水力壓裂的油氣田開采方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于礦產(chǎn)開采領域，具體涉及一種通過支撐加強裂縫的水力壓裂的油田、 氣田、頁巖氣開米方法。
【背景技術】
[0002] 清水壓裂（Water Fracturing)是在清水中加入少量的減阻劑、穩(wěn)定劑、表面活性 劑等添加劑作為壓裂液進行的壓裂作業(yè)，又叫做減阻水壓裂。實驗表明，添加了支撐劑的清 水壓裂效果明顯好于不加支撐劑時的效果，支撐劑能夠讓裂縫在壓裂液返回后仍保持開啟 狀態(tài)。清水壓裂成本低，地層傷害小，是目前頁巖氣開發(fā)最主要的壓裂技術。
[0003] 但是，現(xiàn)有清水壓裂技術中的清水中含有降濾失劑、增稠劑，主要是高分子化合 物，諸如甘露糖和半乳糖組成的高分子量多糖、或瓜膠衍生物、或纖維素衍生物，或生物聚 合物，諸如黃原膠、二苯基甲烷和硬葡聚糖等，以提供減摩降阻的作用。這些高分子化合物 隨同清水進入地層，開采時、開采之后通過地層縫隙進入地下水，造成環(huán)境污染，已引起多 方關注（《國外油田工程》2010年09期)。另一方面，壓裂液返排的時候，消耗很大的泵功率， 不利于全部返排。如果把高分子材料和支撐劑組合，又存在強度不好、難回收的問題，如果 組合的支撐劑破損，同樣使高分子材料進入地質(zhì)巖層，造成地下水污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術存在的不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種清水壓裂支撐的油氣田 開采方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，具體技術方案為：
[0006] -種清水壓裂支撐的油氣田開采方法，其是向體積份100份天然水中添加5-60份 (體積分）自懸浮支撐劑，形成支撐劑懸浮液，然后將所得支撐劑懸浮液輸送到地下巖層中； 所述地下巖層可以是稠油油藏的巖層、天然氣巖層、鹽巖層、沉積巖層中的一種。
[0007] 所述天然水選自河水、養(yǎng)殖用水、湖水、海水及地下水中的一種或多種；
[0008] 所述自懸浮支撐劑是在骨料上包覆有高分子材料的球狀顆粒；所述高分子材料為 水溶性高分子材料和樹脂的混合物，所述樹脂為天然樹脂或合成樹脂；
[0009] 所述地下巖層是稠油油藏的巖層、頁巖層、鹽巖層、沉積巖層中的一種。
[0010] 所述天然水選自河水、養(yǎng)殖用水、湖水、海水及地下水中的一種或多種；
[0011] 所述自懸浮支撐劑是在骨料上包覆有高分子材料的球狀顆粒；所述高分子材料為 水溶性高分子材料和樹脂的混合物，所述樹脂為天然樹脂或合成樹脂；
[0012] 所述地下巖層是稠油油藏的巖層、頁巖層、鹽巖層、沉積巖層中的一種。
[0013] 其中，所述自懸浮支撐劑是將粘接劑溶液分散于骨料中，再加入水溶性高分子材 料制得，所述粘結劑溶液占骨料重量10-30%，水溶性高分子材料占骨料重量0. 1~5%。
[0014] 其中，所述骨料為石英砂、陶粒、覆膜砂、金屬顆粒、球狀玻璃顆粒、粉碎的果殼顆 粒中的一種；所述骨料的尺寸為6-200目（即2. 8mm-0. 075mm之間）。
[0015] 優(yōu)選地，所述天然樹脂為松脂、蟲膠或柯巴樹脂；所述合成樹脂為酚醛樹脂或環(huán)氧 樹脂。
[0016] 進一步地，所述酚醛樹脂為熱塑性酚醛樹脂和/或熱固性酚醛樹脂；所述環(huán)氧樹 脂優(yōu)選為環(huán)氧樹脂 E-55、E-51、E44、E-42、E-35、E-20 (601)、E-14、E-12、E-06、E-03 中的一 種或多種；
[0017] 其中，所述粘接劑溶液的溶劑為有機溶劑，所述有機溶劑優(yōu)選自丙酮、乙酸乙酯、 乙酸甲酯氯仿，二甲基甲酰胺、四氫呋喃、乙醇中的一種或多種；
[0018] 優(yōu)選地，所述的水溶性高分子材料選自黃耆膠、槐豆膠、胍膠、田菁膠、大豆膠、黃 原膠、結冷膠、殼聚糖、聚胺樹脂、氨基樹脂、聚氨酯樹脂、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙二醇、 聚氧化乙烯、聚馬來酸酐、聚季銨鹽、羧甲基纖維素、羥甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維 素、季銨鹽改性殼聚糖、羥乙基纖維素、羧乙基淀粉、醋酸淀粉、羥甲基胍膠、羥丙基胍膠、羧 甲基羥丙基胍膠中的一種或多種。
[0019] 本發(fā)明提出的自懸浮支撐劑可以采用任何方法制造。優(yōu)選地，所述自懸浮支撐劑 的制備方法為：
