[发明专利]常压混砂准干法压裂方法、所用压裂液、制备方法及应用

说明书

一种常压混砂准干法压裂方法、所用压裂液、制备方法及应用，该常压混砂准干法压裂方法，是指利用水基压裂液增稠剂体系材料增稠后的水基压裂液，同时携带二氧化碳干法压裂液增稠剂体系材料，再进行常压混砂，然后按设计比例与二氧化碳干法压裂液中的液体二氧化碳结合，液体CO₂增稠后两相协同作用，形成具有足够粘度和结构的混合液相，成为常压混砂准干法压裂液，进行减阻携砂一体化压裂施工。本发明的常压混砂准干法压裂方法和常压混砂准干法压裂液，无需专用密闭混砂设备，常压混砂，配制方便；减阻携砂一体化应用，同时配制减阻液和携砂液；低伤害甚至无伤害，有利于储层保护；增产效果优异，性价比高。

技术领域

本发明属于压裂增产技术领域，具体涉及水基压裂与二氧化碳干法压裂有机结合的压裂方法，即常压混砂准干法压裂方法、常压混砂准干法压裂液、其制备方法及其在油气田中的应用。

背景技术

压裂的目的是在储层中形成具有导流能力的裂缝，采用的压裂液在很大程度上决定了压裂效果。同时对压裂液的粘度有一定的要求，使其在压裂后能成为低粘度的流体而容易返排，以避免对储层中的油气层造成损坏。

目前采用的常规压裂方式主要包括油基压裂、水基压裂和二氧化碳干法压裂(以下简称“干法压裂”)等。其中油基压裂成本高、安全性差和环保问题突出，在压裂方式中占比较低；水基压裂具有成本较低、安全性较高和施工方便等优点，目前使用最为广泛，但由于水敏、水锁效应等影响，对地层伤害普遍较高，增产效果不够理想；干法压裂具有无水相污染、无残渣、低伤害甚至无伤害和增能作用等优势，但由于需要专用高压混砂设备以及不能高效增稠而无法大量携砂，限制了其推广和应用。

现阶段国内外水基压裂液的配制方法和工艺均比较成熟，相关配套设备如配液车和压裂车组等均实现规模化和连续化操作施工，特别是针对页岩气水平井分段大型压裂施工等非常规油气藏的大规模体积改造均实现了压裂设备和配套设备的开发与应用。但是，在非常规油气藏如页岩油气、致密油气和煤层气等储层中，均表现出低孔、低压、低渗的“三低”特性，储层敏感性强，如水敏、水锁、应力敏感和温度敏感等，水基压裂液进入储层后不可避免地对储层产生不同程度的伤害，导致油气产量大幅衰减，最终增产效果不尽人意。另一方面，在干法压裂上，常规干法压裂设备无法配套使用，需要专用密闭混砂设备，但其研制、开发、使用和维护均需投入高昂费用，目前国内外仅有极少数大型装备生产企业具有相关专业设备的设计和制造能力。由于干法压裂液不能高效增稠，导致液体二氧化碳(以下简称“液体CO₂”)粘度低，砂比低、砂量少，难以足量携砂，同时泵送摩阻大，难以在储层形成有效裂缝。因此，设备、材料和成本等各种因素也限制了干法压裂的发展，干法压裂即使具有性能优势也无法大规模推广和应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种常压混砂准干法压裂方法以及常压混砂准干法压裂液(以下简称“准干法压裂液”)、其制备方法与应用，以期至少部分地解决上述现有相关技术中存在的至少部分技术问题。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种常压混砂准干法压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，保持水温10～40℃，按设计比例加入水基压裂液增稠剂体系材料和破胶剂配制成水基压裂液，所述水基压裂液占所述最终配制好的常压混砂准干法压裂液的10～40wt％；

步骤B，向步骤A配制的水基压裂液中加入设计比例的干法压裂液增稠剂体系材料并混合均匀；

步骤C，在步骤B的产物中加入设计砂比的支撑剂，混砂均匀后加压至设计压力；

步骤D，将占所述最终配制好的常压混砂准干法压裂液90～60wt％的液体CO₂加压至设计压力后，与步骤C得到的水基压裂液汇合并进一步增压至设计压力，迅速混合并热交换，体系温度达到-10～30℃，同时向其中加入干法压裂液增稠剂体系材料，使其进入液体CO₂中迅速溶解增稠，由此制得所述最终的常压混砂准干法压裂液。