CN107090287B - 低粘度混合型压裂液、其应用和油气储层改造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低粘度混合型压裂液、其应用和油气储层改造方法。混合型压裂液是在压裂液中加有酸和活性剂，不加交联剂，粘度低，摩阻低，携砂能力强，其应用于油气储层改造过程中时，既能作为压裂液用，又能作为酸液用，使得压裂(或加砂压裂)和酸化两种储层改造方法可同时进行，一边压开储层，一边酸蚀被压开的储层裂缝壁面(滤失带)，裂缝宽的地方由这种混合型压裂液携带的砂子充填支撑，裂缝窄的地方或一些小的分支裂缝砂子进不去，但混合型压裂液里的酸能进去进行酸蚀和清洗，使得没有砂子支撑的裂缝部位也有一定的导流能力，加上活性剂的驱油功能，储层改造效果得以大大提高。

Description

低粘度混合型压裂液、其应用和油气储层改造方法

技术领域

本发明涉及一种加酸的混合型压裂液及其应用，尤其是低粘度的不交联的压裂液和酸(或酸和活性剂)混合，具有加砂压裂、酸化和驱油三种功能。本发明还涉及一种油气田储层的改造方法，尤其是一种在碎屑岩储层改造过程中，酸化、加砂压裂和驱油三种方式相结合并可同时进行的储层改造新方法。

背景技术

目前，碎屑岩储层的改造工艺是加砂压裂，其在油气田开发的储层改造中发挥着重要作用，其主要作用原理为：利用液体传压的原理，采用高压大排量的泵，将压裂液高压注入油层，以使井筒内压力逐渐升高，从而在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石的抗张强度时，便在井底附近地层产生裂缝：继续注入压裂液，裂缝向前延伸并填以砂子等支撑剂，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝，达到石油开采增产增注的目的。

虽然现有的方法可以通过水力在碎屑岩储层中压开一条缝，再用砂子支撑，可以增大泄流面积，提高油气产量。但是，目前压裂过程中常用的高粘度交联压裂液(冻胶)对压开的裂缝壁面有伤害(残胶堵塞)，而油气是从储层流出裂缝壁面进入裂缝再流入井筒，所以改善裂缝壁面的渗流能力很重要。另外是，现有的加砂压裂方法所压开的裂缝是楔形的，其裂缝远端太窄，砂子可能进不去，主裂缝边上的有些分支小裂缝也可能因为窄而导致砂子进不去，还有地层高温下压裂液的携砂性能问题(可能出现“砂堵”问题)，使得支撑剂(砂子)对裂缝的支撑效果难以达到预期，进而会影响裂缝的导流能力，导致最终对储层的改造难以达到预期的效果。

其中，现有加砂压裂技术要求压裂液的粘度高、滤失性低(例如加入降滤失剂)，以保证其具有较好的压裂性能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种低粘度混合型压裂液及其应用，其混合压裂液中加有酸(或酸和活性剂)，将加砂压裂和酸化技术相结合，一边压开储层形成一条裂缝，一边酸蚀裂缝壁面上的储层基质孔隙，提高裂缝壁面上储层的渗流能力；当这种混合型压裂液携带砂子时，对裂缝宽的地方起支撑作用，携带的酸对砂子无法达到的窄裂缝进行酸蚀和清洗，使得裂缝窄的地方也有一定的导流能力，储层改造效果得以大大提高。

本发明还提供一种加砂压裂和加酸酸化相结合并可同时进行的油气储层改造方法，其采用压裂液基质中加酸和加砂相结合的技术，一边压裂一边酸化，既可以利用压裂液基质携带的砂子对裂缝宽的地方起支撑作用，又可以利用压裂液基质携带的酸对砂子无法达到的窄裂缝进行酸蚀和清洗，使得裂缝窄的地方也有一定的导流能力，压裂液基质携带的酸对裂缝壁面上储层进行酸化，导致裂缝周围滤失带的渗流能力也提高，这样储层改造效果得以大大提高。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种低粘度混合型压裂液，其特征在于，其包括：

