一种促进页岩油气藏压裂液返排的方法与流程

本发明属于油气开采，具体涉及一种促进页岩油气藏压裂液返排的方法。

背景技术：

1、压裂是低渗储层改造的主要方法。但压裂液返排率普遍偏低，这主要是由于储层致密性、均质性差及岩石表面对压裂液的束缚作用，导致压裂液在储层喉道水锁效应。

2、压裂液进入岩石孔隙后，黏土矿物(例如高岭石)微粒会填充孔隙，降低岩石的孔隙度和渗透率。此外，蒙脱石的水膨胀性质和水敏性会增加束缚水饱和度，不利于压裂液的返排。同时，黏土矿物的亲水性会导致水锁现象，阻碍气体流通。由于大量压裂液无法返排，导致水锁现象严重，显著影响压裂效果。

3、现有技术中公开了一种促进压裂液返排的界面修饰体系，该界面修饰体系以硅氧烷为主要组分，其进入地层后，界面修饰剂si-o四面体结构中含有的3个si-o基团将与岩石表面的3个si-o四面体顶点的羟基-oh产生化学反应，形成稳固的化学键(图1)，界面修饰剂中的疏水化学基团会促使孔喉的润湿接触角增大，从而达到疏水状态，进而促进低渗储集层中压裂液的高效返排。但是，岩石表面的羟基数量有限，并且地下环境温度较高，界面修饰剂接枝到岩石表面后，稳定性较差，岩石的表面改性效果较差，并不能很好的促进压裂液返排。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明提供一种促进页岩油气藏压裂液返排的方法，以解决现有技术中压裂液返排率低的技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，提供一种促进页岩油气藏压裂液返排的方法，包括以下步骤：

3、s1：配制岩石改性剂；岩石改性剂包括如式i所示的硅烷化合物、界面偶联剂、碳酸氢钠、硅酸钠、烷基苯磺酸钠和有机溶剂；

4、

5、其中，r为h、烷基或含硅基团，r’为长链烷基、氟取代烷基或酯基；

6、s2：将岩石改性剂加入到压裂液中，混匀后注入温度为50～150℃的页岩油气藏储层中即可。

7、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

8、进一步，如式i所示的硅烷化合物、界面偶联剂、碳酸氢钠、硅酸钠、烷基苯磺酸钠和有机溶剂的质量质量之比为4～6:1～3:2～5:0.5～2:0.1～0.5:8～10。

9、进一步，岩石改性剂的配置包括以下步骤：将配方量的式i所示的硅烷化合物、界面偶联剂、碳酸氢钠、硅酸钠和烷基苯磺酸钠共溶于配方量的有机溶剂中，拌匀，即得。

10、进一步，如式i所示的硅烷化合物为3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷和/或1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷。

11、进一步，如式i所示的硅烷化合物由3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷和1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷按8～12:2～5的质量比混合而成。

