解除压裂液污染的压裂工艺.pdf

本发明涉及一种石油开采技术，具体为一种解除压裂液污染的压裂工艺。解决了现有技术中存在的油井开采在水力压裂施工中压裂液对储层的伤害的问题。步骤包括将前置液注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液或隔离液，在上述过程中单独再注入二氧化氯生成物。可以比较彻底地消除地层裂缝中的滤饼和浓缩的压裂液。改善在裂缝中的支撑砂粒的导流能力，渗透率保持率可达90％以上。

1、  一种解除压裂液污染的压裂工艺，其特征在于：步骤包括将前置液注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液或隔离液，在上述过程中单独再注入二氧化氯生成物。

2、  根据权利要求1所述的解除压裂液污染的压裂工艺，其特征在于：将前置液注入储油地层中，然后再注入二氧化氯生成物，再注入隔离液，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，最后再后续注入顶替液。

3、  根据权利要求1所述的解除压裂液污染的压裂工艺，其特征在于：首先将二氧化氯生成物注入储油地层中，再将前置液继续注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液。

4、  根据权利要求1所述的解除压裂液污染的压裂工艺，其特征在于：将前置液注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液或隔离液，然后待裂缝闭合后注入二氧化氯生成物，最后再注入顶替液，注入二氧化氯生成物的速度为0.1～1立方米/分的小排量。

5、  根据权利要求1所述的解除压裂液污染的压裂工艺，其特征在于：将前置液注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液或隔离液，然后在裂缝未闭合时注入二氧化氯生成物，最后再注入顶替液，注入二氧化氯生成物的速度为0.1～1立方米/分的小排量。

6、  根据权利要求1到5任意一项权利要求所述的解除压裂液污染的压裂工艺，其特征在于：二氧化氯生成物包括主剂和添加剂，主剂为亚氯酸钠或稳定性二氧化氯或氯酸钠，添加剂为酸性物质。

7、  根据权利要求6所述的解除压裂液污染的压裂工艺，其特征在于：酸性物质为磷酸、盐酸、氢氟酸、氨基磺酸、蚁酸、硫酸、酒石酸、草酸、柠檬酸及酸式盐。

8、  根据权利要求6所述的解除压裂液污染的压裂工艺，其特征在于：主剂还包括辅料防膨剂氯化钾、氯化氨；缓蚀剂磷酸三纳、氢氧化钠、三聚磷酸钠，添加剂的辅助原料有醋酸、碳酸氢钠、非离子表面活性剂。

