[发明专利]一种低温压裂液

说明书

 技术领域                                       

     本发明涉及一种用于低温油气井（包括页岩气和煤层气）压裂增产工艺中所使用的压裂液，具体说是以杂交胡芦巴胶粉为增稠剂、硼酸酯为交联剂的一种低温压裂液。

 

背景技术

　　

    在油气井压裂改造过程中，现有技术所使用的压裂液主要是以高分子植物胶（如瓜尔胶及其衍生物）为增稠剂的高粘度弹性压裂液，以便有足够的粘度和良好的抗剪切性能，以实现携带支撑剂进入地层并实现支撑裂缝。压裂液在压裂施工结束后必须破胶成低粘度液体，以便液体能顺利返排至地面，为地层原油和天然气腾出通道。

而现有技术所采用的使压裂液破胶的方法主要为化学氧化破胶法和生物降解法。

生物降解法采用生物酶技术，通过特定的酶来破坏植物胶压裂液中高分子多糖，使增稠剂高分子降解为低分子而实现破胶。但生物酶对储存环境要求高、受现场条件影响大，实际应用时很难达到实验室的效果；而且成本极高，因而在实际应用中受到限制。

化学氧化破胶法主要采用过硫酸盐，如过硫酸铵、过硫酸钠，通过过硫酸盐在地层一定的温度下分解释放氧而对增稠剂中高分子多糖产生降解、实现破胶。

化学氧化破胶法是目前以高分子植物胶为增稠剂的植物胶压裂液最常用、最有效的方法。但过硫酸盐存在一个显著的特点是：所有的过硫酸盐的分解速度、分解率受温度的影响，当温度低于45℃时，过硫酸盐的分解速度和分解率极大幅度下降。因此，在低于45℃以下的低温油气井改造中，单独依靠过硫酸盐破胶已无法达到压裂液破胶的要求。为了提高低温条件下的破胶，国内外采用添加还原剂，如亚硫酸钠、焦亚硫酸钠来提高过硫酸盐在低温下的释放能力，并加大过硫酸盐的用量。但即使如此，在温度低于30℃以下时，这种手段仍然无法达到压裂液破胶的要求。

而且，过硫酸盐为酸性物质，加大用量会对压裂液的交联及粘度产生不良影响，而且在压裂过程中始终降低着压裂液的粘度，影响着施工的可靠性。另外，这种依靠过硫酸盐破胶的压裂液，在低温地层中所形成的滤饼及其周围的浓缩液不能破胶或只有部分破胶，在地层支撑裂缝中容易残留高分子，对支撑裂缝造成严重的污染。

发明内容

　　　

    本发明的目的在于提供一种以杂交胡芦巴胶粉作为增稠剂、硼酸酯为交联剂的低温压裂液。

本发明的特殊之处在于：

1、本发明采用一种杂交胡芦巴胶及其衍生物，这种杂交胡芦巴胶来源于以胡芦巴为母本、以瓜尔豆为父本的杂交产物的胚乳，其综合了胡芦巴胶及瓜尔胶的优良特性、分子量介于2×105－3×105之间，其分子结构式为：

 　　　其中n值为：100≤n≤150

2、本发明采用硼酸与多羟基有机物形成的硼酸酯为交联剂，交联剂在碱性交联压裂液进入地层后会逐步水解、并释放出酸性物质以降低压裂液的pH值，使硼交联体系减弱或破坏。同时，本发明通过利用地层中的钙镁离子与增稠剂形成平面的、非网状的络合，排斥硼与增稠剂的网状交联作用；随着压裂液中交联剂水解使压裂液的pH值降低、硼与增稠剂的交联作用减弱，钙镁的络合能力逐渐大于硼的交联作用、并置换硼与增稠剂的交联。通过这两方面的作用可完成压裂液的破胶。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

　　一种低温压裂液，其特征在于：该低温压裂液是具有如下成份及重量份的混合物：

          清水：                                 99.82 ～70.5份

      杂交胡芦巴胶粉：                        0.15～0.8份

　　    硼酸酯：                                0.03～20.0份

　  　原油破乳剂：　　　　　　　　0～1.0份

　　    助排剂：　　　　　　　　　0～2.0份

　    　起泡剂：　　　　　　　　　0～2.0份

　   　杀菌剂：　　　　　　　　　 0～1.0份

　  　粘土稳定剂:                                0～2.0份

　　过氧化物　　　　　　　　　　0～0.2份

　　还原剂　　　　　　　　　　　　　0～0.5份

　　其生产工艺过程为：