12、进一步，界面偶联剂为正硅酸乙酯和/或乙烯基三甲氧基硅烷。

13、进一步，界面偶联剂由正硅酸乙酯和乙烯基三甲氧基硅烷按8～12:2～5的质量比混合而成。

14、进一步，烷基苯磺酸钠为十二烷基苯磺酸钠。

15、进一步，有机溶剂为甲醇、乙醇、丙三醇、乙二醇单丁醚或丙三醇丁醚。

16、进一步，s2中岩石改性剂的添加量占压裂液质量的0.05～0.1％。

17、本发明的有益效果是：

18、1、地层岩石主要包括：蒙脱石、高岭石、珍珠陶土、皂石、海泡石、凹凸棒石等，这些岩石内存在硅氧四面体和/或铝氧八面体晶体，表面暴露有羟基。本发明所配制的岩石改性剂中包含碳酸氢钠，碳酸氢钠进入地层后，由于地层温度较高，碳酸氢钠会分解，释放出的二氧化碳不仅可以推动压裂液在地层中移动，便于压裂液的返排，而且，二氧化碳溶于水后可以使压裂液ph值降低，从而对岩石表面进行刻蚀，使岩石暴露出更多的羟基，便于硅烷化合物的接枝，同时能够有效保证硅烷化合物的接枝稳定性；另外，压裂液ph值降低还能促进硅烷化合物水解，生成带羟基的硅烷化合物，能够更好的与岩石表面的羟基发生反应。本发明中的岩石改性剂中还包括硅酸钠，硅酸钠具有优良的渗透性能，能够携带岩石改性剂中的其余组分进入地层孔隙中，从而发挥出更好的岩石表面改性作用；并且，硅酸钠还能起到分散和黏附作用，在促进岩石改性剂中的各组分在压裂液中更好分散的同时，能够使硅烷化合物更稳固地附着在岩石表面，提升改性后岩石的疏水效果。本发明中的岩石改性剂中还包括烷基苯磺酸钠，烷基苯磺酸钠在促进组分分散的同时还可以改善岩石表面的电荷分布状态，使硅烷化合物能够更容易在岩石表面接枝。本发明岩石改性剂中的硅烷化合物，在地层温度下ro-si基团与岩石表面暴露的-oh发生共价键化学反应，从而在岩石表面形成强疏水疏油的r`-si界面修饰基团，疏水基团的存在显著增加了油气藏地层水对岩石的润湿角，大大降低了毛细管阻力，从而有效提高了压裂液的返排效率和周期，可以降低压裂液对储层的伤害，恢复储层渗流通道的能力。

19、2、本发明所用岩石改性剂的组成简单，并且无需改变现有压裂液的使用方法，仅需在普通压裂液中加入一定量本发明中的岩石改性剂，即可有效提高压裂液返排率，恢复储层渗流通道，操作简便、普适性好。

技术特征：

1.一种促进页岩油气藏压裂液返排的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的促进页岩油气藏压裂液返排的方法，其特征在于：所述如式i所示的硅烷化合物、界面偶联剂、碳酸氢钠、硅酸钠、烷基苯磺酸钠和有机溶剂的质量质量之比为4～6:1～3:2～5:0.5～2:0.1～0.5:8～10。

3.根据权利要求1或2所述的促进页岩油气藏压裂液返排的方法，其特征在于，所述岩石改性剂的配置包括以下步骤：将配方量的式i所示的硅烷化合物、界面偶联剂、碳酸氢钠、硅酸钠和烷基苯磺酸钠共溶于配方量的有机溶剂中，拌匀，即得。

4.根据权利要求1或2所述的促进页岩油气藏压裂液返排的方法，其特征在于：所述如式i所示的硅烷化合物为3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷和/或1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷。

5.根据权利要求4所述的促进页岩油气藏压裂液返排的方法，其特征在于：所述如式i所示的硅烷化合物由3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷和1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷按8～12:2～5的质量比混合而成。

6.根据权利要求1或2所述的促进页岩油气藏压裂液返排的方法，其特征在于：所述界面偶联剂为正硅酸乙酯和/或乙烯基三甲氧基硅烷。

7.根据权利要求6所述的促进页岩油气藏压裂液返排的方法，其特征在于：所述界面偶联剂由正硅酸乙酯和乙烯基三甲氧基硅烷按8～12:2～5的质量比混合而成。

8.根据权利要求1或2所述的促进页岩油气藏压裂液返排的方法，其特征在于：所述烷基苯磺酸钠为十二烷基苯磺酸钠。

9.根据权利要求8所述的促进页岩油气藏压裂液返排的方法，其特征在于：所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙三醇、乙二醇单丁醚或丙三醇丁醚。

10.根据权利要求1所述的促进页岩油气藏压裂液返排的方法，其特征在于：s2中岩石改性剂的添加量占压裂液质量的0.05～0.1％。

技术总结本发明公开了一种促进页岩油气藏压裂液返排的方法，属于油气开采技术领域。促进返排的方法为先配制包括如式I所示的硅烷化合物、界面偶联剂、碳酸氢钠、硅酸钠、烷基苯磺酸钠和有机溶剂的岩石改性剂，然后将岩石改性剂加入到压裂液中，混匀后注入温度为50～150℃的页岩油气藏储层中即可。本发明所用岩石改性剂的组成简单，并且无需改变现有压裂液的使用方法，仅需在普通压裂液中加入一定量本发明中的岩石改性剂，即可有效提高压裂液返排率，恢复储层渗流通道，操作简便、普适性好。技术研发人员：李野游,王艾,刘凯,王太聪受保护的技术使用者：四川弘晟石油工程技术服务有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14