本发明涉及压裂液技术领域，是一种可回收压裂液及其制备方法和使用方法。
背景技术：
随着低渗透气田勘探开发的深入，大批低渗超低渗储层进入规模开发阶段，水平井压裂和体积压裂等大规模压裂方式已逐渐成为油气田开发的主体技术。伴随着压裂规模的扩大，压后返排液的数量也急剧增大，给环保带来巨大压力。国内目前关于可回收压裂液体系研究报道集中于低分子植物胶、聚合物及复合清洁压裂液等方面，特别是常规羟丙基瓜胶压裂返排液无法重复利用，造成资源的浪费和环境污染；专利CN1699499A介绍了一种低分子环保型压裂液，由低分子稠化剂、交联剂、水、pH调节剂、原油破乳剂、表面活性剂、粘土稳定剂、杀菌剂等构成，无需使用破胶剂，对压裂液的返排液进行回收，可以重新作为压裂液使用，主要用于油井中，但压裂液的返排液只能存放一段时间后容易变质失效，只能存放10天左右。
技术实现要素：
本发明提供了一种可回收压裂液及其制备方法和使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有可回收压裂液易变质失效存放时间短，常规羟丙基瓜胶压裂返排液无法重复利用造成资源的浪费和环境污染的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种可回收压裂液，原料按质量百分比含有改性瓜尔胶0.2%至0.5%、氯化钾1.0%至3.5%、助排剂0.3%至0.6%、有机粘土稳定剂0.2%至0.5%、起泡剂0.15%至0.5%、杀菌剂0.05%至0.2%、pH调节剂0.03%至0.08%、余量为水。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述可回收压裂液按下述方法得到：第一步，在所需量的水中加入所需量的氯化钾混合均匀得到第一混合液；第二步，在第一混合液中加入所需量的改性瓜尔胶混合均匀得到第二混合液；第三步，在第二混合液中依次加入所需量的杀菌剂、助排剂、起泡剂、有机粘土稳定剂和pH调节剂混合均匀后，得到可回收压裂液。
上述改性瓜尔胶为羟丙基瓜尔胶，改性瓜尔胶的分子量为20×104至35×104；或/和，pH调节剂为碳酸钠或氢氧化钾或氢氧化钠。
上述有机粘土稳定剂为Gemini阳离子表面活性剂、聚甲基丙烯酰胺和聚丙烯酸盐按质量比为2:1:1混合得到；或/和，杀菌剂为阳离子表面活性剂、过氧乙酸和分散剂按质量比为1:1:8混合得到。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种可回收压裂液的制备方法，按下述步骤进行：第一步，在所需量的水中加入所需量的氯化钾混合均匀得到第一混合液；第二步，在第一混合液中加入所需量的改性瓜尔胶混合均匀得到第二混合液；第三步，在第二混合液中依次加入所需量的杀菌剂、助排剂、起泡剂、有机粘土稳定剂和pH调节剂混合均匀后，得到可回收压裂液。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述改性瓜尔胶为羟丙基瓜尔胶，改性瓜尔胶的分子量为20×104至35×104；或/和，pH调节剂为碳酸钠或氢氧化钾或氢氧化钠。
上述有机粘土稳定剂为Gemini阳离子表面活性剂、聚甲基丙烯酰胺和聚丙烯酸盐按质量比为2:1:1混合得到；或/和，杀菌剂为阳离子表面活性剂、过氧乙酸和分散剂按质量比为1:1:8混合得到。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种可回收压裂液的使用方法，按下述步骤进行：第一步，压裂作业时，在可回收压裂液中加入交联剂、交联调节剂和破胶剂并混合均匀得到一次冻胶，然后将一次冻胶泵入地层进行压裂作业，其中：交联剂的加入量为一次冻胶质量的0.15%至0.30%，交联调节剂的加入量为一次冻胶质量的0.1%至0.5%，破胶剂的加入量为一次冻胶质量的0.02%至0.08%；第二步，压裂施工后，收集压裂返排液，压裂返排液经除杂过滤后，按可回收压裂液的原料配比补充所需原料并混合均匀，得到二次可回收压裂液；第三步，再次压裂作业时，在二次可回收压裂液中补充交联剂、交联调节剂和破胶剂并混合均匀得到二冻胶，交联剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.15%至0.30%，交联调节剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.1%至0.5%，破胶剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.02%至0.08%，然后将二次冻胶泵入地层进行二次压裂作业；第四步，重复第二步和第三步操作。