压裂液基质，其中含有质量百分比为0.1～0.8％的稠化剂；

酸，其浓度为所述压裂液基质质量的1～12％；

活性剂，其浓度为所述压裂液基质质量的0～10％；

砂子，其含量为所述压裂液基质体积的0％～50％。

即本发明提供的混合型压裂液，其在压裂液基质中还加有酸(或酸和活性剂)，使得其中同时含有酸和砂子，或只含酸(或酸和活性剂)，不含砂子。

较佳的，压裂液基质为不交联的压裂液，其中不加交联剂，表观粘度低于80毫帕秒(可用六速旋转粘度计每分钟100转测量)。

这种含酸的混合压裂液因为粘度低，有助于滤失进入裂缝壁面进行酸化，而传统上的压裂液是要求粘度高抗滤失。

本发明一个实施例的混合型压裂液，其中，所述酸为盐酸、或所述酸为盐酸和氢氟酸的混合。

本发明一个实施例的混合型压裂液，其中，具体应用时，酸为盐酸和氢氟酸的混合使用时，应注意，盐酸浓度与储层岩石中钙质含量正相关，氢氟酸浓度与其负相关。

本发明一个实施例的混合型压裂液，其中，所述酸中还加有所述压裂液基质质量0.1～2.5％的缓蚀剂。

较佳的，缓蚀剂浓度与酸浓度正相关。

加入缓蚀剂以避免腐蚀井筒，缓蚀剂可以是咪唑啉、炔氧甲基胺。咪唑啉、炔氧甲基胺可对酸影响井筒的腐蚀有效抑制，保护井筒。

本发明一个实施例的混合型压裂液，其中，所述砂子为石英砂或陶粒砂，所述砂子的大小为20～100目。

较佳的，砂子的含量为压裂液基质体积的5％～50％。

更优选地，砂子的含量为压裂液基质体积的17％～23％。此时所述的混合型压裂液具有足够好的压裂效果，而且，还具有良好的滤失性和降阻性能。

本发明一个实施例的混合型压裂液，其中，活性剂为十二烷基苯磺酸钠，或同类产品(如四聚丙烯苯磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠)。

较佳的，活性剂浓度为所述压裂液基质质量的2～9％；

更优选地，活性剂浓度为所述压裂液基质质量的3～6％。其中活性剂的功能增加酸岩反应速率和原油的流动性，具有驱油能力，能进一步提高产量。

本发明一个实施例的混合型压裂液，其中，压裂液基质为含有质量百分比为0.1～0.8％的稠化剂的水溶液作为压裂液基质，稠化剂为生物胶(微生物发酵而得的生物聚合物或聚多糖)，如黄原胶(由黄单胞杆菌Xanthomonas campestris发酵产生的细胞外酸性杂多糖)或其衍生物。本发明一个实施例的混合型压裂液，其中，压裂液基质中的稠化剂为不加交联剂的香豆胶或其衍生物。

其中，压裂液中的稠化剂(黄原胶或香豆胶或其衍生物)浓度与地层温度和/或酸浓度正相关。

较佳的，黄原胶非交联压裂液基质中的黄原胶浓度为0.1～0.8％。更佳的为0.4～0.6％。

较佳的，香豆胶非交联压裂液基质中的香豆胶浓度为0.1～0.8％。更佳的为0.4～0.6％。

本发明一个实施例的混合型压裂液，其中，压裂液中的稠化剂包括黄原胶和香豆胶，较佳的，二者的重量比为3:2，例如，压裂液中含有0.45％的黄原胶和0.3％的香豆胶。这些均可以提高混合型压裂液的携砂性能和降阻性能。

本发明还提供了上述任一种混合型压裂液在油气储层改造中的应用。

本发明一个实施例的混合型压裂液，其中，所述压裂液基质还含有质量百分比分别为0.001～0.003％的硼氢化钠、0.002～0.005％的氨基树脂、0.001～0.006％的甲基丙烯酸、0.03～0.1％的羟乙基纤维素。

其中，氨基树脂、羟乙基纤维素可进一步增加黄原胶非交联压裂液基质的粘度，作为辅助增稠剂，硼氢化钠可进一步增加压裂液的热稳定性；甲基丙烯酸可用于提高压裂液基质的粘度和稳定性。

本发明一个实施例的混合型压裂液，其中，所述压裂液基质在上述基础上还含有0.02～0.1％的氯化钾和0.005～0.01％的水杨酸盐。

其中，氯化钾、水杨酸盐可作为流体稳定剂使用，进一步增加压裂液基质的稳定性。

例如，在油气储层改造中作为滑溜水压裂液用，或作为前置压裂液用，也可作为携砂液用，同时也能作为储层酸化用的酸液用，还可作为驱油液用。

其中的油气储层指的是碎屑岩储层。

本发明还提供一种加砂压裂和加酸酸化相结合的油气储层改造方法，其是将加砂压裂与加酸酸化两种方式相结合，即压裂液中同时含有酸和砂子，两种方式同时进行储层改造；其中，压裂液采用如上所述的混合型压裂液，其是耐酸碱的。

本发明一个实施例的油气储层改造方法，其中，混合型压裂液是先在压裂液基质里加酸，后加砂子，使得压裂液中同时含有酸和砂子。借此，酸(或酸和活性剂)和砂子同时进入储层裂缝进行加砂压裂和酸化(并可同时驱油)。

本发明一个实施例的油气储层改造方法，其中，混合型压裂液加酸和加砂子是同时进行的，使得压裂液基质中同时含有酸和砂子。借此，酸(或酸和活性剂)和砂子同时进入储层裂缝进行加砂压裂和酸化(并可同时驱油)。

本发明一个实施例的油气储层改造方法，其中，混合型压裂液只在压裂液基质中加酸(或酸和活性剂)，不加砂子，作为滑溜水压裂液用，或作为前置压裂液用，或作为酸化用的酸液用，还可以作为驱油液用。

本发明一个实施例的油气储层改造方法，其中，加砂多时(即砂比高时)，酸浓度低(不加酸或少加酸)。

上述任一个实施例的油气储层改造方法，其中，油气储层可以为碎屑岩储层。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明的混合型压裂液，其是在压裂液中加有砂和酸(或酸和活性剂)，使得可以将加砂压裂和酸化(和驱油技术)相结合，将其应用于油气储层改造时，既能够利用压裂液携带的砂子对裂缝宽的地方起支撑作用，又可以利用压裂液携带的酸对砂子无法达到的窄裂缝进行酸蚀和清洗，使得裂缝窄的地方也有一定的导流能力，加上活性剂的驱油效果，储层改造效果得以提高。

