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CN106590611A - 交联缔合聚合物压裂液及其生产方法 - Google Patents

交联缔合聚合物压裂液及其生产方法 Download PDF

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CN106590611A
CN106590611A CN201611012484.7A CN201611012484A CN106590611A CN 106590611 A CN106590611 A CN 106590611A CN 201611012484 A CN201611012484 A CN 201611012484A CN 106590611 A CN106590611 A CN 106590611A
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李金霖
何鹏
贺建
程德惠
李彦林
谢杰
胡尚明
王成君
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Xinjiang Zhengtong Oil & Gas Co Ltd
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Abstract

本发明涉及压裂液技术领域，是一种交联缔合聚合物压裂液及其生产方法；原料按重量份数包括缔合聚合物稠化剂0.3份至0.6份、交联剂0.5份至2 份、助排剂0.2份至1份、破胶剂0.05份至0.5份、粘土稳定剂0.1份至1份、水94.9份至98.85份。本发明公开了一种交联缔合聚合物压裂液及其生产方法，本发明使用非金属交联剂，在中性条件下将缔合聚合物分子交联起来，形成一种具有粘度适中，即适合支撑剂的混入分散，又保证其支撑剂的携带作用、低摩阻、无残渣、不易腐败、易破胶的清洁型交联缔合聚合物压裂液。

