1.本发明涉及油气田用压裂液制备技术领域，特别是涉及一种清洁压裂液在无烃环境下的破胶方法及应用。


背景技术：

2.压裂是油气增产的主要措施之一。ves清洁压裂液主要由表面活性剂组成，具有制备简单、低粘高弹性、无残渣、抗剪切，伤害低以及不需内相破胶剂等优点而倍受人们的欢迎。与交联型聚合物压裂液体系相比，在压裂施工过程中，ves清洁压裂液无需添加破胶剂如过氧化物或生物酶等内相破胶剂，而是依靠储层中原油和地层盐水即外相破胶剂就可使压裂液破胶，实现压裂液的快速返排目的。
3.目前，在常规和非常规气藏环境下，当地层没有烃类物质即外相破胶剂环境下，停留在地层支撑带中且占整个压裂工作液60％～80％携砂液，未遇到原油或大量的地层水时，压裂液很难在短时间内彻底破胶。这种滞留在地层未被破胶的压裂液就好似一堵“隔墙”，阻断油气与外界的渗流通道，使得压裂后油气产量不增加反减产。另外，这低粘度高弹性的清洁压裂液在压裂过程中，在地层裂缝被大量滤失，不但增大了压裂液对地层伤害，而且降低了压裂液实际使用量，增大了其制备成本。
4.目前，在无烃条件下要实现清洁压裂液的快速破胶，通常采用添加外相破胶剂过硫酸铵、表面活性剂op-10以及c4以上的醇类等物质进行压裂液破胶。这些物质当加量过大时，压裂液粘度在短时间下降，严重影响压裂液的携砂和施工效果，当加量小时又很难实现压裂液快速彻底破胶。以上问题影响了清洁压裂液在常规和非常规气藏下大规模使用。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种清洁压裂液在无烃环境下的破胶方法及应用，以解决上述现有技术存在的问题，通过两性表面活性剂、醇溶剂、有机醇胺、碳酸钙、阻垢剂等为稠化剂、以石油苯磺酸钠和螯合剂为复合破助胶剂制备得到一种可以在无烃环境下实现彻底快速破胶的清洁压裂液，为压裂液的大规模使用提供可基础。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案
7.本发明的技术方案之一：一种清洁压裂液在无烃环境下的破胶方法，利用碳酸钙和螯合剂在无烃环境下进行破胶。
8.碳酸钙、碳酸岩储层均可以与螯合剂反应增加二价金属离子浓度，实现了压裂液的破胶，同时也拓展了储层岩心渗流通道的尺寸，使油气流通更加畅通，同时压裂结束后，彻底消除了滤饼；且碳酸钙粉末可以降低压裂液在地层中的漏失量，提高了压裂液的使用效率，降低压裂液制备成本。
9.本发明的技术方案之二：一种清洁压裂液，以质量百分比计，原料如下：1～6％增稠剂、0.2～0.8％复合破助胶剂，余量为水；
10.所述增稠剂包括两性表面活性剂、醇溶剂、醇胺、碳酸钙和阻垢剂；
11.所述复合破助胶剂包括以下任意一种组合：
12.(1)石油苯磺酸钠和螯合剂；
13.(2)十二烷基硫酸钠和螯合剂。
14.进一步地，所述增稠剂，以质量百分比计，原料如下：40～50％两性表面活性剂、20～30％醇溶剂、5％醇胺、2～10％碳酸钙、0～5％阻垢剂，余量为水。
15.进一步地，所述两性表面活性剂选自椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、芥子油酰胺丙基羟磺基甜菜碱和十六烷基二羟乙基甜菜碱中的一种。
16.进一步地，所述醇溶剂选自异丙醇或乙醇；所述阻垢剂选自羟基乙叉二膦酸二钠或聚环氧琥珀酸；所述醇胺为三乙醇胺。
17.进一步地，所述碳酸钙为碳酸钙粉末，粉末粒径为20～200μm。
18.进一步地，所述复合破助胶剂，以质量百分比计，原料如下：原料如下：80～90％石油苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠和10～20％螯合剂。
19.进一步地，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸和乙二胺四乙酸二钠中的一种。
20.本发明的技术方案之三：一种上述的清洁压裂液在无烃环境下破胶中的应用。
21.本发明公开了以下技术效果：
22.(1)本发明利用碳酸钙和螯合剂反应进行压裂液破胶，实现了在无烃环境下的彻底破胶，扩大清洁压裂液体系的应用范围，提升了大型压裂工作液技术的整体水平，使清洁压裂液不但适合于油藏压裂，而且适合气藏压裂改造。
