阅读说明：本技术 一种油田用不返排可转化为驱油剂的压裂液及其制备方法 (Fracturing fluid capable of being converted into oil displacement agent without flowback for oil field and preparation method thereof ) 是由 张荣军 屈乐 任大忠 陈刚 张洁 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种油田用不返排可转化为驱油剂的压裂液及其制备方法。所述压裂液由下述方法制备得到：将聚丙烯酰胺类产品溶解于水中；向该胶液中加入上述胶液钾盐；再加入有机铬盐或/和有机铝盐,或酚醛树脂；将泵入压裂混砂罐,加入压裂砂；再加入破胶剂。所述方法不产生压裂返排液,避免了废水的处理,同时压裂液适度破胶后转化为驱油剂,能够提高驱油效果,实现了不返排压裂-驱油一体化作业,降低了压裂和驱油的费用。(The invention relates to a fracturing fluid which can be converted into an oil displacement agent without flowback for an oil field and a preparation method thereof. The fracturing fluid is prepared by the following method: dissolving a polyacrylamide product in water; adding the sylvite into the glue solution; adding organic chromium salt or/and organic aluminum salt or phenolic resin; pumping into a fracturing sand mixing tank, and adding fracturing sand; and adding a gel breaker. The method does not produce fracturing flowback fluid, avoids the treatment of wastewater, simultaneously converts the fracturing fluid into an oil displacement agent after moderate gel breaking, can improve the oil displacement effect, realizes the integral operation of non-flowback fracturing and oil displacement, and reduces the fracturing and oil displacement costs.)

一种油田用不返排可转化为驱油剂的压裂液及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田高效生产技术领域，具体涉及一种油田用不返排可转化为驱油剂的压裂液及其使用方法。

背景技术

压裂是油田生产的常规手段，通过地面的高压泵将流体注入地层。压裂液是压裂方法技术的一个重要组成部分，主要功能是造缝并沿张开的裂缝输送支撑剂，因此液体的粘性至关重要。成功的压裂作业要求液体除在裂缝中具有较高的粘度外，还要能够迅速破胶；作业后能够迅速返排；能够很好地控制液体滤失；泵送期间摩阻较低；同时还要经济可行。

压裂作业后期，压裂液在地层通过氧化或者为生物降解等方式破胶，粘度降低，井口放喷后破胶液从地层，大约有30-80％的前期注入流体返排出来。这一方面产生了大量的油田作业废液，需要进行处理，另一方面将前期注入大量流体携带的能量也释放出来，造成了90％以上的能量损失。然而，随着原油的开采，地层能量逐渐枯竭，必须要通过大量注水补充地层能量，这与压裂后期能量的彻底释放形成了显著地供需关系。

解决问题的根本办法就是将现用的压裂液进行较为彻底的破胶，保证其破胶后对储层无堵塞作用，后续直接跟进注水即可以形成一种不用返排的作业措施。目前高的压裂液体系高分子材料作为稠化剂，通过交联剂交联后作为压裂液中的携砂液，完成携砂之后被破胶剂(一般为氧化剂)破胶，粘度降低后返排出，但是目前的破胶方法不能使高分子较彻底的降解，因此必须进行返排，另外有些高分子材料破胶后产生不溶物(残渣)，也必须要返排。因此，要提供一种不返排的压裂液体系必须要采用溶解性好的聚合物和强破胶剂，并且氧化破胶后无不溶物产生，从而保证其不返排，随注水进行驱油。

为了克服现有压裂液的缺点，本发明的目的在于提供一种油田注水井用可以不返排的压裂液体系及其使用方法。

该压裂液体系在保证注水井压裂正常完成的前提下，利用适量的破胶剂和优选的催化剂将其粘度降低至本油藏适宜的聚合物驱油粘度范围，增强流动性，并且不产生不溶物，后续跟进注水。一方面避免了大量返排液的产生和后处理，另一方面几乎100％利用了压裂过程中流体携带的能量，将其补充入地层，提高地层能量有利于提高原油的采收率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种油田用不返排可转化为驱油剂的压裂液及其使用方法，包括以下步骤：

第一步，在配液罐中将聚丙烯酰胺类产品溶解于油田压裂用及其以上纯度的水中，搅拌均匀，配制成0.3％-0.8％的胶液，所述聚丙烯酰胺类产品为分子量为500万-1500万的工业级及其以上纯度的聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺铵盐、部分水解聚丙烯酰胺钠盐、部分水解聚丙烯酰胺钾盐、含有长链烷基单体和磺酸基单体的聚丙烯酰胺型疏水缔合聚合物及其组合物；