本发明的加酸和加砂压裂相结合的油气储层改造方法，其采用加酸和加砂相结合的压裂技术，也就是在水力压裂过程中，令压裂液中既含有酸、又含有砂子，使得裂缝宽的地方，砂子能进去起支撑作用，裂缝窄的地方，压裂液携带的砂子进不去，但压裂液携带的酸能进去，酸能酸蚀裂缝和清洗裂缝，包括裂缝周围的滤失带，保证裂缝窄的地方也有一定的导流能力，这样将化学和物理方法相结合，就能保证所有裂缝和裂缝远端具有较好的导流能力，包括裂缝周围滤失带的渗流能力也会提高，储层改造效果得到大大提高。

具体实施方式

本发明的设计思路主要是：传统上的压裂液不能含酸，需要交联，粘度高，只具备加砂压裂功能，而本发明研制的混合型压裂液，不交联，粘度低，加酸(或酸和活性剂)后，具备有加砂压裂和酸化(和驱油)几种功能，加砂压裂和酸化可同时进行，改进了传统压裂工艺，尤其是，混合型压裂液里的酸还能进入原来采用传统压裂液携带的砂子进不去的窄裂缝，变无效裂缝为有效裂缝，大大增加储层改造范围和改造效果。

同时，传统的压裂液要求粘度高，追求在压裂过程中要抗滤失，而本发明的混合型压裂液因为含酸，粘度也低，在压裂开缝过程中需要滤失才能深入酸化裂缝壁面上的储层基质孔隙，这样就带来了压裂液理念(滤失性能)上的改变，克服了技术偏见。

本发明的混合型压裂液借助在不交联的低粘度压裂液中加入酸，在压裂开缝过程中利用低粘度压裂液具有的较高滤失性，使得酸深入酸化裂缝壁面上的储层基质孔隙，显著提高了压裂液的地层改造效果，克服了现有技术中压裂液不能具有滤失性、不能含酸的技术偏见。

其中的活性剂可以进一步增加酸的酸蚀反应效率，同时让这种混合型压裂液在注入和返排过程中具有驱油能力。现有技术中交联的高粘度压裂液是不能同时含有酸的，没有酸化功能，因为酸会严重破坏其悬砂能力，影响其压裂性能。

通过再加入砂子，不仅提高了混合型压裂液的压裂性能，使其可以利用低粘度的不交联压裂液获得足够好的压裂效果，而且，使其还同时具有良好的滤失性和降阻性能，另外，砂子还可以在压裂工艺完成后作为支撑剂留存于裂缝中，由于其是在压裂过程中随压裂液一起进入地层中的，相比后期注入而言，其支撑效果更佳。

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

下面以黄原胶非交联压裂液(北京世纪中星能源技术有限公司)对碎屑岩储层的改造为例，详细说明加酸和加砂压裂相结合的碎屑岩储层改造方法。

第一实施例的步骤如下：

S1：准备(例如在井场配制)0.45％质量浓度的黄原胶水溶液即非交联压裂液300方(或连续混配)；

S2：用压裂车将压裂液通过井筒泵入地下储层中，在泵入过程中，装压裂液的罐(或缓冲罐)和混砂车(有一个斗)通过压裂车分别与井口相连，具体的：

S2.1：在泵送压裂液前半部分(150方)的过程中，在混砂车的斗里加入酸，至其中含有9wt％的盐酸(即压裂液中含有9％重量百分比的HCl，下同)、2wt％的氢氟酸(即压裂液中含有2％重量百分比的HF，下同)和2wt％的缓蚀剂(可以是任何现有的缓蚀剂，本实施例中采用咪唑啉)，与压裂液混合均匀后一起通过压裂车泵入地下储层里，

S2.2：在泵送压裂液后半部分(150方)过程中，通过混砂车的斗加入占本部分压裂液体积20％的30～50目陶粒砂，与压裂液混合均匀，通过井筒泵入地下储层裂缝中；

S3：用10方左右氯化铵或清水或压裂液顶替液顶替压裂液混合物。

第二实施例的步骤如下：

S1：准备(例如在井场配制)0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液300方(或连续混配)；

S2：用压裂车将压裂液通过井筒泵入地下储层中，在泵入过程中，装压裂液的罐(或缓冲罐)和混砂车(有一个斗)通过压裂车分别与井口相连，具体的：

S2.1：在泵送压裂液前100方的过程中，在混砂车的斗里加入酸和十二烷基苯磺酸钠，至其中含有9wt％的盐酸和2wt％的活性剂、2wt％的氢氟酸和2.1wt％的炔氧甲基胺，与压裂液混合均匀后一起通过压裂车泵入地下储层里，

S2.2：在泵送压裂液中间100方过程中，通过混砂车的斗加入占本部分压裂液体积10％的30～50目陶粒砂、加酸，至其中含有7wt％的盐酸和0.5wt％的缓蚀剂，与压裂液混合均匀，通过井筒泵入地下储层裂缝中。

S2.3：在泵送压裂液后100方过程中，通过混砂车的斗加入占本部分压裂液体积20％的30～50目陶粒砂，与压裂液混合均匀，通过井筒泵入地下储层裂缝中；

S3：用7～10方氯化铵顶替液顶替压裂液。

第三实施例的步骤如下：

S1：准备(例如在井场配制)0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液300方(或连续混配)；

