[发明专利]一种压裂酸化用助排剂

说明书

本发明涉及一种压裂酸化用助排剂的助排方法，助排方法为将助排剂的各个组分通过至少具有输入单元、注入单元和控制单元的混合装置以分时异步的方式混合并注入油气井中，输入单元基于控制单元的控制信息将组分通过与其流动特征参数匹配的指定输入管线以增压的方式分时输入注入单元中，注入单元包括设置有第一混合器、第二混合器和第三混合器的混合孔道和至少一个设置在孔壁上的输入孔，注入单元基于控制单元对组分的流动特征参数和助排剂的组分配比进行分析生成的与时间相关的控制信息按照分时注入的组分的指定喷射速率、指定喷射时间和/或同时注入至少两种组分之间的指定速率比例将组分注入油气井中。本发明的助排方法明显提高助排效果。

技术领域

本发明涉及一种压裂酸化用助排剂领域，尤其涉及一种压裂酸化用助排剂的助排方法。

背景技术

对于酸化压裂工艺而言，在施工现场达到助排剂的最佳理论返排率是一个巨大的挑战。技术难点在于如何提高助排剂与酸化压裂液及其需要添加的各种其他添加剂的混合程度，并且不能影响酸化压裂液整体的稳定性。与实验室相比，施工现场各要素中时间和成本是最重要的，如何在最少的时间内花费最少的成本得到最好的混合效果是一个值得研究的问题。

压裂酸化工艺是低渗、特低渗油气藏储层改造的重要措施，是实现致密油气藏有效开发的主导技术。如何提高压裂液返排率，降低压裂液对储层造成的水敏、水锁伤害，是提高压裂效果的关键因素之一。助排剂是采油压裂、酸化作业中必不可少的添加剂，它能降低表面张力、提高作业液的反排速度和反排率。助排剂的作用原理是表面活性剂在地层中可以降低岩石表面和水之间的界面张力并改变岩石表面的润湿性能，使岩石对水的润湿表面改变为非润湿表面从而降低地层毛细管压力，这样就有利于水基压裂液残液的排出。同时，水基压裂液进入储层可引起粘土矿化物水化膨胀、分散运移，残存的作业液体可能在地层毛细管的吸附作用下，造成对地层的伤害。地层压力一般不足以克服毛细管阻力，不能将作业液体从孔隙通道中排出，因而有必要使用助排剂来降低作业液体的表面和界面张力，减少毛细管压力并改变地层的润湿状况，既可使作业液体容易进入地层，降低挤入压力，又有利于作业液体的返排。

有数据显示在页岩气压裂中60～90％注入液体滞留在地层，其中大部分水封闭滞留在压裂裂缝周边和压裂缝隙中。这些封闭滞留液体会严重减少地层相对渗透率，减少产量。如何排出这些液体是个重要的问题。已有报道很多不同种助排剂用来排出压裂后的液体，减少相封闭。

中国专利CN105176511A公开了一种性能优良的酸化压裂液助排剂，具体公开了如下特征：一种性能优良的酸化压裂液助排剂，其特征在于，以烷基聚氧乙烯醚表面活性剂为主，脂肪酸聚氧乙烯醚为辅，与季铵盐进行复配，增强表面活性剂降低表面张力和油水界面张力的能力，同时加入脂肪醇和甲醇，起到增加油水互溶作用，或为提高表面张力利用率而起到牺牲剂的作用。然而该专利提供的酸化压裂液助排剂存在的问题是：(1)该助排剂使用了季铵盐，但是并未使用助溶剂，考虑到岩石表面通常带负电，阳离子表面活性剂易使岩石发生润湿反转阻碍原油顺利流出，季铵盐虽然在一定程度上提高了反排效率但是残留的季铵盐在生产过程中将大大减少原油产出量；(2)烷基酚聚氧乙烯醚为非离子表面活性剂，对酸碱及氧化剂都很稳定，不易水解，具良好的表面活性，但是其代谢物的浓度远低于水生物急剧毒性的最低限，20世纪80年代中期一些国家已经开始倡议支持限制或禁止使用该类表面活性剂。

目前酸化压裂液的混合都采用传统的方式，主要是先人工计算、称量，再将浓酸、清水及各种添加剂注入储液罐中，通过人工结合现场简单设备进行循环配酸，实现酸液的均匀混配。针对本发明的助排剂，这种方式存在很多问题，主要有：

(1)本发明压裂酸化用助排剂是一种多组分添加剂，当与酸化压裂液进行提前混配时，由于酸化压裂液整体体积很大并且黏度很高，所以不能很好的实现助排剂与酸化压裂液之间的混合，尤其是完全无法达到助排剂组分之间的完全混合，大大影响其反排效率。