一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，包括收集返排液、酸化、堿中和、制備基液、制備凍膠等步驟。本發(fā)明解決了目前壓裂施工規(guī)模大，壓裂液用量增大，大量排出的壓裂返排液對環(huán)境污染等問題。本發(fā)明方法社會價值高、經(jīng)濟實用、成本低，降低了壓裂返排液對環(huán)境的污染，可大量節(jié)約水資源，尤其適用于缺水地區(qū)。
【專利說明】一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及石油天然氣開采中增加石油天然氣產(chǎn)量的一種壓裂液，具體涉及一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法。
【背景技術】
[0002]天然氣開采壓裂需要使用壓裂液，壓裂液有大約50%返排回地面而不重復利用。隨著天然氣不斷地被開采，開采難度逐漸加大，幾乎每口氣井都需要進行水力壓裂，而且每口井壓裂液量不斷增大，這樣需要的水量增加，特別是在缺水地區(qū)，給本來就緊張的水資源增加了負擔。如果能把壓裂返排液重復利用，將緩解緊張的水資源的矛盾，既能節(jié)約材料、降低成本，同時也減少壓裂液對環(huán)境的污染。
[0003]石油天然氣壓裂增產(chǎn)主要采用改性瓜爾膠壓裂液體系，該體系需要采用大量水及產(chǎn)生大量廢水。而改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法能處理壓裂產(chǎn)生的廢水，同時處理水能用來配制壓裂液而達到重復利用。
[0004]目前，對壓裂返排液的幾種處理方式:一是罐車拉到回注井回注入地層；二是罐車拉到廢水處理廠處理達到國家排放標準后再用罐車拉到回注井回注入地層；但它們都存在成本高、污染環(huán)境等問題。
[0005]現(xiàn)有技術對壓裂液重復利用的方法是對低分子瓜爾膠壓裂液重復利用方法，而低分子瓜爾膠壓裂液重復利用方法是用于低分子瓜爾膠壓裂液體系。但低分子瓜爾膠壓裂液由于種種缺點而不能普遍應用?，F(xiàn)在石油天然氣增產(chǎn)的壓裂液主要是用改性瓜爾膠壓裂液體系。本發(fā)明的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法用于改性瓜爾膠壓裂液體系。所以一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法的應用普遍性及價值遠遠大于低分子瓜爾膠壓裂液重復利用方法。
[0006]改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法是在絕大多數(shù)油氣田現(xiàn)有壓裂液體系的基礎上進行的，其技術及經(jīng)濟適應性強，容易推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了解決目前壓裂施工規(guī)模大，壓裂液用量增大，大量排出的壓裂返排液對環(huán)境污染等問題，而提出的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，它社會價值高、經(jīng)濟實用、成本低，降低了壓裂返排液對環(huán)境的污染。
[0008]一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，包括以下步驟:
[0009](I)收集返排液:收集改性瓜爾膠壓裂液的返排液；
[0010](2)酸化:對收集的改性瓜爾膠壓裂液返排液用酸處理，得到處理液甲；
[0011](3)堿中和:處理液甲用堿中和得處理液乙；
[0012](4)制備基液:在處理液乙中加入改性瓜爾膠及其它化學劑得到基液；
[0013](5)制備凍膠:使用上述基液加入交聯(lián)劑及助劑，交聯(lián)得到凍膠；
