一種可回用改性瓜爾膠壓裂液體系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油田生產(chǎn)用的壓裂液重復(fù)利用技術(shù)，特別涉及一種可回用改性瓜爾膠壓裂液體系。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國(guó)西部大開(kāi)發(fā)節(jié)奏的加快，西部油氣田的開(kāi)發(fā)也進(jìn)入大開(kāi)發(fā)的階段，大開(kāi)發(fā)的帶來(lái)的效益和西部脆落的環(huán)境形成鮮明對(duì)比，還有中國(guó)西部干旱少雨，水資源急缺，山地多嚴(yán)重限制了油氣田的進(jìn)一步發(fā)展。
[0003]以中石化華北局渭北油田為例，渭北油田區(qū)塊位于陜北黃土高原，海拔高差達(dá)300m，年平均氣溫8.9 °C，年平均降水709.3mm，交通不便，冬春季節(jié)氣溫偏低，水資源短缺且分布不均，儲(chǔ)層改造施工用水及返排液處理難度大。另外該區(qū)油藏屬超淺層低溫低壓致密砂巖的巖性油藏，對(duì)入井流體的儲(chǔ)層保護(hù)性能及壓裂液低溫破膠低溫破膠性能要求較高。
[0004]渭北油田若要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模經(jīng)濟(jì)高效的開(kāi)發(fā)，需要持續(xù)開(kāi)展低傷害、低成本開(kāi)發(fā)工藝技術(shù)研究，其中包括以保護(hù)儲(chǔ)層、節(jié)約水資源、減少油田化學(xué)助劑用量、縮短施工周期、保護(hù)油區(qū)環(huán)境為目的的可回收壓裂液研發(fā)與應(yīng)用技術(shù)研究，以推進(jìn)降本增效、綠色環(huán)保的油田可持續(xù)開(kāi)發(fā)進(jìn)程，助推產(chǎn)能建設(shè)目標(biāo)的順利完成。開(kāi)展可回用壓裂液助劑研發(fā)及回用技術(shù)研究，形成壓裂返排液回收、處理及再利用技術(shù)體系，可以有效緩解壓裂液備水困難的局面，縮短施工周期，減少水資源浪費(fèi)，還能因回用減少部分壓裂液材料的用量。
[0005]綜合分析國(guó)內(nèi)外壓裂液重復(fù)利用技術(shù)現(xiàn)狀可知，盡管探索了多中不同壓裂液體系的重復(fù)利用，但仍存在著關(guān)鍵的技術(shù)難點(diǎn)，制約了該技術(shù)的推廣應(yīng)用，歸納總結(jié)為三點(diǎn):
1、羥丙基瓜膠壓裂體系回收利用難度大
目前國(guó)內(nèi)油田主要使用常規(guī)水基羥丙基瓜爾膠壓裂液體系，受分子結(jié)構(gòu)、交聯(lián)及破膠方式影響，壓裂施工后破膠返排液中的有用成分不易保留重復(fù)利用，現(xiàn)場(chǎng)處理回收難度大。
[0006]2、返排液回用級(jí)次低
返排液存在地層水、原油及其他有害成分的疊加影響，返排液重復(fù)利用次數(shù)越高，返排液處理與回用難度越大。在兼顧經(jīng)濟(jì)與技術(shù)可行的前提下，目前國(guó)內(nèi)壓裂返排液重復(fù)利用基本停留在二次利用階段，回用經(jīng)濟(jì)效益未得到充分挖掘。因此，壓裂液回用技術(shù)需要開(kāi)展低成本強(qiáng)處理技術(shù)研究，形成具有油藏針對(duì)性、技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)有效性的壓裂液回用技術(shù)體系。
[0007]3、返排液回收利用率低
壓裂返排液組分復(fù)雜，有害與有用成分并存，受處理技術(shù)限制，目前一般只回收返排前期以破膠液為主的液體，當(dāng)?shù)貙铀蛟彤a(chǎn)量所占比例過(guò)高時(shí)處理費(fèi)用劇增，不再具有回收利用價(jià)值。目前除滑溜水體系外，多數(shù)返排液回收利用率在20—25%間，壓裂后油、水產(chǎn)出越早，或地層水礦化度越高，返排液回收利用率越低。
[0008]目前國(guó)內(nèi)壓裂已成為低滲透油氣藏勘探開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，井次及規(guī)模逐年增加，壓裂液用量及返排液量也隨之增加，水資源浪費(fèi)及環(huán)境污染深受關(guān)注，傳統(tǒng)返排液處理工藝已不能滿足綠色發(fā)展需求，因此壓裂液重復(fù)利用技術(shù)研究受到重視，成為社會(huì)發(fā)展與壓裂技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展趨勢(shì)。