S2：用压裂车将压裂液通过井筒泵入地下储层中，在泵入过程中，装压裂液的罐(或缓冲罐)和混砂车(有一个斗)通过压裂车与井口相连，具体的：

S2.1：在泵送压裂液前50方的过程中，在混砂车的斗里加入酸，至其中含有10wt％的盐酸、1wt％的氢氟酸和1wt％的炔氧甲基胺，与压裂液混合均匀后一起通过压裂车泵入地下储层里，

S2.2：在泵送压裂液第二个50方过程中，通过混砂车的斗加入占本部分压裂液体积15％的50～80目陶粒砂和酸，至其中含有8wt％的盐酸和0.5wt％的咪唑啉，与压裂液混合均匀，通过井筒泵入地下储层裂缝中，

S2.3：在泵送压裂液第三个50方过程中，通过混砂车的斗加入酸，至其中含有9wt％的盐酸、2wt％的氢氟酸和1wt％的咪唑啉，与压裂液混合均匀，通过井筒泵入地下储层裂缝中，

S2.4：在泵送压裂液第四个50方过程中，通过混砂车的斗加入占本部分压裂液体积25％的30～50目陶粒砂和酸，至其中含有7wt％的盐酸和0.5wt％的咪唑啉，与压裂液混合均匀，通过井筒泵入地下储层裂缝中，

S2.5：在泵送压裂液后100方过程中，通过混砂车的斗加入占本部分压裂液体积30％的30～50目陶粒砂，与压裂液混合均匀，通过井筒泵入地下储层裂缝中；

S3：用10～12方氯化铵或清水顶替液顶替压裂液混合物。

第四实施例的步骤如下：

S1：准备0.35％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方、0.6％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方、0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方；

S2：将步骤S1准备的压裂液注入井中，具体的：

S2.1：在0.35％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸，至其中含有1wt％的盐酸，混合均匀后注入，

S2.2：在0.6％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和12方砂子，混合均匀后注入，其中含有8wt％的盐酸和0.5wt％的咪唑啉，砂子为30～50目的陶粒砂，

S2.3：在0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和5.2方砂子，混合均匀后注入，其中含有8wt％的盐酸、1wt％的氢氟酸和0.5wt％的咪唑啉，砂子为50～80目的石英砂，

S3：用7～10方氯化铵顶替液顶替压裂液。

第五实施例的步骤如下：

S1：准备0.55％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方、0.4％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方、0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方；

S2：将步骤S1准备的压裂液注入井中，具体的：

S2.1：在0.55％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸，至其中含有3wt％的盐酸、2wt％的氢氟酸和0.5wt％的咪唑啉，混合均匀后注入，

S2.2：在0.4％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和2.9方砂子，混合均匀后注入，其中含有8.5wt％的盐酸和0.5wt％的咪唑啉，砂子为50～80目的陶粒砂，

S2.3：在0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和12方砂子，混合均匀后注入，其中含有10wt％的盐酸、1wt％的氢氟酸和1wt％的咪唑啉，砂子为80～100目的石英砂，

S3：用10方氯化铵顶替液顶替压裂液。

第六实施例的步骤如下：

S1：准备0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方、0.35％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方、0.5％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方；

S2：将步骤S1准备的压裂液注入井中，具体的：

S2.1：在0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸，至其中含有9wt％的盐酸和0.5wt％的咪唑啉，混合均匀后注入，

S2.2：在0.35％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和9.2方砂子，混合均匀后注入，其中含有12wt％的盐酸，砂子为30～50目的陶粒砂，

S2.3：在0.5％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和22方砂子，混合均匀后注入，其中含有5wt％的盐酸和0.5wt％的咪唑啉，砂子为50～80目的陶粒砂，

S3：用10～12方氯化铵顶替液顶替压裂液。

第七实施例的步骤如下：

S1：准备0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方、0.35％质量浓度的黄原胶非交联压裂液50方、0.6％质量浓度的黄原胶非交联压裂液50方、0.55％质量浓度的黄原胶非交联压裂液50方、0.4％质量浓度的黄原胶非交联压裂液50方；

S2：将步骤S1准备的压裂液注入井中，具体的：

S2.1：在0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和活性剂，混合均匀后注入，其中含有8wt％的盐酸和0.5wt％的咪唑啉和3wt％活性剂(四聚丙烯苯磺酸钠)，

S2.2：在0.35％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和1.2方砂子，混合均匀后注入，其中含有4wt％的氢氟酸，砂子为30～50目的石英砂，

S2.3：在0.6％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸，至其中含有11wt％的盐酸和1wt％的咪唑啉，混合均匀后注入，

S2.4：在0.55％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和7.2方砂子，混合均匀后注入，其中含有9.8wt％的盐酸和0.5wt％的咪唑啉，砂子为50～80目的石英砂，

S2.5：在0.4％质量浓度的黄原胶水容液中加入18方砂子，混合均匀后注入，其中，砂子为30～50目的石英砂，

S3：用10方氯化铵顶替液顶替压裂液。

第八实施例的步骤如下：

S1：准备质量浓度含有0.25％的黄原胶、0.002％的硼氢化钠、0.003％的氨基树脂、0.003％的甲基丙烯酸、0.2％的羟乙基纤维素水溶液的非交联压裂液100方；