[0014](6)完成壓裂施工:使用上述凍膠作為壓裂前置液或攜砂液，完成壓裂施工。[0015]步驟⑵中所述的酸化為:加入工業(yè)鹽酸，加入比例鹽酸以重量“公斤”計、返排液以體積“升”計，兩者比例為:工業(yè)鹽酸:返排液=0.05?5: 100。
[0016]步驟(2)優(yōu)選方案為工業(yè)鹽酸:返排液=2.5?5: 100，待工業(yè)鹽酸分散均勻，液體自然沉降，得到處理液甲。
[0017]所述步驟(3)堿中和為:加入堿中和至pH為5?9。
[0018]所述步驟⑷制備基液中:
[0019]所述其它化學劑包括:粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑、助排劑、起泡劑；
[0020]處理液乙以體積“升”為單位，其它成份以重量“公斤”為單位，按以下比例配方配制基液:
[0021]處理液乙:改性瓜爾膠:粘土穩(wěn)定劑:殺菌劑:助排劑:起泡劑=100: O?0.50: O?2: O?0.5: O?1: O?2。優(yōu)選比例為，處理液乙:改性瓜爾膠:粘土穩(wěn)定劑:殺菌劑:助排劑:起泡劑=100: 0.35?0.55: O?2: O?0.5: O?1: O?I ;
[0022]所述步驟(5)制備凍膠為:
[0023]基液與交聯(lián)劑的體積比為100: 0.3?I ;
[0024]所述交聯(lián)劑由A、B 二種組分組成，A為硼酸鹽、強堿化合物及配位體化合而成，配位體為醋酸、醇胺(二乙醇胺、三乙醇胺)、多元醇；B為強堿和酒石酸銻鉀的水溶液組成；A、B劑體積比為10: 0.5?4;
[0025]所述助劑為堿性化學劑，基液以體積“升”為單位，助劑以重量“公斤”為單位，力口量為:基液:助劑=100: O?I。
[0026]本發(fā)明提供了更優(yōu)選的技術方案，其中，步驟(2)中所述的酸化為:加入工業(yè)鹽酸，加入比例鹽酸以重量“公斤”計、返排液以體積“升”計，兩者比例為:工業(yè)鹽酸:返排液=2.5-5: 100 ;待工業(yè)鹽酸分散均勻，液體自然沉降，得到處理液甲；
[0027]所述步驟⑶為:加入堿中和至pH為6.5?7.5,堿選自碳酸鈉、氫氧化鈉；
[0028]步驟⑷制備基液中，優(yōu)選控制基液pH為6.5?7.5 ;處理液乙:改性瓜爾膠:粘土穩(wěn)定劑:殺菌劑:助排劑:起泡劑=100: 0.30?0.50: O?2: 0.3?0.5: 0.1?I: O ?0.5 ;
[0029]所述步驟(5)制備凍膠為:基液與交聯(lián)劑的體積比為100: 0.5-1 ；
[0030]所述交聯(lián)劑由A、B 二種組分組成，A為硼酸鹽、強堿化合物及配位體化合而成，配位體為醋酸、醇胺(二乙醇胺、三乙醇胺)、多元醇；B為強堿和酒石酸銻鉀的水溶液組成；A、B劑體積比為10: 1-3 ；
[0031]基液以體積“升”為單位，助劑以重量“公斤”為單位，加量為:基液:助劑=100: 0.5-1 ；
[0032]所述助劑為碳酸鈉、氫氧化鈉。
[0033]所述步驟(4)制備基液中:
[0034]粘土穩(wěn)定劑優(yōu)選為氯化鉀或氯化銨；
[0035]殺菌劑優(yōu)選為甲醛、戊二醛；
[0036]助排劑可采用采油中用于提高壓裂液排液性能的化學劑；
[0037]起泡劑可采用提高壓裂液泡沫性能的化學劑。[0038]處理液加乙:改性瓜爾膠:粘土穩(wěn)定劑:殺菌劑:助排劑:起泡劑的最優(yōu)選比例為 100: 0-0.35: 0-0.5: 0.1: 0.1: 0-0.5 ；
[0039]助排劑優(yōu)選為:40%十二烷基季胺鹽、10%脂肪醇聚氧乙烯醚、1%低碳的氟碳表面活性劑和水的復配物；
[0040]起泡劑優(yōu)選為十二烷基硫酸鈉、十四烷基磺酸鈉和水的復配物。
[0041]本發(fā)明所述改性瓜爾膠不包括低分子瓜爾膠。