[0020] 1)以16-200目的顆粒為骨料，向骨料中加入粘結劑溶液，所述粘結劑溶液占骨料 重量10-30%，再加入占骨料重量0. 1-2. 0%的水溶性高分子材料。
[0021] 2 )攪拌均勻，干燥篩分。
[0022] 步驟2)優(yōu)選為在60-100°C下加熱干燥，干燥時間2-10h。
[0023] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0024] 本發(fā)明提出的使用自懸浮支撐劑的清水壓裂體系采油方法，無需使用添加了有機 高分子且成本昂貴的壓裂液進行壓裂，而直接使用隨處可得的天然水進行壓裂即可；天然 水直接作為攜砂液，不用增稠劑，明顯降低了施工用液體的成本。無需配置壓裂液，減少施 工設備，簡化施工流程，縮短施工時間，降低工人的勞動強度。
[0025] 返排液可以二次回注，不污染地下水。去除了大規(guī)模多次配置壓裂液性能變化可 能性，壓裂施工穩(wěn)定。壓裂液的摩阻小，增加壓裂泵效，砂比高，利于地質(zhì)裂縫的充分填充。
[0026] 本發(fā)明提出的方法使用范圍廣，可以應用于常規(guī)油井，氣井、水井等流體礦產(chǎn)的壓 裂作業(yè)，也可以應用于頁巖氣、煤層氣的壓裂作業(yè)。返排快速，可以利用破膠機，把支撐劑表 面的高分子分解為小分子，實現(xiàn)快速返排。適用范圍廣，無論是天然淡水還是海水，都能用 于攜砂液，進行壓裂作業(yè)。
【附圖說明】
[0027] 圖1為開采的流程圖。
【具體實施方式】
[0028] 以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0029] 實施例1
[0030] 1)以石英砂(河砂）1000 g為原料，經(jīng)擦洗烘干后，砂中完全不含水，篩選20-40目 的石英砂為骨料（以下實施例中石英砂的預處理過程相同）；
[0031] 2)環(huán)氧樹脂E-55,按1 :1比例與乙酸乙酯混合。攪拌均勻，制得50mL的粘接劑溶 液，然后向粘接劑溶液中加入骨料、IOg胍膠。
[0032] 3 )步驟2 )所得混合物自然干燥后，篩分。
[0033] 得到的支撐劑為粒徑20-40目的顆粒（比骨料粒徑稍大)，骨料表面包覆、或部分包 覆有胍膠高分子材料。
[0034] 實施例2
[0035] 1)取40-70目Ikg石英砂(風積砂）作為骨料，備用；
[0036] 2)環(huán)氧樹脂E-51，按1 :1比例與甲酸乙酯混合。攪拌均勻，制得50mL的粘接劑溶 液，然后向粘接劑溶液中加入骨料、IOg羧甲基胍膠。
[0037] 3)步驟2)所得混合物自然干燥后，篩分。
[0038] 實施例3
[0039] 1)取30-50目Ikg石英砂(海砂）和燒結氧化鋁作為骨料，兩種材料目數(shù)相同，等 體積混合，備用；
[0040] 2)甲階酚醛樹脂8g，加入乙醇20g。攪拌均勻，然后向粘接劑溶液中加入骨料、IOg 聚丙烯酰胺。
[0041] 3 )步驟2 )所得混合物自然干燥后，篩分。
[0042] 對比例1
[0043] 支撐劑：石英砂，粒度20-40目。
[0044] 在天然水(沒有添加化學品）中的沉降實驗。
[0045] 表1天然水中實施例1-3、對比例1支撐劑的沉降速度
[0046]
[0047] 實施例4
[0048] 1)取30-50目Ikg覆膜砂(按照專利CN1640981A，實施例2的方法制備）作為骨 料，備用；
[0049] 2)環(huán)氧樹脂E-51，按1 :1比例與甲酸乙酯混合。攪拌均勻，制得40mL的粘接劑溶 液，然后向粘接劑溶液中加入骨料、IOg黃原膠。
[0050] 3 )步驟2 )所得混合物自然干燥后，篩分。
[0051] 實施例5
[0052] 1)取40-70目Ikg陶粒作為骨料，備用；
[0053] 2)環(huán)氧樹脂E-55,按1 :1比例與乙酸乙酯混合。攪拌均勻，制得40mL的粘接劑溶 液，然后向粘接劑溶液中加入骨料、IOg羧甲基纖維素。
[0054] 3 )步驟2 )所得混合物自然干燥后，篩分。
[0055] 對比例2
[0056] 支撐劑：以陶粒為支撐劑。
[0057] 表2天然水中實施例4、5、對比例2支撐劑的沉降速度
[0058]
[0059] 實施例6
[0060] I)取30-50目Ikg不銹鋼顆粒作為骨料，備用；
[0061] 2)環(huán)氧樹脂E-51，按1 :1比例與甲酸乙酯混合。攪拌均勻，制得40mL的粘接劑溶 液，然后向粘接劑溶液中加入骨料、20g殼聚糖季銨鹽。
[0062] 3 )步驟2