23.(2)本发明的清洁压裂液中的碳酸钙粉末和碳酸岩储层与螯合剂反应增加二价金属离子浓度，实现了压裂液的破胶，同时也拓展了储层岩心渗流通道的尺寸，使油气流通更加畅通，同时压裂结束后，彻底消除了滤饼；且碳酸钙粉末可以降低压裂液在地层中的漏失量，提高了压裂液的使用效率，降低压裂液制备成本。
24.(3)本发明利用清洁压裂液粘度特性对二价金属离子敏感这一特性(即当溶液中二价盐超过一定浓度后压裂液的粘度显著下降)，在制备压裂液时，通过加入一定浓度caco3、增稠剂和螯合剂(edta)来制备压裂液，实现在无烃类物质环境下清洁压裂液的破胶；利用压裂液中碳酸钠粉末作为滤失剂，降低压裂液的滤失量；利用碳酸钙与螯合剂缓慢反应生成的二价钙离子，实现清洁压裂液在无烃环境下彻底快速破胶。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明实施例1制备的清洁压裂液的抗剪切曲线图；
27.图2为本发明实施例2制备的清洁压裂液的抗剪切曲线图；
28.图3为本发明实施例3制备的清洁压裂液的抗剪切曲线图；
29.图4为本发明实施例4制备的清洁压裂液的抗剪切曲线图；
30.图5为本发明实施例5制备的清洁压裂液的抗剪切曲线图。
具体实施方式
31.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
32.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
33.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
34.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本技术说明书和实施例仅是示例性的。
35.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
36.实施例1
37.一种清洁压裂液：
38.增稠剂由以下质量百分比的原料组成：45％椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、25％异丙醇、5％三乙醇胺，5％碳酸钙粉(粒径30μm)和20％水组成。
39.复合破助胶剂由以下质量百分比的原料组成：90％石油苯磺酸钠和10％乙二胺四乙酸(edta)。
40.清洁压裂液由以下质量百分比的原料组成：2％增稠剂、0.25％复合破助胶剂和97.75％水。
41.制备得到的清洁压裂液在80℃下，170s-1
下连续剪切75min后，其粘度为32mpa.s，压裂液破胶粘度为5.5mpa.s，破胶液的表面张力为26.6mn/m，100ml压裂液的滤失量为8.5ml，结果见图1。
42.实施例2
43.增稠剂由以下质量百分比的原料组成：45％芥子油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、25％异丙醇、5％三乙醇胺，10％碳酸钙粉(粒径30μm)、5％羟基乙叉二膦酸二钠(hedp)和10％水组成。
44.复合破助胶剂由以下质量百分比的原料组成：90％石油苯磺酸钠和10％乙二胺四乙酸(edta)。
45.清洁压裂液由以下质量百分比的原料组成：1.5％增稠剂、0.2％复合破助胶剂和98.3％水。
46.制备得到的清洁压裂液在80℃下，170s-1
下连续剪切75min后，其粘度为24mpa.s，压裂液破胶粘度为2.5mpa.s，破胶液的表面张力为27.2mn/m，100ml压裂液的滤失量为
10.5ml，结果见图2。
47.实施例3
48.增稠剂由以下质量百分比的原料组成：45％椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、25％异丙醇、5％三乙醇胺，10％碳酸钙粉(粒径50μm)、5％聚环氧琥珀酸钠(pesa)和10％水组成。
49.复合破助胶剂由以下质量百分比的原料组成：90％石油苯磺酸钠和10％乙二胺四乙酸(edta)。
50.清洁压裂液由以下质量百分比的原料组成：2％增稠剂、0.25％复合破助胶剂和97.75％水。
51.制备得到的清洁压裂液在80℃下，170s-1
下连续剪切80min后，其粘度为18mpa.s，压裂液破胶粘度为1.5mpa.s，破胶液的表面张力为26.2mn/m，100ml压裂液的滤失量为12.5ml，结果见图3。
52.实施例4
