專利名稱：壓裂液添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種添加劑，具體地說，是涉及一種壓裂液添加劑。
背景技術(shù)：
壓裂液(fracturing fluid)是水力壓裂改造油氣層過程中的工作液，起著傳遞壓 力、形成和延伸裂縫、攜帶支撐劑的作用。壓裂液及其性能是影響壓裂成敗的重要因素，對 大型壓裂來說這個(gè)因素更為突出。壓裂液及其性能對能否造出一條足夠尺寸的，有足夠?qū)?流能力的填砂裂縫是有密切關(guān)系的。在壓裂施工的各項(xiàng)費(fèi)用中，壓裂液要占1/2或更多，使 用恰當(dāng)性能的壓裂液也是提高壓裂經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。壓裂液是一個(gè)總稱，按照在不同階段注入井內(nèi)的壓裂液所起的作用，壓裂液組成 分為以下3類(1)前置液即不含支撐劑的壓裂液，用于形成和延伸地層裂縫，為支撐劑進(jìn)入地 層建立必要的空間，同時(shí)可以降低地層溫度以保持壓裂液粘度(2)攜砂液用于進(jìn)一步延伸裂縫，將支撐劑帶入壓裂裂縫預(yù)定位置，充填裂縫而 形成高滲透支撐裂縫帶。攜砂液實(shí)質(zhì)是一種混有支撐劑的壓裂液，用量很大，視地層情況、 液體性能和改造規(guī)模而定；(3)頂替液用于將井筒內(nèi)攜砂液全部頂入地層裂縫，避免井底沉砂。對于占液量絕大部分的前置液及攜砂液都應(yīng)具備一定的造縫能力并使壓裂后的 裂縫壁面及填砂裂縫有足夠的導(dǎo)流能力，這樣它們必須具備如下的性能要求(1)濾失少這是造長縫、寬縫的重要性能。壓裂液的濾失性主要取決于它的粘度 與造壁性，粘度高則濾失少。在壓裂液中添加降濾失劑能改善造壁性，大大減少濾失量。(2)懸砂能力強(qiáng)壓裂液的懸砂能力主要取決于粘度，壓裂液只要有足夠高的粘 度，砂子即可完全懸浮，這對砂子在縫中的分布是非常有利的。(3)摩阻低壓裂液在管道中的摩阻越小，則在設(shè)備功率一定的條件下利用來造 縫的有效功率越多。摩阻過高不僅降低了設(shè)備的利用效率，甚至由于井口壓力過高而限制 了施工。(4)熱穩(wěn)定性和抗剪切穩(wěn)定性保證液體不能由于溫度升高或在機(jī)械剪切作用下 而使粘度大幅度降低。(5)配伍性壓裂液進(jìn)入地層后與地層中的巖石礦物接觸，不應(yīng)起不利于油氣滲 濾的物理或化學(xué)反應(yīng)，例如不要引起粘土膨脹或發(fā)生沉淀而堵塞地層。這種配伍性的要求 是非常重要的，往往有些低滲地層壓裂后效果不佳，有部分原因就是由于配伍性不好造成 的。(6)破膠快速、徹底保證壓裂液施工后能快速返排，提高施工效率。(7)殘?jiān)康徒档蛪毫岩簹堅(jiān)鼘Φ貙拥膫Α?8)貨源廣便于配制，成本適中，經(jīng)濟(jì)上切實(shí)可行?；谏鲜鲆螅绻麅H僅使用現(xiàn)有的壓裂液，是難以完全滿足的，因此，必須要在現(xiàn)有的壓裂液中添加能夠滿足要求的添加劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種壓裂液添加劑，將其添加到壓裂液中，提高壓裂液的 性能，使其滿足使用環(huán)境對其的要求。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下壓裂液添加劑，其特征在于，包括乳化劑、稠化劑、交聯(lián)劑、降濾失劑、破膠劑、助排 劑、粘土穩(wěn)定劑，其質(zhì)量比為7 4 4 50 3 2 30。所述稠化劑為GHPG。 所述交聯(lián)劑為有機(jī)硼交聯(lián)劑SQ-I。所述降濾失劑為柴油。所述破膠劑為過硫酸氨。所述助排劑為QX-I。所述粘土穩(wěn)定劑由KCI和DATC組成，且KCI和DATC的質(zhì)量比為2 1。