低损害型压裂液和压裂方法技术

本发明专利技术涉及一种低损害型压裂液和压裂方法，所述压裂液为水基压裂液，包含悬砂纤维，所述悬砂纤维选自亲水性高强度有机纤维或无机纤维，并且所述压裂液中增稠剂的含量为0.08重量％以下，交联剂含量为0.02重量％以下。所述压裂方法使用了该压裂液作为携砂液注入地层裂缝。携砂液的注入参数为：用量50～2000立方米，速度为2.0～15.0立方米/分钟。本发明专利技术使用纤维在压裂液中形成三维网状结构而代替瓜尔胶冻胶的高粘度悬浮支撑剂，从而能够大幅度降低瓜尔胶用量，甚至不用瓜尔胶，从而能够使压裂裂缝壁面和支撑带受到的损害最小化，提高压裂改造的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油天然气开采
中的一种压裂液和油气井压裂方法，特别涉及在低滲透储层的油气藏压裂过程中，利用纤维辅助悬浮支撑剂，降低压裂液中如增稠剂和交联剂等増大粘度的组分的含量，从而使压裂裂缝壁面和支撑带受到的损害最小化。
技术介绍
我国低滲透油气资源量巨大，占已探明总储量的70%以上，是我国未来增储上产的主要潜カエ区。这类油气资源具有三低的特点，即探明率低、自然投产率低、采收率低。已经证实，水力压裂改造是提高低滲透油气藏的产能和开发效果与效益的重要技术手段，因而水力压裂技术是用于低渗透油气资源开采的有效手段。简单的说，水力压裂技术的原理如下其利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底产生高压，当此压カ大于井壁附近的地应カ和地层岩石抗张强度时，将在井底附近地层产生裂縫；继续注入含有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，以达到增产增注的目的。水力压裂过程中向地层注入的液体称为压裂液，按照压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可分为前置液、携砂液和顶替液。其中，前置液的作用是破裂地层，造成一定几何尺寸的裂縫，以便随后的携砂液进入；携砂液的作用是用来将支撑剂携带进入裂缝至预定位置，其中支撑剂是指在压裂液带入裂缝后，在压カ释放后支撑裂缝的物质，常用的支撑剂例如陶粒、石英砂等；顶替液的作用是将携砂液送至预定位置，并将井筒中的全部携砂液替入裂缝中。然而，在常规压裂作业时，压裂液中含有大量聚合物，压裂液的滤失进入地层后，聚合物残渣会附着在支撑剂的表面，同时压裂液的残胶也会聚集在支撑剂带上，对支撑带造成损害，导致压裂效果差，甚至无效。作为聚合物，现有压裂液主要是使用瓜尔胶聚合物冻胶携砂，国内95%以上的携砂液为植物胶携砂液体系，要保证压裂規模，压裂携砂液就必须具有一定的粘度(一般大于IOOmPa. S)，而压裂液的粘度与其瓜尔胶的浓度呈正比。瓜尔胶是ー种植物胶，通常植物胶含有10 25%的水不溶物，加上携砂液破胶不彻底，会形成大量残渣和残胶；同时，作业过程中压裂液滤失会形成厚度不一的致密滤饼，这些滞留在陶粒孔隙间的残渣及残胶以及支撑壁面上的滤饼严重影响了支撑带与裂缝面的清洁程度，降低支撑带的滲透率。另外，携砂液滤液对储层流体和岩石孔隙介质也存在一定污染，降低了储层基质渗透率，影响压裂效果。含0. 45%瓜尔胶的压裂液对支撑带的损害率达到45%以上。由于瓜尔胶在地层裂缝中可能对地层产生不利作用，因而现有的研究主要集中在对瓜尔胶和交联剂的本身的改进。例如，CN101747886A公开了ー种压裂液原液和交联液，其中压裂液原液包含瓜尔胶、粘土稳定剂、助排剂、PH调节剂、降滤失剂等。目前，携砂液发展的方向是低损害携砂液的技术，该技术是国内外研究的热点。当前的主要手段是降低聚合物的用量，将瓜尔胶的用量降低到0. 35%，使用低浓度瓜尔胶体系。但是，由于使用金属交联剂，低浓度体系的残胶损害依然较大，其对支撑带损耗率也有30%左右。李永明等在“含纤维的超低浓度稠化剂压裂液的研究”(《钻井液与完井液》，第27卷，第2期，2010年3月)中提出了ー种稠化剂浓度为0. 2%， 交联剂含量为0. 25%的含纤维压裂液。然而，该文献中的纤维只起到辅助悬砂的作用，由于交联剂和稠化剂的含量依然较高，因而可以预料其对支撑带仍有较高的损害。因此，需要ー种新的压裂液和压裂技术，其可以进一歩降低瓜尔胶和交联剂的用量，甚至不用瓜尔胶和交联剂，从而降低瓜尔胶对压裂裂缝壁面和支撑带带来的损害最小化，并且在压裂施工结束后，可以有效増加裂缝的导流能力，提高油气藏的压裂效果。