53.增稠剂由以下质量百分比的原料组成：45％椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、25％异丙醇、5％三乙醇胺，10％碳酸钙粉(粒径50μm)、5％羟基乙叉二膦酸二钠(hedp)和10％水组成。
54.复合破助胶剂由以下质量百分比的原料组成：90％石油苯磺酸钠和10％乙二胺四乙酸(edta)。
55.清洁压裂液由以下质量百分比的原料组成：4％增稠剂、0.45％复合破助胶剂和95.55％水。
56.制备得到的清洁压裂液在100℃下，170s-1
下连续剪切120min后，其粘度为54mpa.s，压裂液破胶粘度为3.5mpa.s，破胶液的表面张力为25.4mn/m，100ml压裂液的滤失量为5.5ml，结果见图4。
57.实施例5
58.增稠剂由以下质量百分比的原料组成：45％椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、25％异丙醇、5％三乙醇胺，10％碳酸钙粉(粒径30μm)、5％羟基乙叉二膦酸二钠(hedp)和10％水组成。
59.复合破助胶剂由以下质量百分比的原料组成：90％十二烷基硫酸钠和10％乙二胺四乙酸(edta)。
60.清洁压裂液由以下质量百分比的原料组成：4％增稠剂、0.5％复合破助胶剂和95.5％水。
61.制备得到的清洁压裂液在100℃下，170s-1
下连续剪切120min后，其粘度为42mpa.s，压裂液破胶粘度为4.0mpa.s，破胶液的表面张力为26.1mn/m，100ml压裂液的滤失量为6.5ml，结果见图5。
62.实施例6
63.同实施例5，区别在于，清洁压裂液由以下质量百分比的原料组成：6％增稠剂、0.8％复合破助胶剂和93.2％水。
64.制备得到的清洁压裂液在100℃下，170s-1
下连续剪切80min后，其粘度为35mpa.s，压裂液破胶粘度为2.3mpa.s，破胶液的表面张力为26.2mn/m，100ml压裂液的滤失量为8.1ml。
65.实施例7
66.同实施例5，区别在于，增稠剂中碳酸钙粉末的粒径为20μm。
67.制备得到的清洁压裂液在100℃下，170s-1
下连续剪切120min后，其粘度为59mpa.s，压裂液破胶粘度为3.24mpa.s，破胶液的表面张力为25.8mn/m，100ml压裂液的滤失量为5.9ml。
68.实施例8
69.同实施例5，区别在于，增稠剂中碳酸钙粉末的粒径为200μm。
70.制备得到的清洁压裂液在100℃下，170s-1
下连续剪切120min后，其粘度为48mpa.s，压裂液破胶粘度为3.82mpa.s，破胶液的表面张力为26.12mn/m，100ml压裂液的滤失量为6.12ml。
71.实施例9
72.同实施例5，区别在于，将增稠剂中的椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱换为椰油酰胺丙基甜菜碱。
73.制备得到的清洁压裂液在100℃下，170s-1
下连续剪切120min后，其粘度为38mpa.s，压裂液破胶粘度为3.22mpa.s，破胶液的表面张力为26.35mn/m，100ml压裂液的滤失量为8.2ml。
74.实施例10
75.同实施例5，区别在于，将增稠剂中的异丙醇替换成乙醇。
76.制备得到的清洁压裂液在100℃下，170s-1
下连续剪切120min后，其粘度为53.0mpa.s，压裂液破胶粘度为3.55mpa.s，破胶液的表面张力为26.25mn/m，100ml压裂液的滤失量为5.8ml。
77.对比例1
78.同实施例5，区别在于，复合破助胶剂由以下质量百分数的原料组成：99％十二烷基硫酸钠和1％乙二胺四乙酸(edta)。
79.制备得到的清洁压裂液在100℃下，170s-1
下连续剪切120min后，其粘度为41.3mpa.s，压裂液破胶粘度为3.25mpa.s，破胶液的表面张力为15.1mn/m，100ml压裂液的滤失量为10.2ml。
80.上述压裂液剪切性均采用haake mars60流变仪的d100/200高温高压系统对其抗剪切性进行测试。在25℃采下，采用江苏海安石油仪器设备厂生产的高温高压滤失仪，对100ml压裂液滤失量进行测试。采用德国克吕士公司制造的自动表面张力仪k100对25℃下的破胶液表面张力进行测试。
81.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。