S2：在步骤S1准备的黄原胶非交联压裂液中加入酸和12方砂子，混合均匀后注入井中，其中含有9.5wt％的盐酸、1.5wt％的氢氟酸和1wt％的炔氧甲基胺，砂子为30～50目的陶粒砂；

S3：用8～10方氯化铵顶替液顶替压裂液。

第九实施例的步骤如下：

S1：准备(例如在井场配制)0.27％质量浓度的黄原胶非交联压裂液150方、0.4％质量浓度的黄原胶非交联压裂液150方(或连续混配)；

S2：将步骤S1准备的压裂液注入井中，具体的：

S2.1：在0.27％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸，至其中含有8.5wt％的盐酸、2.5wt％的氢氟酸和1.1wt％的炔氧甲基胺，混合均匀后注入，

S2.2：在0.4％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入41.4方的40～70目石英砂，混合均匀后注入井中；

S3：用7～9方氯化铵或清水或压裂液顶替液顶替压裂液混合物。

第十实施例的步骤如下：

S1：准备(例如在井场配制)0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液200方、0.48％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方(或连续混配)；

S2：将步骤S1准备的压裂液注入井中，具体的：

S2.1：在泵送前100方0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液的过程中，在混砂车的斗里加入酸，至其中含有7wt％的盐酸、3wt％的氢氟酸和0.9wt％的炔氧甲基胺，与压裂液混合均匀后注入，

S2.2：在泵送后100方0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液过程中，加入酸和8.9方的60～80目石英砂，其中含有4wt％的盐酸，与压裂液混合均匀后注入。

S2.3：在泵送0.48％质量浓度的黄原胶非交联压裂液过程中，加入酸和36.5方的20～40目陶粒砂，其中含有4wt％的盐酸和0.1wt％的缓蚀剂炔氧甲基胺，与压裂液混合均匀，通过井筒泵入地下储层裂缝中；

S3：用9～11方氯化铵顶替液顶替压裂液。

第十一实施例的步骤如下：

S1：准备(例如在井场配制)0.7％质量浓度的黄原胶非交联压裂液300方(或连续混配)；

S2：将步骤S1准备的压裂液注入井中，具体的：

S2.1：在泵送前50方压裂液的过程中，加入酸，至其中含有6.5wt％的盐酸和0.2wt％的氢氟酸，与压裂液混合均匀后注入，

S2.2：在泵送第二个50方压裂液的过程中，加入6.7方的30～50目石英砂和酸，至其中含有7.5wt％的盐酸和0.3wt％的咪唑啉，与压裂液混合均匀后注入，

S2.3：在泵送第三个50方压裂液的过程中，通过混砂车的斗加入酸，至其中含有11wt％的盐酸和0.7wt％的咪唑啉，与压裂液混合均匀后注入，

S2.4：在泵送第四个50方压裂液的过程中，加入7.2方的60～80目陶粒砂和酸，其中，酸浓度为6％的盐酸和0.2％的咪唑啉，与压裂液混合均匀后注入，

S2.5：在泵送后100方压裂液(含盐酸浓度为2％)的过程中，加入46.4方的20～40目石英砂，与压裂液混合均匀后注入；

S3：用12～15方氯化铵或清水顶替液顶替压裂液混合物。

第十二实施例的步骤如下：

S1：准备0.35％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方、0.8％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方、0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方；

S2：将步骤S1准备的压裂液注入井中，具体的：

S2.1：在0.35％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和十二烷基苯磺酸钠，混合均匀后注入，其中含有7wt％的盐酸和2wt％活性剂，

S2.2：在前50方0.8％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和22.3方砂子，混合均匀后注入，其中含有9wt％的盐酸和3.5wt％的氢氟酸和0.1wt％的咪唑啉，砂子为20～40目的陶粒砂，

S2.3：在后50方0.8％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和琥珀酸二异辛酯磺酸钠和25方20～40目的石英砂，其中含有1wt％的盐酸和10％wt％的活性剂，与压裂液混合均匀后注入；

S2.4：在0.45％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和18.2方砂子，混合均匀后注入，其中含有7.5wt％的盐酸和0.45wt％的咪唑啉，砂子为60～80目的石英砂，

S3：用8～9方氯化铵顶替液顶替压裂液。

第十三实施例的步骤如下：

S1：准备0.1％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方、0.27％质量浓度的黄原胶非交联压裂液100方、含质量浓度为0.27％的黄原胶、0.001％的硼氢化钠、0.002％的氨基树脂、0.001％的甲基丙烯酸、0.05％的羟乙基纤维素、0.08％的氯化钾0.005％的水杨酸钠水溶液的非交联压裂液100方；

S2：将步骤S1准备的压裂液注入井中，具体的：

S2.1：在0.1％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸，混合均匀后注入，其中含有5wt％的盐酸和0.4％咪唑啉，

S2.2：在0.27％质量浓度的黄原胶非交联压裂液中加入酸和8.9方砂子，混合均匀后注入，其中含有9.5wt％的盐酸和0.4wt％的缓蚀剂，砂子为60～80目的陶粒砂，