Description

交联缔合聚合物压裂液及其生产方法
技术领域
本发明涉及压裂液技术领域，是一种交联缔合聚合物压裂液及其生产方法。
背景技术
油井增产、水井增注，常见的工艺措施是对油水井进行压裂酸化。其中在压裂工艺中，压裂液主要分为三类：油基压裂液，特点是适用于低温、低压、低渗高水敏油层，如中国专利公开号为CN1258709公开了一种交联剂为铝酸钠，分散介质为柴油或轻质原油，但此油基压裂液的缺陷是：成本高；交联剂为含铝化物，返排液对油层及地面环境形成一定的污染；施工危险程度高，易发生火灾；不适用高温、高压、深井的压裂改造；植物胶压裂液，常用的为羟丙基胍胶压裂液，特点：水基压裂液应用最为广泛，尤其是开发了有机硼交联剂与胶囊破胶剂以来，基本能够满足中、高温地层压裂改造的需要，水基压裂液大多采用植物种子作为稠化剂（如香豆胶、瓜尔胶或其改性产物），如中国专利公开号为CN1524920A、CN104560003A公开了交联剂主要为硼离子、锆离子、钛离子等，因此植物胶压裂液的缺陷是：植物胶稠化剂在水中易腐败变质，在无杀菌剂的情况下，在环境温度高于25℃时，48小时压裂液的腐败率可达60%以上；使用重金属物质作为交联剂，其破胶液可对油层及地面环境造成一定的污染；水基压裂液常引起目的层粘土膨胀，最终影响油气产量。清洁聚合物压裂液，特点主要为压裂液中无残渣，对油层伤害小，交联剂为重金属离子，如中国专利公开号为CN102838781A、CN1323127C公开了交联剂为有机铬或锆，pH值调节剂为氢氧化钠或盐酸、乙酸；因此聚合物压裂液的缺陷是：使用重金属离子作为交联剂，使破胶液含有重金属离子，这些重金属离子可能对油层及地面环境造成一定的污染；压裂液pH值为酸性或碱性，易使油层中的酸碱敏矿物发生酸碱敏伤害，影响压裂增产效果。
发明内容
本发明提供了一种交联缔合聚合物压裂液及其生产方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有技术的压裂液其交联剂均为金属离子对油层及地面环境造成污染的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种交联缔合聚合物压裂液，原料按重量份数包括缔合聚合物稠化剂0.3份至0.6份、交联剂0.5份至2 份、助排剂0.2份至1份、破胶剂0.05份至0.5份、粘土稳定剂0.1份至1份、水94.9份至98.85份。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述缔合聚合物稠化剂为CGR-7油气田清洁压裂缔合型稠化剂。
上述甜菜碱表面活性剂为油酸酰胺丙基甜
上述交联剂为甜菜碱表面活性剂。菜碱和芥酸酰胺丙基甜菜碱中的一种以上。
上述助排剂为氟碳链表面活性剂；或/和，破胶剂为过硫酸铵和过硫酸钠中的一种以上；或/和，粘土稳定剂为氯化铵、氯化钾和季胺盐类粘土稳定剂中的一种以上。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种交联缔合聚合物压裂液的生产方法，按下述方法进行：将所需量的缔合聚合物稠化剂、粘土稳定剂、助排剂、交联剂和破胶剂依序加入水中即得到交联缔合聚合物压裂液。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述缔合聚合物稠化剂为CGR-7油气田清洁压裂缔合型稠化剂。
上述交联剂为甜菜碱表面活性剂。
上述甜菜碱表面活性剂为油酸酰胺丙基甜菜碱和芥酸酰胺丙基甜菜碱中的一种以上。
上述助排剂为氟碳链表面活性剂；或/和，破胶剂为过硫酸铵和过硫酸钠中的一种以上；或/和，粘土稳定剂为氯化铵、氯化钾和季胺盐类粘土稳定剂中的一种以上。
本发明公开了一种交联缔合聚合物压裂液及其生产方法，本发明使用非金属交联剂，在中性条件下将缔合聚合物分子交联起来，形成一种具有粘度适中，即适合支撑剂的混入分散，又保证其支撑剂的携带作用、低摩阻、无残渣、不易腐败、易破胶的清洁型交联缔合聚合物压裂液。
附图说明
附图1为35℃本发明交联缔合物压裂液面耐温剪切曲线图。
附图2为60℃本发明交联缔合物压裂液面耐温剪切曲线图。
附图3为80℃本发明交联缔合物压裂液面耐温剪切曲线图。
附图4为100℃本发明交联缔合物压裂液面耐温剪切曲线图。
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。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1，该交联缔合聚合物压裂液，原料按重量份数包括缔合聚合物稠化剂0.3份至0.6份、交联剂0.5份至2 份、助排剂0.2份至1份、破胶剂0.05份至0.5份、粘土稳定剂0.1份至1份、水94.9份至98.85份。
实施例2，该交联缔合聚合物压裂液，原料按重量份数包括缔合聚合物稠化剂0.3份或0.6份、交联剂0.5份或2 份、助排剂0.2份或1份、破胶剂0.05份或0.5份、粘土稳定剂0.1份或1份、水94.9份或98.85份。
实施例3，该交联缔合聚合物压裂液的生产方法，按下述方法进行：将所需量的缔合聚合物稠化剂、粘土稳定剂、助排剂、交联剂和破胶剂依序加入水中即得到交联缔合聚合物压裂液。通过本方法得到的本发明交联缔合聚合物压裂液采用非金属交联剂，将缔合聚合物分子交联起来，形成一种具有粘度适中，低摩阻、无残渣、不易腐败、易破胶的清洁型交联缔合聚合物压裂液，且对油层及地面环境不会造成污染。