第二步，搅拌下向该胶液中加入上述胶液1-3％的钾盐，所述钾盐为工业级及其以上纯度的氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、磷酸钾、溴化钾及其组合物；

第三步，搅拌下向该胶液中加入聚丙烯酰胺类产品3-10％的有机铬盐或/和有机铝盐，或聚丙烯酰胺类产品1-2倍的酚醛树脂，所述盐为工业级及其以上纯度的醋酸铬、乳酸铬、酒石酸铬、柠檬酸铬、氨基三乙酸铬、亚氨基二乙酸铬、乙二胺四乙酸铬、醋酸铝、乳酸铝、酒石酸铝、柠檬酸铝、氨基三乙酸铝、亚氨基二乙酸铝、乙二胺四乙酸铝及其组合物，所述酚醛树脂为工业级及其以上纯度的油田常用聚丙烯酰胺交联剂；

第四步，将上述体系泵入压裂混砂罐，向其中加入胶液体积10-30％的压裂砂，所述压裂砂为工业级及其以上纯度直径在0.3-1mm的石英砂或者陶砂及其组合物；

第五步，向上述混合体系中加入胶液0.05-0.1％的破胶剂，所述破胶剂为工业级及其以上纯度的过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾及其组合物；

第六步，采用常规压裂手段将第五步得到的混合物泵入地层并跟进含有0.05-0.5％催化剂的水溶液作为顶替液，关井12-64小时，催化破胶剂氧化胶液适度破胶形成驱油剂，待其井口压力降低至该井日常注水压力范围，接入该井日常注水管进行注水，所述催化剂为工业级及其以上纯度的柠檬酸铁、柠檬酸钴、酒石酸亚铁、酒石酸铜、酒石酸镍、亚氨基二乙酸铜、亚氨基二乙酸亚铁、谷氨酸亚铁、谷氨酸铜、谷氨酸镍及其组合物。

本发明的有益效果为：该压裂液没有返排出施工的注水井，不产生油田作业废弃物，避免了废水的处理，降低了费用；压裂过程中向地层注入流体携带的能量几乎无损失，全部进入地层，最大程度的补充了地层能量；在储层利用催化剂催化过硫酸盐的氧化断开聚合物的分子链，降低胶体的粘度直至破胶，粘度降低至1-10mPa﹒s，适于该地层聚合物驱油的范围，后续注水跟进后推动胶液向前流动，起到聚合物驱油的功效，并且破胶过程不产生不溶物，不会对地层造成新的伤害。采用“SY/T 6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以在水驱的基础上提高采收率12％以上。

实施例

下面通过实施例对本发明作进一步说明。应该理解的是，本发明实施例所述方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。

实施例1：

第一步，在配液罐中将聚丙烯酰胺类产品溶解于油田压裂用水中，搅拌均匀，配制成0.3％的胶液，所述聚丙烯酰胺类产品为分子量为1200万的工业级部分水解聚丙烯酰胺钠盐；

第二步，搅拌下向该胶液中加入上述胶液1％的钾盐，所述钾盐为工业级氯化钾；

第三步，搅拌下向该胶液中加入聚丙烯酰胺类产品7％的有机铝盐，所述盐为工业级柠檬酸铝；

第四步，将上述体系泵入压裂混砂罐，向其中加入胶液体积10％的压裂砂，所述压裂砂为工业级及其以上纯度直径在0.5-0.8mm的石英砂或者陶砂及其组合物；

第五步，向上述混合体系中加入胶液0.05％的破胶剂，所述破胶剂为工业级过硫酸钾；

第六步，采用常规压裂手段将第五步得到的混合物泵入地层并跟进含有0.05％工业级柠檬酸铁的水溶液作为顶替液，关井64小时，催化破胶剂氧化胶液适度破胶形成驱油剂，待其井口压力降低至该井日常注水压力范围，接入该井日常注水管进行注水。

本发明的有益效果为：该压裂液没有返排出施工的注水井，不产生油田作业废弃物，避免了废水的处理，降低了费用；压裂过程中向地层注入流体携带的能量几乎无损失，全部进入地层，最大程度的补充了地层能量；在储层利用催化剂催化过硫酸盐的氧化断开聚合物的分子链，降低胶体的粘度直至破胶，粘度降低至3mPa·s，适于该地层聚合物驱油的范围，后续注水跟进后推动胶液向前流动，起到聚合物驱油的功效，并且破胶过程不产生不溶物，不会对地层造成新的伤害。采用“SY/T 6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以在水驱的基础上提高采收率12.5％。