下面是对上述发明技术方案之三的进一步优化或/和改进：
上述交联调节剂为碳酸氢钠、乙二胺四乙酸、氨基三甲叉膦酸、柠檬酸钠和水混合后得到，其中：按质量百分比交联调节剂中碳酸氢钠0.05%至2.5%、乙二胺四乙酸8%至22%、氨基三甲叉膦酸13%至25%、柠檬酸钠2%至10%、余量为水。
上述交联剂为硼砂、乙二醇、三乙醇胺、氢氧化钠、碳酸钠和水混合后得到，其中：按质量百分比交联剂中硼砂12%至35%、乙二醇4.5%至25%、三乙醇胺5%至20%、氢氧化钠0.02%至0.12%、碳酸钠0.5%至1.5%、余量为水；或/和，破胶剂为过硫酸钠或过硫酸铵。
上述可回收压裂液按下述方法得到：第一步，在所需量的水中加入所需量的氯化钾混合均匀得到第一混合液；第二步，在第一混合液中加入所需量的改性瓜尔胶混合均匀得到第二混合液；第三步，在第二混合液中依次加入所需量的杀菌剂、助排剂、起泡剂、有机粘土稳定剂和pH调节剂混合均匀后，得到可回收压裂液。
上述改性瓜尔胶为羟丙基瓜尔胶，改性瓜尔胶的分子量为20×104至35×104；或/和，pH调节剂为碳酸钠或氢氧化钾或氢氧化钠。
上述有机粘土稳定剂为Gemini阳离子表面活性剂、聚甲基丙烯酰胺和聚丙烯酸盐按质量比为2:1:1混合得到；或/和，杀菌剂为阳离子表面活性剂、过氧乙酸和分散剂按质量比为1:1:8混合得到。
本发明可回收压裂液压裂施工后收集的压裂返排液稳定性好，不易变质失效，可存放25天至35天，较现有可回收压裂液大大延长了存放时间；同时，本发明可回收压裂液压裂施工后收集的压裂返排液可循环使用30井次至35井次，大大降低了生产成本，减少了资源的浪费和环境污染。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
实施例1，该可回收压裂液原料按质量百分比含有改性瓜尔胶0.2%至0.5%、氯化钾1.0%至3.5%、助排剂0.3%至0.6%、有机粘土稳定剂0.2%至0.5%、起泡剂0.15%至0.5%、杀菌剂0.05%至0.2%、pH调节剂0.03%至0.08%、余量为水。
实施例2，该可回收压裂液原料按质量百分比含有改性瓜尔胶0.2%或0.5%、氯化钾1.0%或3.5%、助排剂0.3%或0.6%、有机粘土稳定剂0.2%或0.5%、起泡剂0.15%或0.5%、杀菌剂0.05%或0.2%、pH调节剂0.03%或0.08%、余量为水。
实施例3，该可回收压裂液按下述制备方法得到：第一步，在所需量的水中加入所需量的氯化钾混合均匀得到第一混合液；第二步，在第一混合液中加入所需量的改性瓜尔胶混合均匀得到第二混合液；第三步，在第二混合液中依次加入所需量的杀菌剂、助排剂、起泡剂、有机粘土稳定剂和pH调节剂混合均匀后，得到可回收压裂液。
实施例4，该可回收压裂液的使用方法按下述步骤进行：第一步，压裂作业时，在可回收压裂液中加入交联剂、交联调节剂和破胶剂并混合均匀得到一次冻胶，然后将一次冻胶泵入地层进行压裂作业，其中：交联剂的加入量为一次冻胶质量的0.15%至0.30%，交联调节剂的加入量为一次冻胶质量的0.1%至0.5%，破胶剂的加入量为一次冻胶质量的0.02%至0.08%；第二步，压裂施工后，收集压裂返排液，压裂返排液经除杂过滤后，按可回收压裂液的原料配比补充所需原料并混合均匀，得到二次可回收压裂液；第三步，再次压裂作业时，在二次可回收压裂液中补充交联剂、交联调节剂和破胶剂并混合均匀得到二冻胶，交联剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.15%至0.30%，交联调节剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.1%至0.5%，破胶剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.02%至0.08%，然后将二次冻胶泵入地层进行二次压裂作业；第四步，重复第二步和第三步操作。除杂过滤可为直接过滤，也可为按现有技术除杂后再过滤。第二步中，压裂返排液经除杂过滤后，按可回收压裂液的原料配比补充所需原料并混合均匀，即按可回收压裂液原料按质量百分比含有改性瓜尔胶0.2%至0.5%、氯化钾1.0%至3.5%、助排剂0.3%至0.6%、有机粘土稳定剂0.2%至0.5%、起泡剂0.15%至0.5%、杀菌剂0.05%至0.2%、pH调节剂0.03%至0.08%、余量为水，进行补充原料。