实施例4，作为上述实施例优化，缔合聚合物稠化剂为CGR-7油气田清洁压裂缔合型稠化剂。该稠化剂由成都健翔蜀冠科技有限公司生产。
实施例5，作为上述实施例优化，交联剂为甜菜碱表面活性剂。
实施例6，作为上述实施例优化，甜菜碱表面活性剂为油酸酰胺丙基甜菜碱和芥酸酰胺丙基甜菜碱中的一种以上。
实施例7，作为上述实施例优化，助排剂为氟碳链表面活性剂。
实施例8，作为上述实施例优化，破胶剂为过硫酸铵和过硫酸钠中的一种以上。
实施例9，作为上述实施例优化，粘土稳定剂为氯化铵、氯化钾和季胺盐类粘土稳定剂中的一种以上。
实施例10，该交联缔合聚合物压裂液，原料按重量份数包括缔合聚合物稠化剂0.3份、交联剂0.5份、助排剂0.2份、破胶剂0.05份、粘土稳定剂0.1份、水98.85份。在吴茵混调器中向98.85份的水中，加入0.1份氯化铵，搅拌溶解后加入0.3份CGR-7油气田清洁压裂缔合型稠化剂，搅拌2min溶解增粘，依次加入0.2份氟碳链表面活性剂和0.5份油酸酰胺丙基甜菜碱后，再加入0.05份过硫酸铵用玻璃棒搅拌均匀即得到本实施例交联缔合聚合物压裂液（冻胶）。本实施例得到的交联缔合聚合物压裂液在35℃下，使用RV-20型旋转粘度仪在170S-1剪切速率下，测得冻胶粘度变化结果见表1与图1。
实施例11，该交联缔合聚合物压裂液，原料按重量份数包括缔合聚合物稠化剂0.45份、交联剂1.2份、助排剂0.3份、破胶剂0.08份、粘土稳定剂0.2份、水97.77份。在吴茵混调器中向97.77份的水中，加入0.2份氯化铵，搅拌溶解后加入0.45份CGR-7油气田清洁压裂缔合型稠化剂，搅拌2min溶解增粘，依次加入0.3份氟碳链表面活性剂和1.2份油酸酰胺丙基甜菜碱与芥酸酰胺丙基甜菜碱混合物后，再加入0.08份过硫酸铵用玻璃棒搅拌均匀即得到本实施例交联缔合聚合物压裂液（冻胶）。本实施例得到的交联缔合聚合物压裂液在60℃下，使用RV-20型旋转粘度仪在170S-1剪切速率下，测得冻胶粘度变化结果见表2与图2。
实施例12，该交联缔合聚合物压裂液，原料按重量份数包括缔合聚合物稠化剂0.5份、交联剂1.7份、助排剂0.5份、破胶剂0.2份、粘土稳定剂0.5份、水96.6份。在吴茵混调器中向96.6份的水中，加入0.5份氯化铵，搅拌溶解后加入0.5份CGR-7油气田清洁压裂缔合型稠化剂，搅拌2min溶解增粘，依次加入0.5份氟碳链表面活性剂和1.7份油酸酰胺丙基甜菜碱与芥酸酰胺丙基甜菜碱混合物后，再加入0.2份过硫酸铵用玻璃棒搅拌均匀即得到本实施例交联缔合聚合物压裂液（冻胶）。本实施例得到的交联缔合聚合物压裂液在80℃下，使用RV-20型旋转粘度仪在170S-1剪切速率下，测得冻胶粘度变化结果见表3与图3。
实施例13，该交联缔合聚合物压裂液，原料按重量份数包括缔合聚合物稠化剂0.6份、交联剂2份、助排剂1份、破胶剂0.5份、粘土稳定剂1份、水94.9份。在吴茵混调器中向94.9份的水中，加入1份氯化铵，搅拌溶解后加入0.6份CGR-7油气田清洁压裂缔合型稠化剂，搅拌2min溶解增粘，依次加入1份氟碳链表面活性剂和2份油酸酰胺丙基甜菜碱与芥酸酰胺丙基甜菜碱混合物后，再加入0.5份过硫酸铵用玻璃棒搅拌均匀即得到本实施例交联缔合聚合物压裂液（冻胶）。本实施例得到的交联缔合聚合物压裂液在100℃下，使用RV-20型旋转粘度仪在170S-1剪切速率下，测得冻胶粘度变化结果见表4与图4。
从表1至表4可以看出本发明得到的交联缔合聚合物压裂液性能指标根据SYT5107-1995检测，对在其剪切温度下所对应的基液表观粘度、交联时间、破胶性能及n,k值均能达到行业标准。
本发明得到的交联缔合聚合物压裂液与现有技术压裂液性能对比见表5。从表5可以看出本发明采用非金属网状结构的交联结构方式是现有技术压裂液所没有的交联方式，本发明所得到的交联缔合聚合物压裂液成本低、交联粘度适中，在中性条件下将缔合聚合物分子交联起来，形成一种具有粘度适中，即适合支撑剂的混入分散，又保证其支撑剂的携带作用、低摩阻、无残渣、不易腐败、易破胶的清洁型交联缔合聚合物压裂液，且本发明液体配制工艺简单，现场便于操作。
本发明得到的交联缔合聚合物压裂液体系具有以下优点；
1.本发明得到的交联缔合聚合物压裂液中缔合聚合物稠化剂、交联剂、助排剂、破胶剂、粘土稳定剂间具有良好的配伍性能，与地层流体也具有很好的配伍性。
本发明得到的交联缔合聚合物压裂液破胶彻底，满足返排要求，3小时至4小时破胶液粘度小于10mPa·s。
本发明得到的交联缔合聚合物压裂液可以满足100℃以下储层的压裂施工要求。
本发明得到的交联缔合聚合物压裂液采用非金属交联剂，提高压裂工艺技术的增油效果，降低压裂液残渣对油层的伤害，同时对油层及地面环境不会造成污染。
综上所述，本发明得到的交联缔合聚合物压裂液采用非金属交联剂，在中性条件下将缔合聚合物分子交联起来，形成一种具有粘度适中，即适合支撑剂的混入分散，又保证其支撑剂的携带作用、低摩阻、无残渣、不易腐败、易破胶的清洁型交联缔合聚合物压裂液，且对油层及地面环境不会造成污染。
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。