S2.3：在质量浓度为0.27％的黄原胶和0.001％的硼氢化钠、0.002％的氨基树脂、0.001％的甲基丙烯酸、0.05％的羟乙基纤维素、0.08％的氯化钾0.005％的水杨酸钠水溶液的非交联压裂液中加入酸和33.8方砂子，混合均匀后注入，其中含有3wt％的盐酸，砂子为20～40目的石英砂，

S3：用10方氯化铵顶替液顶替压裂液。

下面结合实验数据对上述各实施例中的压裂液的性能进行分析。

试验结果1

本试验例用于检测非交联压裂液在加酸后的表观粘度，和0.45～0.9毫米的陶粒砂(20～50目)在这种混合型压裂液中的沉降速率，以及这种混合型压裂液的降阻率。测量表观粘度所使用的设备为FANN-35型粘度计。实验结果见表1。

表1

从实验数据来看，本发明的混合型压裂液，也就是不交联的黄原胶压裂液和酸(或酸和活性剂)混合后，还具有很强的悬砂能力，尤其是流动过程中的携砂能力很强。这种混合型压裂液的降阻性能很好，降低了摩擦阻力，能更有效地将压力传递到井底，那么压裂造缝功能就很强。

试验结果2

本试验例用于检测本发明第一实施例～第十三实施例中的酸，对砂岩样品的溶蚀情况。砂岩样品为克拉玛依油田陆梁地区的试验井的岩屑样品。试验方法按行业标准。实验结果见表2。

表2

从实验数据来看，本发明中压裂液所携带的酸能溶蚀掉砂岩储层裂缝中和裂缝壁面上储层(滤失带)的一些岩石成分。在裂缝窄的地方，压裂液所携带的砂子进不去，但压裂液所携带的酸能进去，由于酸有一定溶蚀率，就能让窄的裂缝也具有一定的导流能力，裂缝壁面上的渗流能力也会变好。裂缝宽的地方，压裂液所携带的砂子和酸都能进去。对其他实施例的实验结果基本相似。

下面相较现有技术的对比例来进一步说明本发明。

2013年，在克拉玛依油田的陆梁油田和某某油田，按照第一实施例至第十三实施例用黄原胶非交联压裂液携砂和携酸，试验了13口井，相邻的13口井(对比井)是用常规的瓜胶冻胶压裂液携砂进行的，生产了三年的时间之后，进行产量对比，对比结果见表3。

表3

投产3年后产量对比	平均日产液(吨)	平均日产油(吨)
			试验井	16.13	6.39
对比井	8.9	2.45

从表3可以看出，本发明的储层改造技术的改造效果(尤其是增产效果)要比传统技术的改造效果好很多，产液率基本翻倍，产油率大约翻了三倍。

其中，本发明的混合型压裂液，其不仅可以用微生物发酵而得的生物聚合物或聚多糖等生物胶(如黄原胶及其衍生物)作为压裂液中的稠化剂，也可以用不加交联剂的香豆胶及其衍生物作为压裂液中的稠化剂。

例如，可以使用下述任意配方中的混合型压裂液。

下面以改性黄原胶BX(以1-溴代十四烷为改性剂对黄原胶醚化得到)、香豆胶FG、羟丙基香豆胶HPFG为例进行说明。

配方1：100方质量百分比0.1％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸和1方的四聚丙烯苯磺酸钠，其中含有6wt％的盐酸。

配方2：100方质量百分比0.15％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加酸，至其中含有5wt％的盐酸和0.1wt％的炔氧甲基胺。

配方3：100方质量百分比0.28％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸以及13.5方的砂子，其中含有3.7wt％的盐酸和0.3wt％的炔氧甲基胺，砂子为50～80目的陶粒砂。

配方4：100方质量百分比0.34％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸以及18.7方的砂子，其中含有2wt％的盐酸，砂子为20～40目的石英砂。

配方5：100方质量百分比0.4％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸以及9.5方的砂子，其中含有8.4wt％的盐酸、2wt％的氢氟酸和0.7wt％的缓蚀剂，砂子为40～70目的石英砂。

配方6：100方质量百分比0.44％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸以及21方的砂子，其中含有7.9wt％的盐酸、1.5wt％的氢氟酸和1wt％的咪唑啉，砂子为30～50目的陶粒砂。

配方7：100方质量百分比0.45％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸以及43方的砂子，其中含有10.7wt％的盐酸和0.4wt％的咪唑啉，砂子为30～50目的陶粒砂。

配方8：100方质量百分比0.46％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸以及13.6方的砂子，其中含有12wt％的盐酸和1.5wt％的咪唑啉，砂子为30～50目的石英砂。

配方9：100方质量百分比0.53％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸、十二烷基苯磺酸钠以及15.4方的砂子，其中含有12wt％的氢氟酸和0.2wt％的咪唑啉，以及6％的活性剂，砂子为20～40目的陶粒砂。

配方10：100方质量百分比0.58％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸以及32.5方的砂子，其中含有9wt％的盐酸、1.8wt％的氢氟酸和0.5wt％的咪唑啉，砂子为30～50目的石英砂。

配方11：100方质量百分比0.66％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸以及47.3方的砂子，其中含有11wt％的盐酸、0.7wt％氢氟酸和1.2wt％的咪唑啉，砂子为20～40目的石英砂。

配方12：100方质量百分比0.72％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸以及9方的砂子，其中含有6.5wt％的盐酸和0.5wt％的炔氧甲基胺，砂子为30～50目的石英砂。