[0042]一種改性瓜爾膠壓裂液是指使用低分子瓜爾膠之外的改性瓜爾膠作為稠化劑配制壓裂液的統(tǒng)稱。一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法是對一種改性瓜爾膠壓裂液的壓裂液進行處理，以及用處理水配制壓裂液的方法。
[0043]一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法的應用普遍性及經(jīng)濟、社會價值遠遠大于低分子瓜爾膠壓裂液重復利用方法。之所以如此是由于一種改性瓜爾膠壓裂液的應用普遍性遠遠高于低分子瓜爾膠體系。一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法的優(yōu)點是針對低分子瓜爾膠壓裂液重復利用方法的。
[0044]石油天然氣開采需要使用壓裂液來增加石油天然氣的產(chǎn)量。一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法是用于石油天然氣開采中增加石油天然氣的產(chǎn)量。
[0045]本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點:
[0046]本發(fā)明的改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法是在絕大多數(shù)油氣田現(xiàn)有壓裂液體系的基礎上進行的，其技術及經(jīng)濟適應性強，容易推廣。
[0047]本發(fā)明的改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法配制壓裂液節(jié)約了大量水資源，特別是針對目前壓裂施工規(guī)模大，壓裂液用量增大。解決了大量排出的壓裂返排液的環(huán)境問題；本發(fā)明的改性瓜爾膠壓裂液的重復利用降低了成本:①降低了壓裂液基液的材料成本，處理液中只需補充部分添加劑即可降低了返排液的處理成本，以前要處理達到排放標準后回注，而現(xiàn)在只需要在排放現(xiàn)場簡單處理；③節(jié)省了回注費用，而且隨著回注井壓力增大該費用在不斷增高；④省去了返排液及回注水運輸費用降低了現(xiàn)有技術對環(huán)境的污染；⑥可大量節(jié)約水資源，尤其適用于缺水地區(qū)。
【具體實施方式】
[0048]實施例1
[0049]I)在壓裂井現(xiàn)場用大型容器收集改性瓜爾膠壓裂液的返排液；
[0050]2)對收集的返排液按其體積加入0.05%?5%重量的工業(yè)鹽酸，待工業(yè)鹽酸分散均勻，液體自然沉降，得到處理液甲；
[0051]3)使用處理液甲，加入堿中和至pH為5?9，得到處理液乙。其中堿為碳酸鈉、氫氧化鈉或其它堿性化學劑；
[0052]4)處理液乙以體積“升”為單位，其它成份以重量“公斤”為單位，按以下比例配方配制基液:處理液乙100+0.35?0.55改性瓜爾膠+0?2粘土穩(wěn)定劑+0?0.5殺菌劑+0?I助排劑+0?2起泡劑配制壓裂液基液，控制基液pH為5?9。其中粘土穩(wěn)定劑為氯化鉀或氯化銨，殺菌劑為甲醛、戊二醛或其它殺滅細菌的化學劑，助排劑為采油中用于提高壓裂液排液性能的化學劑，起泡劑為提高壓裂液泡沫性能的化學劑。
[0053]5)在壓裂施工中，使用上述基液加入交聯(lián)劑及助劑交聯(lián)得到凍膠作為壓裂前置液或攜砂液，完成壓裂施工。其中交聯(lián)劑為A、交聯(lián)劑B 二種組分組成，A、B劑體積比為10比0.5?4 ;交聯(lián)劑A為硼酸鹽、強堿化合物及配位體化合而成，配位體為醋酸、醇胺(二乙醇胺、三乙醇胺)、多元醇；交聯(lián)劑B為強堿和酒石酸銻鉀組成。助劑為碳酸鈉、氫氧化鈉或其它堿性化學劑。
[0054]實例2:
[0055]大牛地氣田DPS33井壓裂返排液進行處理，配制壓裂液用于DPT-44井壓裂，獲得20.5萬方/天好的增產(chǎn)效果。