实施例5，作为上述实施例的优化，交联调节剂为碳酸氢钠、乙二胺四乙酸、氨基三甲叉膦酸、柠檬酸钠和水混合后得到，其中：按质量百分比交联调节剂中碳酸氢钠0.05%至2.5%、乙二胺四乙酸8%至22%、氨基三甲叉膦酸13%至25%、柠檬酸钠2%至10%、余量为水。
实施例6，作为上述实施例的优化，交联剂为硼砂、乙二醇、三乙醇胺、氢氧化钠、碳酸钠和水混合后得到，其中：按质量百分比交联剂中硼砂12%至35%、乙二醇4.5%至25%、三乙醇胺5%至20%、氢氧化钠0.02%至0.12%、碳酸钠0.5%至1.5%、余量为水；或/和，破胶剂为过硫酸钠或过硫酸铵。该交联剂最高使用温度可达140℃。
实施例7，作为上述实施例的优化，改性瓜尔胶为羟丙基瓜尔胶，改性瓜尔胶的分子量为20×104至35×104；或/和，pH调节剂为碳酸钠或氢氧化钾或氢氧化钠。
实施例8，作为上述实施例的优化，有机粘土稳定剂为Gemini阳离子表面活性剂、聚甲基丙烯酰胺和聚丙烯酸盐按质量比为2:1:1混合得到；或/和，杀菌剂为阳离子表面活性剂、过氧乙酸和分散剂按质量比为1:1:8混合得到。
实施例9，该可回收压裂液的使用方法按下述步骤进行：第一步，压裂作业时，在可回收压裂液中加入交联剂、交联调节剂和破胶剂并混合均匀得到一次冻胶，然后将一次冻胶泵入地层进行压裂作业，其中：交联剂的加入量为一次冻胶质量的0.20%，交联调节剂的加入量为一次冻胶质量的0.3%，破胶剂的加入量为一次冻胶质量的0.03%；第二步，压裂施工后，收集压裂返排液，压裂返排液经除杂过滤后，按可回收压裂液的原料配比补充所需原料并混合均匀，得到二次可回收压裂液；第三步，再次压裂作业时，在二次可回收压裂液中补充交联剂、交联调节剂和破胶剂并混合均匀得到二冻胶，交联剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.15%至0.30%，交联调节剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.1%至0.5%，破胶剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.02%至0.08%，然后将二次冻胶泵入地层进行二次压裂作业；第四步，重复第二步和第三步操作。
本实施例9中可回收压裂液原料按质量百分比含有改性瓜尔胶0.25%、氯化钾1.8%、助排剂0.4%、有机粘土稳定剂0.2%、起泡剂0.3%、杀菌剂0.05%、pH调节剂0.03%、余量为水；交联调节剂为碳酸氢钠、乙二胺四乙酸、氨基三甲叉膦酸、柠檬酸钠和水混合后得到，其中：按质量百分比交联调节剂中碳酸氢钠0.08%、乙二胺四乙酸10%、氨基三甲叉膦酸15%、柠檬酸钠5%、余量为水；交联剂为硼砂、乙二醇、三乙醇胺、氢氧化钠、碳酸钠和水混合后得到，其中：按质量百分比交联剂中硼砂15%、乙二醇10%、三乙醇胺7%、氢氧化钠0.07%、碳酸钠0.85%、余量为水。该交联剂最高使用温度140℃。本实施例9中压裂施工后收集的压裂返排液稳定性好，不易变质失效，可存放30天，较现有可回收压裂液大大延长了存放时间；同时，本实施例9中压裂施工后收集的压裂返排液可循环使用30井次，累计回收再利用压裂液1.5×104立方米，节约化工料成本300余万元，大大降低了生产成本，减少了资源的浪费和环境污染。
实施例10，该可回收压裂液的使用方法按下述步骤进行：第一步，压裂作业时，在可回收压裂液中加入交联剂、交联调节剂和破胶剂并混合均匀得到一次冻胶，然后将一次冻胶泵入地层进行压裂作业，其中：交联剂的加入量为一次冻胶质量的0.23%，交联调节剂的加入量为一次冻胶质量的0.4%，破胶剂的加入量为一次冻胶质量的0.06%；第二步，压裂施工后，收集压裂返排液，压裂返排液经除杂过滤后，按可回收压裂液的原料配比补充所需原料并混合均匀，得到二次可回收压裂液；第三步，再次压裂作业时，在二次可回收压裂液中补充交联剂、交联调节剂和破胶剂并混合均匀得到二冻胶，交联剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.15%至0.30%，交联调节剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.1%至0.5%，破胶剂在二次冻胶中的质量百分含量为0.02%至0.08%，然后将二次冻胶泵入地层进行二次压裂作业；第四步，重复第二步和第三步操作。