配方13：100方质量百分比0.8％的改性黄原胶BX非交联压裂液中，加有酸、琥珀酸二异辛酯磺酸钠(9％)以及50方的砂子，其中含有11.6wt％的盐酸、0.4wt％氢氟酸和0.5wt％的咪唑啉，砂子为30～50目的陶粒砂。

下面以香豆胶(安徽泗县植物胶厂)为例进行说明。

配方14：100方质量百分比0.1％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸，其中含有5wt％的盐酸和0.1wt％的炔氧甲基胺。

配方15：100方质量百分比0.17％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸、琥珀酸二异辛酯磺酸钠(3％)以及13方的砂子，其中含有1wt％的盐酸，砂子为50～80目的陶粒砂。

配方16：100方质量百分比0.29％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及9.6方的砂子，其中含有10wt％的盐酸和0.6wt％的炔氧甲基胺，砂子为80～100目的石英砂。

配方17：100方质量百分比0.33％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及25.7方的砂子，其中含有3wt％的盐酸和1wt％的氢氟酸，砂子为30～50目的陶粒砂。

配方18：100方质量百分比0.42％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸、8方的十二烷基苯磺酸钠以及50方的砂子，其中含有3wt％的盐酸，砂子为80～100目的石英砂。

配方19：100方质量百分比0.44％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及32.1方的砂子，其中含有8wt％的盐酸、1.8wt％的氢氟酸和0.15wt％的咪唑啉，砂子为30～50目的陶粒砂。

配方20：100方质量百分比0.45％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及18.2方的砂子，其中含有10wt％的盐酸、1wt％的氢氟酸和1wt％的炔氧甲基胺，砂子为30～50目的石英砂。

配方21：100方质量百分比0.46％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及7.8方的砂子，其中含有12wt％的盐酸和0.8wt％的咪唑啉，砂子为30～50目的石英砂。

配方22：100方质量百分比0.52％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及30.3方的砂子，其中含有7wt％的氢氟酸，砂子为60～80目的石英砂。

配方23：100方质量百分比0.57％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸、3方的四聚丙烯苯磺酸钠以及36.5方的砂子，其中含有9wt％的盐酸和2wt％的氢氟酸，砂子为30～50目的陶粒砂。

配方24：100方质量百分比0.62％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及23.9方的砂子，其中含有6wt％的盐酸，砂子为30～50目的石英砂。

配方25：100方质量百分比0.71％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及5方的砂子，其中含有9wt％的盐酸和1.5wt％的氢氟酸，砂子为20～40目的陶粒砂。

配方26：100方质量百分比0.8％的香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及48方的砂子，其中含有11wt％的盐酸、2.5wt％的炔氧甲基胺，砂子为20～40目的陶粒砂。

下面以羟丙基香豆胶(河南商丘益久食品化工有限公司)为例进行说明。

配方27：100方质量百分比0.1％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸，其中含有7.5wt％的盐酸。

配方28：100方质量百分比0.2％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及8方的砂子，其中含有4.2wt％的盐酸和0.2wt％的炔氧甲基胺，砂子为50～80目的石英砂。

配方29：100方质量百分比0.3％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及8.5方的砂子，其中含有2.3wt％的盐酸和1wt％的氢氟酸，砂子为30～50目的陶粒砂。

配方30：100方质量百分比0.38％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸、4方的十二烷基苯磺酸钠以及10.7方的砂子，其中含有11.5wt％的盐酸和2wt％的炔氧甲基胺，砂子为30～50目的石英砂。

配方31：100方质量百分比0.41％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及35方的砂子，其中含有3.3wt％的盐酸、1wt％的氢氟酸和0.1wt％的咪唑啉，砂子为60～80目的石英砂。

配方32：100方质量百分比0.45％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及42.2方的砂子，其中含有10.8wt％的盐酸和1.5wt％的咪唑啉，砂子为50～80目的石英砂。

配方33：100方质量百分比0.45％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及41.6方的砂子，其中含有9.5wt％的盐酸、1.2wt％的氢氟酸和1wt％的咪唑啉，砂子为30～50目的陶粒砂。

配方34：100方质量百分比0.47％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有以及26方的砂子，其中含有5.6wt％的盐酸，砂子为20～40目的石英砂。

配方35：100方质量百分比0.56％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及45方的砂子，其中含有12wt％的盐酸，砂子为40～70目的陶粒砂。

配方36：100方质量百分比0.67％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及47方的砂子，其中含有1wt％的盐酸，砂子为30～50目的陶粒砂。

配方37：100方质量百分比0.72％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及46.9方的砂子，其中含有3.8wt％的盐酸，砂子为30～50目的陶粒砂。

配方38：100方质量百分比0.78％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸以及37方的砂子，其中含有10wt％的盐酸、1.6wt％的氢氟酸和0.4wt％的炔氧甲基胺，砂子为20～40目的陶粒砂。

配方39：100方质量百分比0.8％的羟丙基香豆胶非交联压裂液中，加有酸、3.8方的琥珀酸二异辛酯磺酸钠以及34方的砂子，其中含有10wt％的盐酸，砂子为20～40目的石英砂。