解除压裂液污染的压裂工艺
技术领域
本发明涉及一种石油开采技术，具体为一种解除压裂液污染的压裂工艺。
背景技术
压裂技术是开发低渗透储量油田的最有效和最成熟的手段之一。其中水力压裂是一种使用非常广泛的方法，该方法是利用地面高压泵组将高粘液体(压裂液)以大大超过地层吸收能力的排量注入到油井中，并逐渐在油井中积累起高压。当油井中的液体压力大于井壁附近的地压力和岩石抗张强度后，井底附近的含油地层就会在压力的作用下产生裂缝，然后继续注入带有支撑物质(如砂粒)的携砂液，携砂液随即注入到裂缝中并随着裂缝的延伸而完全充入到裂缝中。然后撤除地面的压力，裂缝随即在地层压力下闭合，压裂液在地层的压力下从裂缝中挤出，而支撑物质即砂粒则留在裂缝中。石油从地层中慢慢渗出流到裂缝中，最后石油通过裂缝导出。这种办法可以提高油井和其它周围地层中流体的注入和采出速度。具体来说，压裂液是水力压裂改造油气层过程中的工作液。压裂液起着传递压力形成地层裂缝、并携带支撑物质进入裂缝的作用。压裂过程中注入井内的压裂液根据不同施工阶段的任务可分为前置液、携砂液、顶替液三种。压裂液主要由稠化剂、胶联液和其他添加剂组成。为了使在地层中形成的裂缝具有足够的长度、宽度和高度以便携砂液能够将足够的支撑物质带入到裂缝中，所以需要压裂液具有相当高的粘度。通常是加入聚合物提高粘度；而在压裂过程结束后需要及时将压裂液恢复到流动性好的低粘度状态，并从地层和裂缝中清除压裂液和聚合物，为了避免产生高粘度的压裂液继续和砂粒混合在一起而阻塞石油渗出的不良后果，一般在加注压裂液的同时混合加入破胶剂。破胶剂主要用来降解压裂液中起增稠作用的胶质，使胶质由大分子变成小分子，有利于压裂液压后减排，减少对储油层的损害。常用的破胶剂是酶和过硫酸盐等物质。为了使压裂液彻底破胶，则需要增加破胶剂的用量，但是如果用量过大又会导致压裂液粘度过早降低，不利于“携砂”并且会出现“砂堵”现象；而破胶剂添加量过少则压裂液粘度难以及时降低，不利于压裂液从砂粒中撤除，从而影响后续的采油。所以在采油施工中要求压裂液维持较高粘度与施工结束后快速降解压裂液彻底破胶始终是一种矛盾状态。其次在压裂过程中，压裂液向地层滤失是不可避免的，由于压裂液的滤失，在压裂形成的裂缝表面形成致密的滤饼，同时滤液流进地层的细小裂缝中形成浓缩压裂液，导致裂缝导流能力大大降低。压裂液一般选用羟丙基瓜尔胶交联冻胶，而其对裂缝导流能力的保持系数仅为10％——50％，如何提高压裂液对裂缝导流能力的保持系数是世界采油工业共同面临的难以彻底解决的问题。
二氧化氯是一种强氧化剂，对有机聚合物有很强的降解能力，同时它溶于烃类，但不与其反应生成氧化产物，这一特性是二氧化氯超出其它氧化技术的重要优点(超出过氧化氢10～100倍)，其性能远优于其它降粘剂或破胶剂。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的油井开采在水力压裂施工中压裂液对储层的伤害的问题而提供了一种解除压裂液污染的压裂工艺。
本发明是由以下技术方案实现的，一种解除压裂液污染的压裂工艺，步骤包括将前置液注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液或隔离液，在上述过程中单独再注入二氧化氯生成物。
具体有四种方案，第一种，将前置液注入储油地层中，然后再注入二氧化氯生成物，再注入隔离液，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，最后再后续注入顶替液。
第二种，首先将二氧化氯生成物注入储油地层中，再将前置液继续注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液或隔离液。
第三种，将前置液注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液或隔离液，然后待裂缝闭合后注入二氧化氯生成物，最后再注入顶替液。
第四种，将前置液注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入隔离液，然后在裂缝未闭合时注入二氧化氯生成物，最后再注入顶替液。
二氧化氯生成物如专利号为02146452.9中所述，第一步，二氧化氯生成物注入方法如下：主剂为亚氯酸钠，也可以采用稳定性二氧化氯(包括液态或固态)，或氯酸钠，辅料防膨剂如氯化钾、氯化氨等；缓蚀剂如磷酸三纳、氢氧化钠、三聚磷酸钠等。第二步，添加剂为磷酸，也可以是一元酸，如盐酸、氢氟酸、氨基磺酸、蚁酸等；也可以是硫酸、酒石酸、草酸等二元酸；也可以是柠檬酸等三元酸。以及在溶液中产生氢离子的酸式盐。辅助原料有醋酸、碳酸氢钠、非离子表面活性剂等。第三步注入，将以亚氯酸钠或氯酸钠或稳定性二氧化氯为主要成份的主剂加入主剂溶解罐中用水溶解，然后将以磷酸或其他酸为主要成份的添加剂注入到添加剂槽内。然后分别通过高压泵同时将主剂和添加剂注入到地层中即可。主剂和添加剂在井中发生反应生成具有强烈活性的二氧化氯，二氧化氯生成的浓度可以根据需要由添加剂和主剂的比例确定。由于二氧化氯生成反应发生在地下，所以不会有气体溢出，不会对人体造成伤害且不会发生爆炸，使用简单，安全可靠，方便高效。
其中二氧化氯生成物注入的时间可以选择在压裂施工结束时，或者待裂缝闭合后。上述时机的选择掌握是靠地面压力数据观察，初步施压阶段、裂缝产生阶段、撤除压力使裂缝挤压逐渐闭合阶段、及裂缝闭合压实阶段均可通过地面压力数据反应。
与现有技术相比，本发明改变了传统压裂工艺中将破胶剂和加入增稠剂的压裂液混合后注入地层，然后达到一定时间后破胶剂和压裂液中的胶状物质发生反应而破胶的常规思路，而是将压裂液、携砂液注入到地层裂缝中，然后再单独注入高效的具有破胶能力的物质，即能够产生二氧化氯的物质，该物质到达裂缝中后会立即生成二氧化氯，其能迅速氧化分解压裂液中的高分子聚合物，其性能远优于其它降粘剂和破胶剂。可以比较彻底地消除地层裂缝中的滤饼和浓缩的压裂液。改善在裂缝中的支撑砂粒的导流能力，渗透率保持率可达90％以上。
具体实施方式
一种解除压裂液污染的压裂工艺，步骤包括将前置液注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液或隔离液，在上述过程中单独再注入二氧化氯生成物。
具体有四种方案，第一种，将前置液注入储油地层中，然后再注入二氧化氯生成物，再注入隔离液，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，最后再后续注入顶替液。
第二种，首先将二氧化氯生成物注入储油地层中，在将前置液继续注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液。
第三种，将前置液注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液或隔离液，然后待裂缝闭合后注入二氧化氯生成物，最后再注入顶替液。注入二氧化氯生成物的速度为0.1～1立方米/分的小排量。
第四种，将前置液注入储油地层中，当储油地层中出现裂缝时继续注入携砂液，再后续注入顶替液或隔离液，然后在裂缝未闭合时注入二氧化氯生成物，最后再注入顶替液。注入二氧化氯生成物的速度为0.1～1立方米/分的小排量。
二氧化氯生成物包括主剂和添加剂，主剂为亚氯酸钠或稳定性二氧化氯或氯酸钠，添加剂为酸性物质。酸性物质为磷酸、盐酸、氢氟酸、氨基磺酸、蚁酸、硫酸、酒石酸、草酸、柠檬酸及酸式盐。主剂还包括辅料防膨剂氯化钾、氯化氨；缓蚀剂磷酸三纳、氢氧化钠、三聚磷酸钠，添加剂的辅助原料有醋酸、碳酸氢钠、非离子表面活性剂。