[0009]截止目前，綜合國(guó)內(nèi)外壓裂液重復(fù)利用研究的現(xiàn)狀分析，并沒(méi)有形成任何一種體系成熟的壓裂返排液重復(fù)利用工藝技術(shù)，開(kāi)展壓裂液重復(fù)利用研究是行業(yè)進(jìn)步與發(fā)展的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種可回用改性瓜爾膠壓裂液體系，在新體系研究中，對(duì)稠化劑的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，引入了比羥丙基親水更好的基團(tuán)，并提高了重構(gòu)基團(tuán)比，提升了稠化劑的溶脹速度和重構(gòu)性能，并增強(qiáng)了稠化劑的抗菌能力；研究合成優(yōu)選了適合回用體系的交聯(lián)劑，解決了使用硼砂交聯(lián)時(shí)回用交聯(lián)速度過(guò)快的難題，使體系滿足回用時(shí)成膠時(shí)間和成膠性能要求;研究進(jìn)一步優(yōu)化了破膠方法，解決了回用過(guò)程破膠難的問(wèn)題。
[0011]其技術(shù)方案是包括初次配液和二次配液，其中初次配液采用可回用壓裂體系的藥劑，包括復(fù)合改性瓜爾膠10-30份、有機(jī)硼交聯(lián)劑0.1-0.3份、低溫激活劑0.1-0.3份、助排活性劑0.1-0.3份、破膠劑去除保粘劑0.1-0.3份、離子平衡調(diào)節(jié)劑0.1-0.3份、分子重構(gòu)梳理劑0.1-0.3份，破膠劑0.01-0.03份。
[0012]所述的二次配液的基液配方:
0.1%殺菌劑甲醛+0.05%-0.15%破膠劑去除保粘劑+0.3-0.8%離子平衡調(diào)節(jié)劑+0.30-0.25%稠化劑瓜膠+0.05%-0.15%助排活性劑；
其中，復(fù)合改性瓜爾膠為雙改性羧甲基羥丙基瓜爾膠粉，
助排活性劑為5%表面活性劑和10%有機(jī)溶劑甲醇配制而成，
破膠去除保粘劑為5%質(zhì)量百分比的硫代硫酸鈉去離子水水溶液組成，
離子平衡調(diào)節(jié)劑主要作用消除破膠液中金屬離子對(duì)二次配液的影響，其成分為10%檸檬酸和5%乙酸混合水溶液，
分子重構(gòu)梳理劑作用消除破膠液中殘余硼酸根離子對(duì)二次成膠的影響，主要成分為30%硼酸根離子絡(luò)合劑硫酸鋁鹽水溶液，
低溫激活劑為30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的三乙醇胺溶液;破膠劑采用過(guò)硫酸銨。
[0013]上述的有機(jī)硼交聯(lián)劑以四硼酸鈉、木糖醇、三乙醇胺、戊二醛、甲醇、氫氧化鈉為主要原材料，經(jīng)絡(luò)合反應(yīng)，Ph調(diào)節(jié)等最終得到滿足140°C高溫井施工要求的有機(jī)硼交聯(lián)劑;其制備方法是:包括以下步驟，按重量份:
(1)、將20%水作為溶劑加入反應(yīng)釜中，再加入10%的甲醇攪拌升溫到50°C；
(2)、向反應(yīng)釜中投入15%的四硼酸鈉，攪拌并保持50°C恒溫直到四硼酸鈉完全溶解；
(3)、投入18%絡(luò)合劑木糖醇，攪拌并升溫到600C，木糖醇充分溶解；
(4)、反應(yīng)釜關(guān)蓋密封繼續(xù)升溫到75°C，并保持恒溫，依次滴加10%三乙醇胺和5%的戊二醛，滴加完成后繼續(xù)恒溫75°C反應(yīng)3小時(shí)；
(5 )、用17%的水溶解5%的氫氧化鈉，并抽入滴加罐中備用；
(6)、將步驟(5)中的氫氧化鈉溶液滴加到步驟(4)中，滴加過(guò)程中時(shí)刻關(guān)注反應(yīng)釜中的Ph值變化，PM直到1后則停止滴加； (7)、繼續(xù)攪拌關(guān)注釜內(nèi)ph值的變化，若ph降低則繼續(xù)滴加步驟(5)中的溶液直到ph值穩(wěn)定后在停止滴加；
(8)、保持75°C恒溫繼續(xù)攪拌I小時(shí)后放料，得到高溫交聯(lián)劑。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明解決了干旱少雨地區(qū)油田開(kāi)發(fā)時(shí)面臨的缺水及環(huán)保壓力，實(shí)現(xiàn)壓裂液返排液的二次利用。在滿足安全壓裂施工及儲(chǔ)層保護(hù)需要的前提下，實(shí)現(xiàn)壓裂液簡(jiǎn)單維護(hù)處理、多次重復(fù)使用，減少返排液處理量、節(jié)約水資源、縮短施工周期、降低材料用量，達(dá)到降本減費(fèi)及高效開(kāi)發(fā)油田的目的，提高開(kāi)發(fā)效益及安全環(huán)保效能，為油氣田經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)提供關(guān)鍵技術(shù)保障，推動(dòng)低滲透油田的增儲(chǔ)上產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1:本發(fā)明提到的可回用改性瓜爾膠壓裂液體系，包括初次配液和二次配液，其中初次配液采用可回用壓裂體系的藥劑，包括復(fù)合改性瓜爾膠25份、有機(jī)硼交聯(lián)劑<