[发明专利]一种评价压裂液温度稳定剂的方法

说明书

本发明对压裂液温度稳定剂作用原理进行了分析，提出了以压裂液在保证压裂施工的情况下，能够使用的储层最高温度T_max(η₀，t₀)表征压裂液体系的耐温性能，并通过测定加入温度稳定剂前后T_max(η₀，t₀)的差值T_max(η₀，t₀)才能够评价温度稳定剂的作用效果。在此基础上，设计了压裂液温度稳定剂的评价方法，即通过压裂液的粘温曲线测定T_max以确定搜索T_max(η₀，t₀)的上限温度，从上限温度开始，通过数值搜索方法逐渐搜索加入温度稳定剂前后T_max(η₀，t₀)，以计算加入温度稳定剂后适用温度提高值。以胜利油田常用压裂液和温度稳定剂为例，说明了评价数据的具体分析方法。

发明领域

本发明涉及一种评价压裂液温度稳定剂的方法。

背景技术

石油和天然气作为国民经济和社会发展的优质能源，对保证国民经济和社会的持续快速发展具有非常重要的意义。随着勘探开发程度的不断深入和工程技术的飞速发展，低渗透油气田已成为勘探开发最重要的领域之一，这对于解决国家能源供需矛盾具有重要的战略意义。低渗透油气藏一般是指储层孔隙度低、渗透性差、单井产能低、勘探开发难度大的一类油气藏。压裂技术作为增产技术，自1947年诞生以来，就与低渗透油气田勘探开发历程密不可分。

压裂液作为压裂施工过程中重要组成部分之一，被誉为压裂的“血液”。压裂液的性能在决定压裂施工成功与否的同时，还会对压裂后储层改造效果产生极大的影响。压裂液的主要功能是延伸裂缝和输送支撑剂，通过混合和泵送设备将支撑剂送至裂缝中，并且铺设在裂缝内希望的位置。决定这些功能的一个重要性质是压裂液的流变性质。压裂液的流变性能可通过测定粘温曲线、粘时曲线和粘温-粘时曲线获得，其中粘温-粘时曲线可获得压裂液初始粘度、到达油层温度的时间的粘度、最高粘度、施工结束时间的最低粘度等全面的粘度信息。

压裂液温度稳定剂用来增强水溶性高分子胶液的耐温能力，以满足不同地层温度、不同施工时间对压裂液的粘度与温度、粘度与时间稳定性的要求。

目前已提出了许多用来评价压裂液温度稳定剂的方法。例如，胜利油田和中原油田分别制定了压裂液温度稳定剂的评价方法。

在胜利油田制定的技术规范(Q/SLCG 0030-2013压裂液用温度稳定剂技术要求)中，通过将压裂液加入MARS-III高温高压旋转流变仪中，设定升温速率为3.0℃±0.2℃，对样品进行加热，同时以170s^-1的剪切速率对样品进行持续剪切，并测试表观粘度，样品的表观粘度随升温和剪切而降低，待表观粘度降至50mpa·s时所指示的温度为抗温能力，记为T₁；加入温度稳定剂后，重复上述步骤，待表观粘度降至50mpa·s时所指示的温度为抗温能力，记为T₂；利用(T₂-T₁)值评价温度稳定剂的效果，以(T₂-T₁)≥10℃作为温度稳定剂的技术指标。

在中原油田制定的技术规范(Q/SH10250580-2008压裂用温度稳定剂)中，在120℃下以170s^-1的剪切速率对样品进行持续剪切60min，以加入温度稳定剂前后粘度的变化作为温度稳定剂的评价方法，并以能够使得压裂液的粘度提高40mpa·s作为压裂液温度稳定剂的技术指标。

从上述评价温度稳定剂效果的方法可以看出，胜利油田的技术规范是通过粘温曲线测定温度稳定剂对压裂液能够保持粘度的最高温度影响，中原油田的技术规范是测定温度稳定剂对压裂液粘度的影响。这两个技术规范中对压裂液温度稳定剂的评价方法不能表达温度稳定剂定义的内涵和实质作用。因而，不能在此基础上制定温度稳定剂的技术指标。