本發(fā)明主要用于壓裂液中，對壓裂液起到提升效果的作用。在本發(fā)明中，乳化劑主 要用于降低兩種液體之間的界面張力，本發(fā)明使用了 0P-10作為乳化劑，0P-10具有很高的 乳化穩(wěn)定性、抗鹽性、和耐溫性。稠化劑是壓裂液的作用是提高水相粘度，降低液體濾失、懸 浮和攜帶支撐劑。降濾失劑對Cl及C2沒有太大影響，其目的在于有效地降低壓裂液的造 壁性濾失系數(shù)，降低壓裂液的綜合濾失系數(shù)。破膠劑的作用是在壓裂液完成造縫和攜砂，形 成永久性的填砂裂縫后，使壓裂液迅速破膠降粘，變成近似清水的破膠水化液從地層排出。 減少水化液在地層里的停留時(shí)間和殘?jiān)?，也就減少了儲層及填砂裂縫滲透率損害的可能 性。壓裂液破膠水化液的粘度越低，對地層損害越小。水化液粘度高，將增加返排過程中殘 液通過裂縫孔道的阻力，降低排液速度和排液量，增加滯留時(shí)間。破膠水化液的粘度主要受 破膠劑影響，因此，在一定條件下，破膠劑濃度越高，水化液粘度越低。助排劑的助排作用可 以使多個(gè)液滴或氣泡通過多個(gè)吼道時(shí)，降低附加阻力，特別是吼道半徑很小時(shí)，效果尤其明 顯，其原理在于降低油(氣)水表界面張力，增大與巖石接觸角，降低毛細(xì)管阻力，從而提高 壓裂液返排效率。粘土穩(wěn)定劑用于防止油氣層中粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移。本發(fā)明主要用于壓裂液中，特別是交聯(lián)水包油乳化壓裂液中，其有益效果在于降 低殘?jiān)⒃黾诱辰幽芰?，降低濃縮膠對支撐裂縫的傷害，使壓裂液徹底破膠。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。壓裂液添加劑，包括乳化劑、稠化劑、交聯(lián)劑、降濾失劑、破膠劑、助排劑、粘土穩(wěn)定 劑，其質(zhì)量比為7 4 4 50 3 2 30。所述稠化劑為GHPG。所述交聯(lián)劑為有機(jī)硼交聯(lián)劑SQ-1。機(jī)硼交聯(lián)劑SQ-I具有明顯的延遲交聯(lián)特性， 且隨基液PH值的增加，延遲交聯(lián)時(shí)間越長，有機(jī)硼絡(luò)合物交聯(lián)GHPG反應(yīng)首先是有機(jī)硼絡(luò)合 物多級電離，緩慢產(chǎn)生硼酸鹽離子B(OH)-4，再與GHPG分子鏈上的鄰位順式羥基作用，形成 1 1和2 1結(jié)構(gòu)，即交聯(lián)的三維網(wǎng)狀凍膠。有機(jī)硼絡(luò)合物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，不易離解，具有明顯的延遲交聯(lián)的作用。所述降濾失劑為柴油。使用壓裂液降濾失劑的一般原則如下(1)泡沫壓裂液和聚合物乳化壓裂液中可不加降濾失劑；(2)當(dāng)儲層氣體滲透率小于0.01X 10-3 μ m2,油相滲透率小于0. 1 X 10-3 μ m2時(shí)， 可不加降濾失劑或不必特別篩選降濾失劑；(3)當(dāng)儲層氣體滲透率大于0. 01 X 10-3 μ m2而小于1 X 10-3 μ m2,油相滲透率大 于0. 1 X 10-3 μ m2而小于10 X 10-3 μ m2時(shí)，可使用液態(tài)或液態(tài)加固態(tài)降濾失劑；(4)當(dāng)儲層氣體滲透率大于IX 10-3 μ m2，油相滲透率大于10 X 10-3 μ m2時(shí)，可使 用0. 4% 0. 7%的固態(tài)降濾失劑；(5)若地層有天然裂縫，縫寬小于50 μ m時(shí)所用固態(tài)降濾失劑的粒徑應(yīng)在200目左 右，縫寬大于50 μ m時(shí)粒徑應(yīng)在100目左右；如裂縫壓力與油藏壓力差在14MPa以上，則應(yīng) 大量使用降濾失劑。