技术实现思路
有鉴于此而作出本专利技术，本专利技术的ー个目的在于提供ー种水力压裂用，该压裂液使用悬砂纤维在其中形成三维网状结构来达到压裂改造需要的悬砂要求，并代替瓜尔胶冻胶的高粘度悬浮支撑剂，从而能够大幅度降低如瓜尔胶等增稠剂的用量，甚至不用增稠剂，从而能够使压裂裂缝壁面和支撑带受到的损害最小化。为了实现这一目的，本专利技术的ー个方面提供了ー种水基压裂液，所述压裂液用于在压裂过程中将支撑剂携带进入地层裂缝中，所述压裂液可以包含悬砂纤维，其中，所述悬砂纤维选自亲水性高強度有机纤维或无机纤维，所述压裂液中增稠剂的含量为0. 08重量％以下，但本专利技术优选不含有增稠剂。由于本专利技术使用上述悬砂纤维形成三维网状结构来悬浮支撑剂，因而本专利技术的压裂液中交联剂的用量可以大大減少，适宜的是，本专利技术的压裂液中可以包含0. 02重量％以下的交联剂，从保护支撑带的角度出发，交联剂可以是有机硼交联剂，但本专利技术优选不含有交联剂。为了保证悬砂性能，优选的是，所述压裂液中的悬砂纤维具有以下的性能參数①纤维抗拉强度为20MPa 4000MPa ；②纤维真实密度1.10g/cm3 2. 78g/cm3 ；③纤维长度3_ 1 5mm ；④纤维直径8iim 500iim。在本专利技术的一个实施方式中，所述悬砂纤维的形状优选为弯曲状的，来进ー步提高悬砂纤维形成的网状结构的稳定性。满足上述性能參数的亲水性纤维选自，作为无机纤维，可以是玻璃纤维、碳纤維、玄武岩纤维、陶瓷纤维和聚磷酸钙纤维中的至少ー种；作为有机纤维，可以是聚丙烯纤維、聚丙烯腈纤维、聚氨基甲酸酯纤维、聚酰胺、聚こ烯醇纤维、聚こ烯纤维、聚酯纤维、聚乳酸纤维和聚对苯撑苯并双噁唑纤维中的至少ー种。在一个实施方式中,基于100重量份的淡水,本专利技术的压裂液含有悬砂纤维0. I I. 0重量份，在选用弯曲状纤维的基础上，悬砂纤维的用量可以进一歩降低，例如，弯曲状悬砂纤维的用量可以是0. I 0. 5重量份。另外，本专利技术的压裂液中还可以包含常用的成分，如粘土稳定剂、破乳剤、助排剂和减阻剂等。在一个实施方式中，基于100重量份的淡水，本专利技术的水基压裂液含有粘土稳定剂0. 2 4. 0重量份，破乳剂0. 5 I. 0重量份，助排剂0. 5 I. 0重量份，减阻剂0. 01 I. 0重量份。优选的是，本专利技术中作为携砂液的压裂液中不包含减阻剂。本专利技术的另一方面提供了一种使压裂裂缝壁面和支撑带受到的损害最小化的低损害型压裂 方法，所述压裂方法使用包含悬砂纤维的压裂液作为携砂液，其中，所述悬砂纤维选自亲水性高強度有机纤维或无机纤维，所述压裂液中增稠剂的含量为0. 08重量％以下，交联剂含量为0. 02重量％以下。本专利技术的压裂方法选用上述特定的悬砂纤维形成三维网状结构来悬浮支撑剂，从而能够大幅度降低增稠剂和交联剂的用量，甚至不用增稠剂和交联剂，从而能够使压裂裂缝壁面和支撑带受到的损害最小化。其中，所述悬砂纤维具有亲水性，容易分散在压裂液中，易形成三维网状结构，具有上文所述的性能參数，包含上文所述种类的纤维。本专利技术的压裂方法包括注入酸液、注入前置液、注入携砂液和用滑溜水顶替等阶段。其中，在形成炮眼后，首先使用酸液来清除炮眼的污染。在一个实施方式中，本专利技术的压裂方法注入酸液的參数如下使用10 20立方米的酸液，且注入速度为0. 5 I. 5立方米/分钟。在另ー实施方式中，本专利技术的压裂方法注入前置液的參数如下使用50 2000立方米的前置液，以I. 5 15. 0立方米/分钟的排量注入地层裂縫。在另ー实施方式中，本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力压裂用水基压裂液，所述压裂液用于携带支撑剂，其特征在于，所述压裂液包含悬砂纤维，所述悬砂纤维选自亲水性高强度有机纤维或无机纤维，并且所述压裂液中增稠剂的含量为0.08重量％以下，交联剂的含量为0.02重量％以下。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周福建，刘玉章，丁云宏，杨贤友，刘雄飞，张福祥，熊春明，李秀辉，亓海燕，张建国，石阳，李向东，连胜江，周翠红，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，北京科麦仕油田化学剂技术有限公司，
类型：发明
国别省市：