本实施例10中可回收压裂液原料按质量百分比含有改性瓜尔胶0.4%、氯化钾2.8%、助排剂0.45%、有机粘土稳定剂0.4%、起泡剂0.4%、杀菌剂0.15%、pH调节剂0.06%、余量为水；交联调节剂为碳酸氢钠、乙二胺四乙酸、氨基三甲叉膦酸、柠檬酸钠和水混合后得到，其中：按质量百分比交联调节剂中碳酸氢钠1.3%、乙二胺四乙酸18%、氨基三甲叉膦酸21%、柠檬酸钠9%、余量为水；交联剂为硼砂、乙二醇、三乙醇胺、氢氧化钠、碳酸钠和水混合后得到，其中：按质量百分比交联剂中硼砂23%、乙二醇21%、三乙醇胺16%、氢氧化钠0.09%、碳酸钠1.2%、余量为水。本实施例10中压裂施工后收集的压裂返排液稳定性好，不易变质失效，可存放32天，较现有可回收压裂液大大延长了存放时间；同时，本实施例10中压裂施工后收集的压裂返排液可循环使用33井次，累计回收再利用压裂液1.6×104立方米，节约化工料成本310余万元，大大降低了生产成本，减少了资源的浪费和环境污染。
实施例11，量取1000mL清水，加入18g氯化钾，电动机搅拌机搅拌充分溶解后，加入4.5g羟丙基瓜尔胶，充分溶胀增粘后，依次加入0.12g杀菌剂、3.5g助排剂、4.2g起泡剂、4.0g有机粘土稳定剂、0.5g pH调节剂，经充分搅拌后，得到可回收压裂液。
取实施例11得到的100mL可回收压裂液，加入0.22g交联剂、0.15g交联调节剂，充分搅拌后得到冻胶，经RS6000哈克流变仪检测耐温剪切性能，85℃，170s-1剪切速率条件下，90min粘度维持在320mPa·s以上；另取实施例11得到的100mL可回收压裂液，加入0.22g交联剂、0.15g交联调节剂，充分搅拌后得到冻胶，加入破胶剂0.017g，在85℃条件下充分破胶后，破胶液粘度＜5mPa·s，破胶液冷却后，再加入0.25g羟丙基瓜尔胶充分搅拌增粘后，加入0.15g pH调节剂、0.25g交联调节剂、0.20g交联剂，充分搅拌重新形成冻胶，可循环进行压裂作业，实现了压裂液的回收再利用。实施例11得到的可回收压裂液可用于80℃至90℃地层温度条件下的油气井压裂改造中，且稳定性好。
实施例12，量取1000mL清水，加入20g氯化钾，电动机搅拌机搅拌充分溶解后，加入4.8g羟丙基瓜尔胶，充分溶胀增粘后，依次加入0.12g杀菌剂、3.5g助排剂、4.2g起泡剂、4.5g有机粘土稳定剂、0.5gpH调节剂，经充分搅拌后，得到可回收压裂液。
取实施例12得到的100mL可回收压裂液，加入0.27g交联剂、0.15g交联调节剂，充分搅拌后制的冻胶，经RS6000哈克流变仪检测耐温剪切性能，95℃，170s-1剪切速率条件下，90min粘度维持在360mPa·s以上。另取实施例12得到的100mL可回收压裂液，加入0.27g交联剂、0.15g交联调节剂，充分搅拌后制的冻胶，加入破胶剂0.015g，在95℃条件下充分破胶后，破胶液粘度＜5mPa·s，破胶液冷却后，再加入0.22g羟丙基瓜尔胶充分搅拌增粘后，加入0.15gpH调节剂、0.27g交联调节剂、0.22g交联剂，充分搅拌重新形成冻胶，实现了压裂液的回收再利用。实施例12得到的可回收压裂液可用于90℃至100℃地层温度条件下的油气井压裂改造中，且稳定性好。
本发明的优点：（1）采用常规羟丙基瓜尔胶为稠化剂，降低了经一步进行瓜胶改性的成本，实现了瓜胶大分子稠化剂压裂液体系的回收再利用；（2）压裂施工后，将压裂返排液收集，经过除杂过滤后，向液体中补充部分用料，再次压裂施工时，再补充交联剂、交联调节剂和破胶剂，使压裂液体系性能与原始压裂液性能相当，压裂液体系耐温耐剪切及携砂性能良好；（3）采用屏蔽及螯合技术，有效避开地层返出的金属离子、非金属离子对压裂液pH值、二次交联、耐温耐剪切等性能的影响；（4）该可回收压裂液重复利用次数不影响压裂液性能，大大降低施工现场用水量，节约化工料成本，减少了资源的浪费和环境污染。
综上所述，本发明可回收压裂液压裂施工后收集的压裂返排液稳定性好，不易变质失效，可存放25天至35天，较现有可回收压裂液大大延长了存放时间；同时，本发明可回收压裂液压裂施工后收集的压裂返排液可循环使用30井次至35井次，大大降低了生产成本，减少了资源的浪费和环境污染。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。