所述破膠劑為過硫酸氨。破膠劑的起始作用時(shí)間是影響壓裂液攜砂、造縫作用的 最重要性能之一。破膠劑在造縫之前就開始起破膠作用，加上泵送過程中的剪切降解作用 的影響，造成壓裂液粘度提前損失，達(dá)不到造長裂縫對壓裂液粘度的要求。相反，如果壓裂 造縫階段完成之后破膠劑不能及時(shí)發(fā)揮破膠作用，壓裂液在地層的駐留時(shí)間長，會增加壓 裂液造成地層傷害的可能性。普通破膠劑加量過大，會使壓裂液提前破膠降粘，影響壓裂液 的造縫作用；破膠劑加量過小，破膠效果差，破膠不徹底，將導(dǎo)致壓裂液破膠后殘?jiān)扛撸?造成地層孔隙堵塞，使填砂裂縫滲透率降低，導(dǎo)流能力下降。此外，破膠不徹底造成殘液粘 度高，返排困難，返排率低，壓裂液滯留地層形成水鎖和混相流動，增加油流阻力，壓裂處理 效果降低，甚至達(dá)不到壓裂的目的。所述助排劑為QX-I。所述粘土穩(wěn)定劑由KCI和DATC組成，KCI和DATC的質(zhì)量比為2 1。無機(jī)鹽粘土 穩(wěn)定劑中最常用的是KC1，K+的大小適合嵌入粘土礦物相鄰晶層間的氧原子網(wǎng)格形成的空 穴中，起到連接作用，同時(shí)與周圍的氧原子配位，因此，這種連接作用十分牢固，可阻止其他 陽離子的交換作用，使粘土顆粒堆積的各層片晶保持凝結(jié)或濃縮狀態(tài)，從而阻止粘土顆粒 的膨脹分散。但KCl是暫時(shí)性的粘土穩(wěn)定劑，幾乎不能阻止粘土與低含鹽量水連續(xù)接觸或 受到?jīng)_刷時(shí)發(fā)生的微粒運(yùn)移。
權(quán)利要求
1.壓裂液添加劑，其特征在于，包括乳化劑、稠化劑、交聯(lián)劑、降濾失劑、破膠劑、助排 劑、粘土穩(wěn)定劑，其質(zhì)量比為7 4 4 50 3 2 30。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液添加劑，其特征在于，所述稠化劑為GHPG。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液添加劑，其特征在于，所述交聯(lián)劑為有機(jī)硼交聯(lián)劑 SQ-I。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液添加劑，其特征在于，所述降濾失劑為柴油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液添加劑，其特征在于，所述破膠劑為過硫酸氨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液添加劑，其特征在于，所述助排劑為QX-I。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液添加劑，其特征在于，所述粘土穩(wěn)定劑由KCI和DATC 組成，KCI和DATC的質(zhì)量比為2 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓裂液添加劑，屬于壓裂液技術(shù)，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)中壓裂液難以滿足環(huán)境要求的問題。該交聯(lián)水包油乳化壓裂液添加劑，其特征在于，包括乳化劑、稠化劑、交聯(lián)劑、降濾失劑、破膠劑、助排劑、粘土穩(wěn)定劑，其質(zhì)量比為7∶4∶4∶50∶3∶2∶30。本發(fā)明能夠在很大程度上提高壓裂液的使用效果，使壓裂液徹底破膠，并增加粘接能力。
文檔編號C09K8/62GK102093870SQ20091021675
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者黃友華 申請人:武侯區(qū)巔峰機(jī)電科技研發(fā)中心