配方40:100方质量百分比0.45％的非交联黄原胶压裂液中，还含有0.3％质量百分比的香豆胶，其中还加有酸和砂子，酸中含有10wt％的盐酸、1wt％的氢氟酸和1wt％的炔氧甲基胺，砂子为80～100目的石英砂，用量为10方。

与黄原胶非交联压裂液相似，上述任一混合型压裂液，其可以先加酸，再加砂，或者加砂与加酸同时进行，也可以加砂与加酸交替进行。

上述任一混合型压裂液也都可以减少甚至完全避免出现“砂堵”现象，更进一步的，为了更好地避免或减少砂的沉降、避免在加酸前或酸蚀作用前发生“砂堵”现象，从而获得尽可能好的改造效果，较佳的，加砂在加酸之后进行，或者同时进行。

在实际应用时，例如在油气储层改造过程中，可以全部使用上述配方中的其中一种作为压裂液，也可以选用上述配方中的多种分别作为不同阶段的压裂液输入井中，还可以选用上述配方中的一种或多种与现有压裂液组合使用，例如分不同阶段输入井中。

以前述黄原胶非交联压裂液的检测方法对上述配方中的混合型压裂液进行检测，结果如下表4(其中，XG表示黄原胶，BX表示以1-溴代十四烷为改性剂对黄原胶醚化得到的改性黄原胶，FG表示香豆胶，HPFG表示羟丙基香豆胶)。

表4

由此可知，上述配方1～39的混合型压裂液(改性黄原胶BX、香豆胶FG、羟丙基香豆胶HPFG)具有与黄原胶压裂液相似的性能，可以达到对储层的相似改造效果。配方40的混合型压裂液(黄原胶混合香豆胶FG)具有相较前述各混合型压裂液更佳的粘性、降阻性能，可以达到对储层的更佳改造效果。

综上所述，本发明的混合型压裂液，具有良好的降阻性能和悬浮性能，使其具有一般压裂液的压裂性能和携带性能，不仅可以通过其良好的悬砂性能将砂子携带到宽裂缝中，使得在宽裂缝处形成良好的支撑，获得良好的导流能力，而且，其还具有良好的酸蚀性能，且其对酸液的携带性能良好，使得可以在酸的进一步溶蚀作用下，在裂缝宽的地方可以获得更好的导流性能，并且，即便在裂缝窄的地方，起支撑作用的砂子进不去，但是由于压裂液可以携带酸进去，因此，其可以利用酸的溶蚀作用，酸蚀和清洗裂缝(包括裂缝周围的滤失带)，让窄的裂缝(例如裂缝远端)也具有一定的导流能力，裂缝壁面上的渗流能力也提高。再加上这种混合型压裂液里所含活性剂的驱油效果。由此可知，本发明通过上述改进可以显著提高对油气储层的改造效果，提高采油效率和产量。

Claims (7)

1.一种低粘度混合型压裂液，其特征在于，其包括：

压裂液基质，其中含有质量百分比为0.1～0.8％的稠化剂的水溶液；

酸，其浓度为所述压裂液基质质量的1～12％；

活性剂，其浓度为所述压裂液基质质量的2～9％；

砂子，其含量为所述压裂液基质体积的0％～50％；

所述稠化剂为生物胶；所述生物胶为黄原胶或其衍生物、香豆胶或其衍生物中的一种或几种的组合；

所述活性剂为十二烷基苯磺酸钠、四聚丙烯苯磺酸钠或琥珀酸二异辛酯磺酸钠；

所述压裂液基质还含有质量百分比分别为0.001～0.003％的硼氢化钠、0.002～0.005％的氨基树脂、0.001～0.006％的甲基丙烯酸和0.03～0.1％的羟乙基纤维素；

所述压裂液基质还含有质量百分比分别0.02～0.1％的氯化钾和0.005～0.01％的水杨酸盐。

2.如权利要求1所述的混合型压裂液，其特征在于：所述酸为盐酸，或所述酸为盐酸和氢氟酸的混合。

3.如权利要求2所述的混合型压裂液，其特征在于：所述酸中还加有所述压裂液基质质量0.1～2.5％的缓蚀剂，所述缓蚀剂为咪唑啉或炔氧甲基胺。

4.如权利要求1所述的混合型压裂液，其特征在于：所述砂子的含量为所述压裂液基质体积的5％～50％，所述砂子为石英砂或陶粒砂，所述砂子的大小为20～100目。

5.权利要求1-4中任一项所述的混合型压裂液在油气储层改造中的应用，其特征在于，所述混合型压裂液在油气储层改造中作为滑溜水压裂液用，或作为前置压裂液用，或作为携砂液用，同时作为储层酸化用的酸液用，还作为驱油液用。

6.一种加砂压裂和加酸酸化相结合的油气储层改造方法，其是将加砂压裂与加酸酸化两种方式相结合，其特征在于，采用权利要求1-4中任一项所述的混合型压裂液进行储层改造。

7.如权利要求6所述的加砂压裂和加酸酸化相结合的油气储层改造方法，其特征在于：

将酸和活性剂加入压裂液基质中，使得压裂液中含有酸和活性剂；或

先在压裂液里加酸和活性剂，后加砂子，使得压裂液中同时含有酸和活性剂，以及砂子；或

加酸和活性剂，与加砂子同时进行，使得压裂液中同时含有酸和活性剂，以及砂子；

所述油气储层为碎屑岩储层。