專利名稱：一種超低濃度瓜爾膠壓裂液及低溫煤層氣井壓裂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤層氣井用壓裂液及壓裂方法，尤其涉及一種超低濃度瓜爾膠壓裂液及低溫煤層氣井壓裂方法，屬于煤層氣開采技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于技術(shù)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，目前國內(nèi)外大多數(shù)儲集層的壓裂改造側(cè)重選用水力壓裂。壓裂液是壓裂施工的關(guān)鍵技術(shù)，它的性能直接影響到壓裂施工的成敗，還會對儲層的改造效果產(chǎn)生很大影響。煤層氣的開發(fā)在國外已很普遍，在國內(nèi)也已有十幾年的歷史，這不但是開發(fā)能源的需要，也是煤礦安全生產(chǎn)的需要。為了使煤層氣井的單井產(chǎn)量達(dá)到工業(yè)開發(fā)的規(guī)模，一般都要對煤層進(jìn)行壓裂改造。由于煤層不像油層埋藏那么深，煤層溫度較低，一般不超過 40°C，所以，壓裂液在完成攜砂使命后的快速破膠返排是達(dá)到壓裂增產(chǎn)效果的技術(shù)關(guān)鍵。因此，開發(fā)一種性能良好的、能夠在破膠之后快速返排的壓裂液是本領(lǐng)域亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種瓜爾膠壓裂液，通過將瓜爾膠的濃度控制在臨界低使用濃度，得到一種適合低溫煤層氣井壓裂施工需要的壓裂液，具有能夠快速破膠以及成本低的特點(diǎn)。本發(fā)明還提供了一種采用上述瓜爾膠壓裂液的低溫煤層氣井壓裂方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種超低濃度瓜爾膠壓裂液，以重量份計(jì)，該壓裂液包括瓜爾膠0. 15重量份,氟碳活性劑0. I重量份，粘土穩(wěn)定劑I重量份，殺菌劑0. 05重量份，交聯(lián)劑0. 5重量份，交聯(lián)促進(jìn)劑0. I重量份，水100重量份。在本發(fā)明提供的上述壓裂液中，優(yōu)選地，所采用的氟碳活性劑為FC-9氟碳活性劑(濮陽市宇正石油工程有限公司生產(chǎn))。在本發(fā)明提供的上述壓裂液中，優(yōu)選地，所采用的粘土穩(wěn)定劑為氯化鉀。在本發(fā)明提供的上述壓裂液中，優(yōu)選地，所采用的殺菌劑為1227殺菌劑，即十二
烷基二甲基芐基氯化銨。 在本發(fā)明提供的上述壓裂液中，優(yōu)選地，所采用的交聯(lián)劑為TMJP-10交聯(lián)劑(西安市宏大化工有限公司生產(chǎn))。通過采用該TMJP-10交聯(lián)劑能夠克服硼砂交聯(lián)劑壓裂液交聯(lián)時(shí)間段、施工摩阻高、交聯(lián)體系不均勻防等缺點(diǎn)。在本發(fā)明提供的上述壓裂液中，優(yōu)選地，所采用的交聯(lián)促進(jìn)劑為TM-3交聯(lián)促進(jìn)劑(西安市宏大化工有限公司生產(chǎn))。采用該交聯(lián)促進(jìn)劑能夠使壓裂液充分交聯(lián)，能夠解決常溫或低溫條件下過交聯(lián)壓裂液體系的脫水問題。本發(fā)明還提供了上述超低濃度瓜爾膠壓裂液的制備方法，其包括以下步驟將瓜爾膠、氟碳活性劑、粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑與水混合，得到瓜爾膠原膠液；
在使用前，向所述瓜爾膠原膠液中加入交聯(lián)劑和交聯(lián)促進(jìn)劑，得到所述超低濃度瓜爾膠壓裂液。本發(fā)明還 提供了一種低溫煤層氣井壓裂方法，其包括以下步驟向煤層氣井中注入上述超低濃度瓜爾膠壓裂液，壓裂液的注入速度控制為3-4方/分鐘；向煤層氣井中注入攜砂液，攜砂液的注入速度控制為3-4方/分鐘；當(dāng)攜砂液全部達(dá)到地層后，以1-2方/分鐘的速度向煤層氣井中注入破膠液，該破膠液的用量為超低濃度瓜爾膠壓裂液體積總量的80%，使所述超低濃度瓜爾膠壓裂液返排至地面，完成壓裂。在上述低溫煤層氣井壓裂方法中，優(yōu)選地，所采用的攜砂液由壓裂液和砂子組成，該攜砂液的含砂量為10-50%，以壓裂液的質(zhì)量計(jì)。