实施例2：

第一步，在配液罐中将聚丙烯酰胺类产品溶解于工业自来水中，搅拌均匀，配制成0.4％的胶液，所述聚丙烯酰胺类产品为分子量为800万的化学纯聚丙烯酰胺；

第二步，搅拌下向该胶液中加入上述胶液1.5％的钾盐，所述钾盐为化学纯；

第三步，搅拌下向该胶液中加入聚丙烯酰胺类产品4％的有机铝盐、有机铬盐，所述盐为化学纯酒石酸铝；

第四步，将上述体系泵入压裂混砂罐，向其中加入胶液体积15％的压裂砂，所述压裂砂为工业级及其以上纯度直径在0.8-1mm的石英砂或者陶砂及其组合物；

第五步，向上述混合体系中加入胶液0.06％的破胶剂，所述破胶剂为化学纯过硫酸钠；

第六步，采用常规压裂手段将第五步得到的混合物泵入地层并跟进含有0.1％化学纯酒石酸亚铁的水溶液作为顶替液，关井36小时，催化破胶剂氧化胶液适度破胶形成驱油剂，待其井口压力降低至该井日常注水压力范围，接入该井日常注水管进行注水。

本发明的有益效果为：该压裂液没有返排出施工的注水井，不产生油田作业废弃物，避免了废水的处理，降低了费用；压裂过程中向地层注入流体携带的能量几乎无损失，全部进入地层，最大程度的补充了地层能量；在储层利用催化剂催化过硫酸盐的氧化断开聚合物的分子链，降低胶体的粘度直至破胶，粘度降低至5mPa·s，适于该地层聚合物驱油的范围，后续注水跟进后推动胶液向前流动，起到聚合物驱油的功效，并且破胶过程不产生不溶物，不会对地层造成新的伤害。采用“SY/T 6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以在水驱的基础上提高采收率13.9％。

实施例3：

第一步，在配液罐中将聚丙烯酰胺类产品溶解于处理合格的油田回注水中，搅拌均匀，配制成0.5％的胶液，所述聚丙烯酰胺类产品为分子量为1000万的分析纯部分水解聚丙烯腈铵盐；

第二步，搅拌下向该胶液中加入上述胶液2％的钾盐，所述钾盐为分析纯硝酸钾；

第三步，搅拌下向该胶液中加入聚丙烯酰胺类产品10％的有机铬盐，所述盐为分析纯柠檬酸铬；

第四步，将上述体系泵入压裂混砂罐，向其中加入胶液体积20％的压裂砂，所述压裂砂为工业级及其以上纯度直径在0.3-0.5mm的石英砂或者陶砂及其组合物；

第五步，向上述混合体系中加入胶液0.08％的破胶剂，所述破胶剂为分析纯过硫酸钾；

第六步，采用常规压裂手段将第五步得到的混合物泵入地层并跟进含有0.15％分析纯酒石酸镍的水溶液作为顶替液，关井48小时，催化破胶剂氧化胶液适度破胶形成驱油剂，待其井口压力降低至该井日常注水压力范围，接入该井日常注水管进行注水。

本发明的有益效果为：该压裂液没有返排出施工的注水井，不产生油田作业废弃物，避免了废水的处理，降低了费用；压裂过程中向地层注入流体携带的能量几乎无损失，全部进入地层，最大程度的补充了地层能量；在储层利用催化剂催化过硫酸盐的氧化断开聚合物的分子链，降低胶体的粘度直至破胶，粘度降低至7mPa·s，适于该地层聚合物驱油的范围，后续注水跟进后推动胶液向前流动，起到聚合物驱油的功效，并且破胶过程不产生不溶物，不会对地层造成新的伤害。采用“SY/T 6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以在水驱的基础上提高采收率14％。

实施例4：

第一步，在配液罐中将聚丙烯酰胺类产品溶解于油田压裂用水中，搅拌均匀，配制成0.3％的胶液，所述聚丙烯酰胺类产品为分子量为800万的工业级含有1.5％对苯乙烯磺酸钠和0.6％N,N-二甲基十八烷基烯丙基氯化铵的聚丙烯酰胺型疏水缔合聚合物；

