[发明专利]一种提高高含量钙镁植物胶压裂液性能的方法

说明书

 

技术领域

　　

    本发明涉及一种提高高含量钙镁植物胶压裂液性能的方法，具体说是通过对含有高含量钙镁的压裂液用水进行检测、处理后用于油气田植物胶压裂液的配制，以提高压裂液性能的方法。

 

背景技术

　　　

    随着环境保护意识及节水节能要求的加强，伴随着油气田大规模的开发、海上油气田压裂施工的开展，国内外开始逐步利用含有高含量钙镁的地下水、海水、油气田（含煤层气田、页岩油气田）采出水、油气田（含煤层气田、页岩油气田）压裂返排液等替代传统的清洁地表水以配制水力压裂用压裂液。

　　在利用上述含有高含量钙镁的压裂液用水配制植物胶压裂液、尤其是交联基压裂液时，钙镁的存在会对压裂液性能造成以下方面的影响：

　　1、钙镁会抑制植物胶类高分子的溶胀与增粘：这是因为植物胶高分子如瓜尔胶、香豆胶、田菁胶及它们的衍生物均可通过分子链上的羟基或羧基与钙镁产生螯合并聚集、沉淀。

　　2、压裂液配制过程中，钙镁会与压裂液中所需的碱性物质产生沉淀，从而破坏压裂液的性能。

　　3、压裂液在进入地层后，随着温度的升高，钙镁也会产生沉淀，从而破坏压裂液的酸碱平衡，降低压裂液的耐温耐剪切能力。

　　因此，在利用上述含有高含量钙镁的压裂液用水配制植物胶压裂液时，必须消除或降低钙镁对压裂液性能的影响。

 

发明内容

　　

    本发明的目的是通过对含有高含量钙镁的压裂液用水进行检测，以确定水中钙镁离子含量，然后通过添加钙镁屏蔽剂、pH调节剂，，而提供一种提高高含量钙镁植物胶压裂液性能的方法。

　　为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

　　提供一种提高高含量钙镁植物胶压裂液性能的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

　　1、钙镁含量检测：

　　按SY/T 5523-2006《油气田水分析方法》分析压裂液用水中钙镁总含量，钙镁总含量“Ａ”换算为“毫克/毫升”单位计量。

　　2、钙镁屏蔽剂数量的确定与添加：

　　（1）数量的确定：依据前述“1、钙镁含量检测”检测的钙镁总量，按压裂液用水量的0.1Ａ%以上用量确定钙镁屏蔽剂的加量，以0.2Ａ－0.5Ａ%为最佳；其中： Ａ为水中钙镁总含量、按“毫克/毫升”单位计量。

　　（2）添加：将所需数量的钙镁屏蔽剂加入至压裂液用水中之后混合均匀。

　　3、植物胶压裂液的配制：

　　根据清水配制植物胶压裂液所要求的技术标准、以及相关植物胶的配制说明，在含有高含量钙镁的压裂液用水中进行配制。

　　4、pH调节剂数量的确定与添加：

　　（1）数量的确定：依据前述“1、钙镁含量检测”检测的钙镁总量，按压裂液用水的0.01Ａ－5.0Ａ%确定pH调节剂的加量；其中：Ａ为水中钙镁总含量、按“毫克/毫升”单位计量。

　　（2）在搅拌或循环的条件下慢慢加入pH调节剂，加完后混合均匀。

　　上述压裂液用水是指可用来配制压裂液的地下水、海水、油气田包括含煤层气田或页岩油气田采出水、油气田包括含煤层气田或页岩油气田压裂返排液。

    上述高含量钙镁压裂液用水是指钙镁离子总量大于0.1毫克/毫升的地下水、海水、油气田包括含煤层气田或页岩油气田采出水、油气田包括含煤层气田或页岩油气田压裂返排液。

    上述钙镁屏蔽剂是指三聚磷酸钠或三聚磷酸钾或六偏磷酸钠或六偏磷酸钾或EDTA或异抗血酸或异抗血酸钠或柠檬酸或柠檬酸钠或葡萄糖酸或葡萄糖酸钠或羟基亚乙基二膦酸或氨基三亚甲基膦酸或聚丙烯酸或聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾或水解马来酸酐或丙烯酸/丙烯酸甲酯二元共聚物或丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯酸甲酯三元共聚物或丙烯酸/丙烯酰胺甲基丙烷磺酸/次磷酸三元共聚物或木质素磺酸钠或木质素磺酸钾或单宁中的任意一种及它们中的任意组合而构成的混合物及水溶液。

    上述植物胶是指瓜尔胶或田菁胶或香豆胶或魔芋胶及瓜尔胶或田菁胶或香豆胶或魔芋胶的衍生物。

    上述植物胶压裂液是指利用瓜尔胶或田菁胶或香豆胶或魔芋胶及瓜尔胶或田菁胶或香豆胶或魔芋胶的衍生物配制的压裂液。

    上述pH调节剂为氨水或氢氧化钾或氢氧化钠或碳酸钠或碳酸氢钠或磷酸三钠类无机碱或一乙醇胺或三乙醇胺或甲酰胺或乙酰胺类有机胺中的任意一种及它们中的任意组合而构成的混合物及水溶液。