攜砂液的用量可以根據(jù)煤層氣井的情況而定。在上述低溫煤層氣井壓裂方法中，優(yōu)選地，以重量份計(jì)，所采用的破膠液的組成為鹽酸6重量份，雙氧水0. I重量份，過硫酸銨0. 2重量份，水100重量份。本發(fā)明在壓裂液中使用臨界低濃度的瓜爾膠具有如下優(yōu)越性1、降低成本目前瓜爾膠價(jià)格很高，是2011年初的六七倍，所以瓜爾膠使用濃度降低0. 2%，每方壓裂液成本將降低200-300元。2、易水化由于瓜爾膠增稠劑使用臨界低的濃度，也就是說當(dāng)其濃度再低時(shí)交聯(lián)體系將被破壞，那么攜砂液到達(dá)地層后，再泵入的破膠液將降低交聯(lián)體系內(nèi)瓜爾膠的濃度，交聯(lián)體系將迅速水化，有利于入井液的返排。3、降低壓裂液對儲集層的傷害由于壓裂液內(nèi)瓜爾膠濃度的降低，所以交聯(lián)體系內(nèi)水不溶物將減少，這樣壓裂液對儲集層的傷害將降低。通過采用本發(fā)明所提供的超低濃度瓜爾膠壓裂液可以帶來以下技術(shù)效果I、該壓裂液體系在經(jīng)過2小時(shí)后剪切粘度仍保持在130mPa *s以上，壓裂性能好；2、該壓裂液體系內(nèi)加入10%的破膠液，即可在5-10分鐘內(nèi)壓裂液體系粘度將降到3-8mPa s之間，壓裂液能夠快速破膠，同時(shí)，對于氣井具有良好的增產(chǎn)效果。
具體實(shí)施例方式為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。實(shí)施例本實(shí)施例提供了一種超低濃度瓜爾膠壓裂液，以重量份計(jì)，其包括以下組成瓜爾膠0. 15重量份，F(xiàn)C-9氟碳活性劑0. I重量份，氯化鉀I重量份，1227殺菌劑0. 05重量份，TMJP-10交聯(lián)劑0. 5重量份，TM-3交聯(lián)促進(jìn)劑0. I重量份，水100重量份。其中，F(xiàn)C-9氟碳活性劑是由濮陽市宇正石油工程有限公司生產(chǎn)的，TMJP-10交聯(lián)劑和TM-3交聯(lián)促進(jìn)劑是由西安市宏大化工有限公司生產(chǎn)的。該壓裂液是通過以下步驟制備的將瓜爾膠、FC-9氟碳活性劑、氯化鉀、1227殺菌劑與水混合，得到瓜爾膠原膠液；將瓜爾膠原膠液與TMJP-10交聯(lián)劑、TM-3交聯(lián)促進(jìn)劑分開存放，在使用中再進(jìn)行混合。
現(xiàn)場應(yīng)用將實(shí)施例提供的超低濃度瓜爾膠壓裂液應(yīng)用于山西潞安煤礦集團(tuán)的LA-013井、LA-018井、LA-019井(這三口井井深在600_700m、井溫為10-25 °C )，具體使用方法包括以下步驟將瓜爾膠原膠液與TMJP-10交聯(lián)劑、TM-3交聯(lián)促進(jìn)劑混合得到超低濃度瓜爾膠壓裂前置液，然后分別向三口井中注入超低濃度瓜爾膠壓裂前置液，注入量控制為50-100方(優(yōu)選50-80方)，注入速度控制為3-4方/分鐘；前置壓裂液注入之后，向井中注入攜砂液，該攜砂液由壓裂液和砂子組成；該攜砂液的含砂量平均為30%，注入量控制為100-150方(單獨(dú)的壓裂液，不包括砂子)，注入速度控制為3-4方/分；在攜砂液全部到達(dá)地層之后，向井中注入破膠液，該破膠液的組成為鹽酸6重量份+雙氧水0. I重量份+過硫酸銨0. 2重量份+水100重量份，注入量控制為超低濃度瓜爾膠壓裂液體積用量的80%，注入速度控制為1-2方/分鐘，注完破膠液后關(guān)井2-4小時(shí)，之后控制井口液流速度0. 2-0. 5方/小時(shí)排液，使壓裂液返排至地面，完成壓裂作業(yè)。三口井的壓裂液用量、加砂量以及壓裂效果數(shù)據(jù)如表I所示。表I中的壓裂液用量是指單獨(dú)加入的壓裂液以及通過攜砂液加入的壓裂液的用量之和。從表I的壓裂結(jié)果數(shù)據(jù)來看壓裂液的破膠水化徹底，返排率平均大于80%，增產(chǎn)效果大于40%，由此可以看出，采用本發(fā)明所提供的超低濃度瓜爾膠壓裂液用于煤層氣井的壓裂具有成本低、增產(chǎn)效果顯著、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。表I
