
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乙烯基乙酰胺
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丙烯酸钠二元共聚物中的一种，三种组分和水按照15:30:5:50的比例混配而成，
用于提高压裂液体系的耐温、耐酸性能。
[0015]优选为：所述酸为盐酸、柠檬酸、草酸、甲酸、乙酸中的一种，优选为盐酸、柠檬酸或乙酸中的一种。
[0016]优选为：所述阻垢剂为聚羧酸盐类阻垢剂或HEDP有机膦酸类阻垢缓蚀剂中的一种。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实时控制的自生热复合泡沫压裂液，其特征在于，按照重量百分比100％计，所述自生热复合泡沫压裂液的主要组分和重量百分比如下：压裂液基液87.9～92.97％、催化液6.0～10.0％、交联液1.0～1.8％和破胶剂0.03～0.3％，所述压裂液基液由复合稠化剂、气热剂A、气热剂B、起泡剂、酸稳剂和配液水配制而成；所述催化液由酸、阻垢剂和水组成，该催化液使用时必须现配现用；所述交联液由表活剂、交联剂、调节剂和水混配而成。2.根据权利要求1所述的可实时控制的自生热复合泡沫压裂液，其特征在于，所述压裂液基液按照重量百分比100％计，其组分和重量百分比如下：复合稠化剂0.3～0.8％、气热剂A 7.5～12.5％、气热剂B 4.8～8.0％、起泡剂0.1～0.2％，酸稳剂0.2～0.4％，其余部分为配液水；所述催化液按照重量百分比100％计，其组分和重量百分比如下：酸15.0％、阻垢剂5.0％、水80.0％；所述交联液按照重量百分比100％计，其组分和重量百分比如下：表活剂8.0～15.0％、交联剂50.0～70.0％、调节剂3.0％、水12.0～39.0％。3.根据权利要求2所述的可实时控制的自生热复合泡沫压裂液，其特征在于，所述复合稠化剂为疏水羧甲基改性复合胍胶或二氧化碳泡沫压裂液聚合物稠化剂中的一种；所述疏水羧甲基改性复合胍胶是以卤代脂肪酸和环氧丙烷为醚化剂，氯代十六烷为疏水改性单体、以多元醇为分散介质，在一定条件下向胍胶原粉分子结构中引入羧甲基和长链烷基后，再经过减压蒸馏、洗涤、干燥、粉碎制得到的小分子改性胍胶；所述二氧化碳泡沫压裂液聚合物稠化剂的分子中引入C
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S、C
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N、C＝O、羧甲基、烷基侧链等功能基团，其水溶液能与表活剂和金属交联剂产生氢键、缔合作用和交联作用，构建强大的网状空间结构；所述气热剂A为40％的NaNO2浓缩水溶液，所述气热剂B为NH4Cl或CO(NH2)2中的一种；所述起泡剂为AOS
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35、咪唑啉醋酸钠表面活性剂、烷基糖甘APG1214或W
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101中的一种；所述W
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101起泡剂由东营市胜都石油技术有限公司生产的咪唑啉醋酸钠表面活性剂；所述配液水为自来水、清水、压裂返排液或高矿化度盐水，进一步的，所述压裂返排液或高矿化度盐水的总矿化度在10万ppm以内；所述酸稳剂主要组分为亚磷酸钠、硫代二丙酸、植酸十二钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种，异丙醇、乙二醇、丙三醇中的一种，聚乙烯吡咯烷酮、N
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乙烯基乙酰胺
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丙烯酸钠二元共聚物中的一种，三种组分和水按照15:30:5:50的比例混配而成，用于提高压裂液体系的耐温、耐酸性能；所述酸为盐酸、柠檬酸、草酸、甲酸、乙酸中的一种；所述阻垢剂为聚羧酸盐类阻垢剂或HEDP有机膦酸类阻垢缓蚀剂中的一种；所述表活剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、十四烷基羟丙基磺基甜菜碱中的一种；所述交联剂为有机锆交联剂；所述调节剂为盐酸或乙酸中的一种；所述破胶剂为过硫酸铵或溴酸钠中的一种。4.根据权利要求2
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3任一所述的可实时控制的自生热复合泡沫压裂液，其特征在于，当所述复合稠化剂采用疏水羧甲基改性复合胍胶时，所述交联液组分和重量百分比如下：表活剂8.0～10.0％、交联剂60.0～70.0％、调节剂3.0％、水17.0～29.0％；当所述复合稠化剂采用二氧化碳泡沫压裂液聚合物稠化剂时，所述交联液组分和重量百分比如下：表活剂12.0～15.0％、交联剂50.0～60.0％、调节剂3.0％、水22.0～35.0％。5.根据权利要求3任一所述的可实时控制的自生热复合泡沫压裂液，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈恒，林波，杜良军，贾振福，严向阳，杨立君，刘斌，邹近，王愉，屈川，秦鹏，孙帅，
申请(专利权)人：四川申和新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：