[0056]具體應用:
[0057]于DPS-33井井場收集壓裂返排液700余方，按5公斤工業(yè)鹽酸:100升返排液比例加入鹽酸，靜置24小時，得處理液甲；
[0058]取處理液甲清液在攪拌下加入工業(yè)碳酸鈉，直到液體pH值為6.5?7.5，得處理液乙；再按100升處理液乙加入改性瓜爾膠0.35公斤，殺菌劑0.1公斤，助排劑0.1公斤，起泡劑0.5公斤比例，配制壓裂液基液600方；
[0059]按100升上述基液，加入0.5升混合交聯(lián)劑(體積比為10份交聯(lián)劑A比3份交聯(lián)劑B混合而成)得到凍膠，共配制凍膠560方用于大牛地氣田DPT-44井壓裂施工。
[0060]實例3:
[0061 ] 大牛地氣田DP90S井壓裂返排液進行處理，配制壓裂液用于DPH-111井壓裂，獲得16.7萬方/天好的增產(chǎn)效果。
[0062]具體應用:
[0063]于DP90S井井場收集壓裂返排液1500余方，按2.5公斤工業(yè)鹽酸:100升返排液比例加入鹽酸，靜置24小時，得處理液甲；
[0064]取處理液甲清液在攪拌下加入工業(yè)碳酸鈉，直到液體pH值為6.5?7.5，得處理液乙；再按100升處理液加入改性瓜爾膠0.35公斤，粘土穩(wěn)定劑(氯化鉀)0.50公斤，殺菌劑
0.1公斤，助排劑0.1公斤，配制壓裂液基液1300方；
[0065]按100升上述基液，加入0.75升混合交聯(lián)劑(體積比為10份交聯(lián)劑A比I份交聯(lián)劑B混合而成)及0.7升助劑得到凍膠，共配制凍膠1200方用于大牛地氣田DPH-1ll井
壓裂施工。
[0066]以上應用實例的化學劑為以下產(chǎn)品:
[0067]改性瓜爾膠為山東東營大誠化工有限公司生產(chǎn)羥丙劑瓜爾膠HPG ；
[0068]殺菌劑為工業(yè)甲醛；
[0069]助排劑為北京天合富華科技有限公司生產(chǎn)的助排劑DL-12 ；
[0070]起泡劑為新鄉(xiāng)市華林化工有限公司生產(chǎn)的起泡劑YFP-1。
【權利要求】
1.一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，其特征在于包括以下步驟: (1)收集返排液:收集改性瓜爾膠壓裂液的返排液； (2)酸化:對收集的改性瓜爾膠壓裂液返排液用酸處理，得到處理液甲； (3)堿中和:處理液甲用堿中和得處理液乙； (4)制備基液:在處理液乙中加入改性瓜爾膠及其它化學劑得到基液； (5)制備凍膠:使用上述基液加入交聯(lián)劑及助劑，交聯(lián)得到凍膠； (6)完成壓裂施工:使用上述凍膠作為壓裂前置液或攜砂液，完成壓裂施工。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，其特征在于步驟(2)中所述的酸化為:加入工業(yè)鹽酸，加入比例鹽酸以重量“公斤”計、返排液以體積“升”計，兩者比例為:工業(yè)鹽酸:返排液=0.05~5: 100。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，其特征在于:工業(yè)鹽酸:返排液=2.5~5: 100，待工業(yè)鹽酸分散均勻，液體自然沉降，得到處理液甲。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，其特征在于所述步驟⑶堿中和為:加入堿中和至pH為5~9。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，其特征在于所述步驟⑷制備基液中: 所述其它化學劑包括:粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑、助排劑、起泡劑； 處理液乙以體積“升”為單位，其它成份以重量“公斤”為單位，按以下比例配方配制基液: 處理液乙:改性瓜爾膠:粘土穩(wěn)定劑:殺菌劑:助排劑:起泡劑=100: O~0.50: O ~2: O ~0.5: O ~1: O ~2。