Claims (10)

1.一种交联缔合聚合物压裂液，其特征在于原料按重量份数包括缔合聚合物稠化剂0.3份至0.6份、交联剂0.5份至2 份、助排剂0.2份至1份、破胶剂0.05份至0.5份、粘土稳定剂0.1份至1份、水94.9份至98.85份。
2.根据权利要求1所述的交联缔合聚合物压裂液，其特征在于缔合聚合物稠化剂为CGR-7油气田清洁压裂缔合型稠化剂。
3.根据权利要求1或2所述的交联缔合聚合物压裂液，其特征在于交联剂为甜菜碱表面活性剂。
4.根据权利要求3所述的交联缔合聚合物压裂液，其特征在于甜菜碱表面活性剂为油酸酰胺丙基甜菜碱和芥酸酰胺丙基甜菜碱中的一种以上。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的交联缔合聚合物压裂液，其特征在于助排剂为氟碳链表面活性剂；或/和，破胶剂为过硫酸铵和过硫酸钠中的一种以上；或/和，粘土稳定剂为氯化铵、氯化钾和季胺盐类粘土稳定剂中的一种以上。
6.一种根据权利要求1所述的交联缔合聚合物压裂液的生产方法，其特征在于按下述方法进行：将所需量的缔合聚合物稠化剂、粘土稳定剂、助排剂、交联剂和破胶剂依序加入水中即得到交联缔合聚合物压裂液。
7.根据权利要求6所述的交联缔合聚合物压裂液的生产方法，其特征在于缔合聚合物稠化剂为CGR-7油气田清洁压裂缔合型稠化剂。
8.根据权利要求6或7所述的交联缔合聚合物压裂液的生产方法，其特征在于交联剂为甜菜碱表面活性剂。
9.根据权利要求8所述的交联缔合聚合物压裂液的生产方法，其特征在于甜菜碱表面活性剂为油酸酰胺丙基甜菜碱和芥酸酰胺丙基甜菜碱中的一种以上。
10.根据权利要求6或7或8或9所述的交联缔合聚合物压裂液的生产方法，其特征在于助排剂为氟碳链表面活性剂；或/和，破胶剂为过硫酸铵和过硫酸钠中的一种以上；或/和，粘土稳定剂为氯化铵、氯化钾和季胺盐类粘土稳定剂中的一种以上。
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