第二步，搅拌下向该胶液中加入上述胶液3％的钾盐，所述钾盐为工业级磷酸钾；

第三步，搅拌下向该胶液中加入聚丙烯酰胺类产品3％的有机铝盐和有机铬盐，所述盐为质量比为1:2的工业级醋酸铬和乳酸铝；

第四步，将上述体系泵入压裂混砂罐，向其中加入胶液体积25％的压裂砂，所述压裂砂为工业级及其以上纯度直径在0.8-1mm的石英砂或者陶砂及其组合物；

第五步，向上述混合体系中加入胶液0.1％的破胶剂，所述破胶剂为工业级过硫酸铵；

第六步，采用常规压裂手段将第五步得到的混合物泵入地层并跟进含有0.25％化学纯谷氨酸亚铁的水溶液作为顶替液，后关井24小时，催化破胶剂氧化胶液适度破胶形成驱油剂，待其井口压力降低至该井日常注水压力范围，接入该井日常注水管进行注水。

本发明的有益效果为：该压裂液没有返排出施工的注水井，不产生油田作业废弃物，避免了废水的处理，降低了费用；压裂过程中向地层注入流体携带的能量几乎无损失，全部进入地层，最大程度的补充了地层能量；在储层利用催化剂催化过硫酸盐的氧化断开聚合物的分子链，降低胶体的粘度直至破胶，粘度降低至10mPa·s，适于该地层聚合物驱油的范围，后续注水跟进后推动胶液向前流动，起到聚合物驱油的功效，并且破胶过程不产生不溶物，不会对地层造成新的伤害。采用“SY/T 6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以在水驱的基础上提高采收率13.5％。

实施例5：

第一步，在配液罐中将聚丙烯酰胺类产品溶解于自来水中，搅拌均匀，配制成0.8％的胶液，所述聚丙烯酰胺类产品为分子量为500万的部分水解聚丙烯酰胺铵盐；

第二步，搅拌下向该胶液中加入上述胶液2％的钾盐，所述钾盐为化学纯溴化钾；

第三步，搅拌下向该胶液中加入聚丙烯酰胺类产品5％的有机铝盐，所述盐为工业级氨基三乙酸铝；

第四步，将上述体系泵入压裂混砂罐，向其中加入胶液体积30％的压裂砂，所述压裂砂为工业级及其以上纯度直径在0.5-0.8mm的石英砂或者陶砂及其组合物；

第五步，向上述混合体系中加入胶液0.1％的破胶剂，所述破胶剂为质量比为1:1的化学纯过硫酸铵和过硫酸钠；

第六步，采用常规压裂手段将第五步得到的混合物泵入地层并跟进含有0.3％工业级亚氨基二乙酸铜的水溶液作为顶替液，关井22小时，催化破胶剂氧化胶液适度破胶形成驱油剂，待其井口压力降低至该井日常注水压力范围，接入该井日常注水管进行注水。

本发明的有益效果为：该压裂液没有返排出施工的注水井，不产生油田作业废弃物，避免了废水的处理，降低了费用；压裂过程中向地层注入流体携带的能量几乎无损失，全部进入地层，最大程度的补充了地层能量；在储层利用催化剂催化过硫酸盐的氧化断开聚合物的分子链，降低胶体的粘度直至破胶，粘度降低至6.5mPa·s，适于该地层聚合物驱油的范围，后续注水跟进后推动胶液向前流动，起到聚合物驱油的功效，并且破胶过程不产生不溶物，不会对地层造成新的伤害。采用“SY/T 6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以在水驱的基础上提高采收率16.0％。

实施例6：

第一步，在配液罐中将聚丙烯酰胺类产品溶解于油田压裂用水中，搅拌均匀，配制成0.5％的胶液，所述聚丙烯酰胺类产品为质量比为1:5分子量为800万的工业级聚丙烯酰胺和部分水解聚丙烯酰胺铵盐；

第二步，搅拌下向该胶液中加入上述胶液1.5％的钾盐，所述钾盐为质量比为2:1的工业级氯化钾和硫酸钾；

第三步，搅拌下向该胶液中加入聚丙烯酰胺类产品6％的有机铬盐，所述盐为工业级乳酸铬；

第四步，将上述体系泵入压裂混砂罐，向其中加入胶液体积30％的压裂砂，所述压裂砂为工业级及其以上纯度直径在0.3-0.5mm的石英砂或者陶砂及其组合物；

第五步，向上述混合体系中加入胶液0.07％的破胶剂，所述破胶剂为工业级过硫酸钾；

第六步，采用常规压裂手段将第五步得到的混合物泵入地层并跟进含有0.05％分析纯谷氨酸铜的水溶液作为顶替液，关井48小时，催化破胶剂氧化胶液适度破胶形成驱油剂，待其井口压力降低至该井日常注水压力范围，接入该井日常注水管进行注水。