權(quán)利要求
1.一種超低濃度瓜爾膠壓裂液，以重量份計(jì)，該壓裂液包括瓜爾膠0. 15重量份，氟碳活性劑0. I重量份，粘土穩(wěn)定劑I重量份，殺菌劑0. 05重量份，交聯(lián)劑0. 5重量份，交聯(lián)促進(jìn)劑0. I重量份，水100重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓裂液，其中，所述氟碳活性劑為FC-9氟碳活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓裂液，其中，所述粘土穩(wěn)定劑為氯化鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓裂液，其中，所述殺菌劑為1227殺菌劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓裂液，其中，所述交聯(lián)劑為TMJP-10交聯(lián)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓裂液，其中，所述交聯(lián)促進(jìn)劑為TM-3交聯(lián)促進(jìn)劑。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的超低濃度瓜爾膠壓裂液的制備方法，其包括以下步驟 將瓜爾膠、氟碳活性劑、粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑與水混合，得到瓜爾膠原膠液； 在使用前，向所述瓜爾膠原膠液中加入交聯(lián)劑和交聯(lián)促進(jìn)劑，得到所述超低濃度瓜爾膠壓裂液。
8.—種低溫煤層氣井壓裂方法，其包括以下步驟 向煤層氣井中注入權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的超低濃度瓜爾膠壓裂液，壓裂液的注入速度控制為3-4方/分鐘； 向煤層氣井中注入攜砂液，攜砂液的注入速度控制為3-4方/分鐘； 當(dāng)攜砂液全部達(dá)到地層后，以1-2方/分鐘的速度向煤層氣井中注入破膠液，該破膠液的用量為超低濃度瓜爾膠壓裂液體積總量的80%，使所述超低濃度瓜爾膠壓裂液返排至地面，完成壓裂。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低溫煤層氣井壓裂方法，其中，所述攜砂液由權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的壓裂液和砂子組成；所述攜砂液的含砂量為10-50%，以所述壓裂液的質(zhì)量計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的低溫煤層氣井壓裂方法，其中，以重量份計(jì)，所述破膠液的組成為鹽酸6重量份，雙氧水0. I重量份，過硫酸銨0. 2重量份，水100重量份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超低濃度瓜爾膠壓裂液及低溫煤層氣井壓裂方法。以重量份計(jì)，該壓裂液包括瓜爾膠0.15重量份，氟碳活性劑0.1重量份，粘土穩(wěn)定劑1重量份，殺菌劑0.05重量份，交聯(lián)劑0.5重量份，交聯(lián)促進(jìn)劑0.1重量份，水100重量份。本發(fā)明還提供一種低溫煤層氣井壓裂方法，其包括以下步驟向煤層氣井中注入上述超低濃度瓜爾膠壓裂液；向煤層氣井中注入攜砂液；當(dāng)攜砂液全部達(dá)到地層后，以1-2方/分鐘的速度向煤層氣井中注入破膠液，該破膠液的用量為超低濃度瓜爾膠壓裂液體積總量的80％，使所述超低濃度瓜爾膠壓裂液返排至地面，完成壓裂。采用上述超低濃度瓜爾膠壓裂液用于煤層氣井的壓裂具有成本低、增產(chǎn)效果顯著、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C09K8/68GK102977876SQ201210500709
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者李玉魁 申請人:北京九尊能源技術(shù)股份有限公司