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，其特征在于所述步驟⑷制備基液中:處理液乙以體積“升”為單位，其它成份以重量“公斤”為單位，按以下比例配方配制基液: 處理液乙:改性瓜爾膠:粘土穩(wěn)定劑:殺菌劑:助排劑:起泡劑=100: 0.35~0.55: O ~2: O ~0.5: O ~1: O ~I。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，其特征在于所述步驟(5)制備凍膠為: 基液與交聯(lián)劑的體積比為100: 0.3~I ; 所述交聯(lián)劑由A、B 二種組分組成，A為硼酸鹽、強堿化合物及配位體化合而成，配位體為醋酸、醇胺(二乙醇胺、三乙醇胺)、多元醇；B為強堿和酒石酸銻鉀的水溶液組成；A、B劑體積比為10: 0.5~4; 所述助劑為堿性化學劑，基液以體積“升”為單位，助劑以重量“公斤”為單位，加量為:基液:助劑=100: O~I。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，其特征在于: 步驟⑵中所述的酸化為:加入工業(yè)鹽酸，加入比例鹽酸以重量“公斤”計、返排液以體積“升”計，兩者比例為:工業(yè)鹽酸:返排液=2.5~5: 100 ;待工業(yè)鹽酸分散均勻，液體自然沉降，得到處理液甲； 所述步驟(3)為:加入堿中和至pH為6.5~7.5,堿選自碳酸鈉、氫氧化鈉；步驟(4)制備基液中，優(yōu)選控制基液pH為6.5~7.5 ;處理液乙:改性瓜爾膠:粘土穩(wěn)定劑:殺菌劑:助排劑:起泡劑=100: 0.30~0.50: O~2: 0.3~0.5: 0.1~I: O ~0.5 ; 所述步驟(5)制備凍膠為:基液與交聯(lián)劑的體積比為100: 0.5-1 ； 所述交聯(lián)劑由A、B 二種組分組成，A為硼酸鹽、強堿化合物及配位體化合而成，配位體為醋酸、醇胺(二乙醇胺、三乙醇胺)、多元醇；B為強堿和酒石酸銻鉀的水溶液組成；A、B劑體積比為10: 1-3 ； 基液以體積“升”為單位，助劑以重量“公斤”為單位，加量為:基液:助劑=100: 0.5-1 ； 所述助劑為碳酸鈉、氫氧化鈉。
9.根據(jù)權利要求1-8之一所述的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，其特征在于: 所述步驟(4)制備基液中: 所述其它化學劑包括:粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑、助排劑、起泡劑；其中: 粘土穩(wěn)定劑為氯化鉀或氯化銨； 殺菌劑為甲醛、戊二醛； 助排劑為采油中用于提高壓裂液排液性能的化學劑； 起泡劑為提高壓裂液泡沫性能的化學劑。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，其特征在于: 所述步驟(4)制備基液中: 處理液加乙:改性瓜爾膠:粘土穩(wěn)定劑:殺菌劑:助排劑:起泡劑=100: 0-0.35: 0-0.5: 0.1: 0.1: 0-0.5 ； 所述助排劑為:40%十二烷基季胺鹽、10%脂肪醇聚氧乙烯醚、1%低碳的氟碳表面活性劑和水的復配物；` 所述起泡劑為十二烷基硫酸鈉、十四烷基磺酸鈉和水的復配物。
11.根據(jù)權利要求10所述的一種改性瓜爾膠壓裂液的重復利用方法，其特征在于:所述改性瓜爾膠不包括低分子瓜爾膠。
【文檔編號】E21B43/26GK103742118SQ201410030106
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權日:2014年1月23日
【發(fā)明者】鄭助華 申請人:鄭助華