本发明的有益效果为：该压裂液没有返排出施工的注水井，不产生油田作业废弃物，避免了废水的处理，降低了费用；压裂过程中向地层注入流体携带的能量几乎无损失，全部进入地层，最大程度的补充了地层能量；在储层利用催化剂催化过硫酸盐的氧化断开聚合物的分子链，降低胶体的粘度直至破胶，粘度降低至7.5mPa·s，适于该地层聚合物驱油的范围，后续注水跟进后推动胶液向前流动，起到聚合物驱油的功效，并且破胶过程不产生不溶物，不会对地层造成新的伤害。采用“SY/T 6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以在水驱的基础上提高采收率13.5％。

实施例7：

第一步，在配液罐中将聚丙烯酰胺类产品溶解于油田压裂用水中，搅拌均匀，配制成0.3％的胶液，所述聚丙烯酰胺类产品为分子量为800万的部分水解聚丙烯酰胺铵盐；

第二步，搅拌下向该胶液中加入上述胶液2％的钾盐，所述钾盐为工业级氯化钾；

第三步，搅拌下向该胶液中加入聚丙烯酰胺类产品1.2倍的酚醛树脂，所述盐为酚醛树脂油田用常规聚丙烯酰胺交联剂；

第四步，将上述体系泵入压裂混砂罐，向其中加入胶液体积25％的压裂砂，所述压裂砂为工业级及其以上纯度直径在0.3-0.5mm的石英砂或者陶砂及其组合物；

第五步，向上述混合体系中加入胶液0.09％的破胶剂，所述破胶剂为工业级过硫酸钾；

第六步，采用常规压裂手段将第五步得到的混合物泵入地层并跟进含有0.5％工业级酒石酸铜的水溶液作为顶替液，关井64小时，催化破胶剂氧化胶液适度破胶形成驱油剂，待其井口压力降低至该井日常注水压力范围，接入该井日常注水管进行注水。

本发明的有益效果为：该压裂液没有返排出施工的注水井，不产生油田作业废弃物，避免了废水的处理，降低了费用；压裂过程中向地层注入流体携带的能量几乎无损失，全部进入地层，最大程度的补充了地层能量；在储层利用催化剂催化过硫酸盐的氧化断开聚合物的分子链，降低胶体的粘度直至破胶，粘度降低至3.3mPa·s，适于该地层聚合物驱油的范围，后续注水跟进后推动胶液向前流动，起到聚合物驱油的功效，并且破胶过程不产生不溶物，不会对地层造成新的伤害。采用“SY/T 6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以在水驱的基础上提高采收率12.2％。

实施例8：

第一步，在配液罐中将聚丙烯酰胺类产品溶解于油田压裂用水中，搅拌均匀，配制成0.4％的胶液，所述聚丙烯酰胺类产品为分子量为1200万的工业级聚丙烯酰胺；

第二步，搅拌下向该胶液中加入上述胶液1％的钾盐，所述钾盐为工业级硫酸钾；

第三步，搅拌下向该胶液中加入聚丙烯酰胺类产品2倍的酚醛树脂，所述盐为酚醛树脂油田用常规聚丙烯酰胺交联剂；

第四步，将上述体系泵入压裂混砂罐，向其中加入胶液体积30％的压裂砂，所述压裂砂为工业级及其以上纯度直径在0.5-0.8mm的石英砂或者陶砂及其组合物；

第五步，向上述混合体系中加入胶液0.1％的破胶剂，所述破胶剂为工业级过硫酸铵；

第六步，采用常规压裂手段将第五步得到的混合物泵入地层并跟进含有0.4％化学纯柠檬酸钴的水溶液作为顶替液，关井64小时，催化破胶剂氧化胶液适度破胶形成驱油剂，待其井口压力降低至该井日常注水压力范围，接入该井日常注水管进行注水。

本发明的有益效果为：该压裂液没有返排出施工的注水井，不产生油田作业废弃物，避免了废水的处理，降低了费用；压裂过程中向地层注入流体携带的能量几乎无损失，全部进入地层，最大程度的补充了地层能量；在储层利用催化剂催化过硫酸盐的氧化断开聚合物的分子链，降低胶体的粘度直至破胶，粘度降低至5.5mPa·s，适于该地层聚合物驱油的范围，后续注水跟进后推动胶液向前流动，起到聚合物驱油的功效，并且破胶过程不产生不溶物，不会对地层造成新的伤害。采用“SY/T 6424-2014复合驱油体系性能测试方法”进行驱油实验，实验结果显示可以在水驱的基础上提高采收率16.5％。