專利名稱：一種酸性疏水締合物壓裂液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣藏或強(qiáng)水敏地層壓裂增產(chǎn)酸性疏水締合物壓裂液。
背景技術(shù)：
目前壓裂液體系中主要包括植物膠壓裂液、油基壓裂液、泡沫壓裂液、乳化壓裂液和粘彈性清潔壓裂液等，而使用較多的是植物膠壓裂液。壓裂液的發(fā)展趨勢是朝著高效、低傷害的方向發(fā)展。為此，20世紀(jì)90年代以來開發(fā)了無水不溶物、無殘?jiān)恼硰椥郧鍧崏毫岩?，但該體系應(yīng)用溫度較低。國外報(bào)道有使用溫度達(dá)130°C的粘彈性清潔壓裂液，但國內(nèi)報(bào)道的粘彈性清潔壓裂液的使用溫度低于100°C。植物膠壓裂液存在許多優(yōu)點(diǎn)，但該體系的水不溶物及殘?jiān)^多，對(duì)地層和裂縫的傷害較大；而且交聯(lián)條件弱堿性，增大堿含量有利于提高延緩交聯(lián)時(shí)間，易使油層中的粘土礦物發(fā)生運(yùn)移膨脹，導(dǎo)致大量微粒封堵孔喉，造成滲透率下降，傷害油層。所以對(duì)地層傷害較小的水溶性聚合物壓裂液已成為國內(nèi)外研究的熱門方向。與天然聚合物相比，這些聚合物具有增稠能力強(qiáng)、破膠性能好、殘?jiān)俚忍攸c(diǎn)，但合成聚合物壓裂液亦存在較多缺點(diǎn)，如不耐溫，剪切穩(wěn)定性差等。國內(nèi)在聚合物壓裂液研究較多，并取得較好的應(yīng)用效果，但該聚合物壓裂液亦存在一定的缺點(diǎn)，如主要使用無機(jī)或有機(jī)金屬化合物作交聯(lián)劑并在堿性條件下交聯(lián)，耐溫、耐鹽、抗剪切性能差；對(duì)水敏性地層進(jìn)行施工時(shí)，難以獲得與聚合物壓裂液體系配伍良好而又經(jīng)濟(jì)的粘土穩(wěn)定劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種酸性疏水締合物壓裂液，該壓裂液適合堿敏儲(chǔ)層、強(qiáng)水敏儲(chǔ)層的壓裂改造，具有良好的延緩交聯(lián)性能、良好的耐溫、抗鹽、耐剪切性能，攜砂性能好、易破膠返排、對(duì)地層傷害小及低摩阻、低殘?jiān)?、防膨效果好等?yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所述的酸性疏水締合物壓裂液由交聯(lián)液與原液組成，該酸性疏水締合物壓裂液交聯(lián)液所用原料及各組分的重量百分比為，酸性交聯(lián)劑0. 2 0. 5%、交聯(lián)調(diào)節(jié)劑A 0. 01 0. 035%、交聯(lián)調(diào)節(jié)劑B0. 02 0. 3%、破膠劑0. 02 0. 2%，余量為水；該壓裂液原液所用原料及各組分的重量百分比為，F(xiàn)S-927共聚物0. 3 0. 7%、氯化鉀1 4%、MJ-I 高溫助排劑0. 5 1. 5%,JTY-100降濾失劑0 2. 5%,PR-I破乳劑1%、溫度穩(wěn)定劑0 0. 02%，余量為水。所用酸性交聯(lián)劑按重量份由如下化學(xué)反應(yīng)得到(1)將0. 4 0. 6份復(fù)合有機(jī)配位體加入1. 0 1. 5份水中，均勻攪拌并升溫到 45 0C ；(2)在溶液(1)中加入0. 2 0. 35份無機(jī)鋯鹽，在50°C 55°C條件下均勻攪拌 4 4. 5小時(shí)，使之充分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；(3)將上述反應(yīng)所得物質(zhì)冷卻并靜止M小時(shí)即制得酸性疏水締合物壓裂液所配套用酸性交聯(lián)劑。所述的FS-927共聚物由北京希濤技術(shù)開發(fā)有限公司提供，MJ-I高溫助排劑由新疆康恩實(shí)業(yè)石油化工有限公司提供，JTY-100降濾失劑由克拉瑪依市井通鉆采技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司提供，PR-I破乳劑由新疆中太化工有限公司提供。所述的交聯(lián)調(diào)節(jié)劑A為乳酸、檸檬酸中的一種或幾種，最佳方案選擇乳酸；交聯(lián)調(diào)節(jié)劑B為鹽酸或硝酸中一種或幾種，最佳方案選擇鹽酸。在酸性交聯(lián)劑中加入交聯(lián)調(diào)節(jié)劑A和B可以調(diào)整酸性疏水締合物壓裂液交聯(lián)時(shí)間為k M0s，從而達(dá)到延緩交聯(lián)的目的，并在1301^1705-1剪切75min粘度還可以保持在50mPa · S以上，突破了緩交聯(lián)聚合物性壓裂液耐溫耐剪切性不能超過100°C的傳統(tǒng)觀念，這樣可以滿足高溫深井的施工要求。所述溫度穩(wěn)定劑為甲醇、硫代硫酸鈉中的一種或幾種。所述破膠劑為過硫酸鈉、過硫酸氨中的一種或幾種，最佳方案選擇過硫酸鈉，并在現(xiàn)場施工過程中追加一定量的包裹有過硫酸鹽的膠囊破膠劑。所述的復(fù)合有機(jī)配位體為胺基醇、乳酸、乙酰丙酮、丙三醇中的兩種或兩種以上產(chǎn)品的混合物；所述的無機(jī)鋯鹽為四氯化鋯、硫酸鋯、氧氯化鋯中的一種，最佳方案選擇氧氯化,告。通過對(duì)酸性疏水締合物壓裂液室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明，該酸性疏水締合物壓裂液體系具有良好的延緩交聯(lián)性能、良好的耐溫、抗鹽、耐剪切性能，攜砂性能好、易破膠返排、對(duì)地層傷害小及低摩阻、低殘?jiān)⒎琅蛐Ч玫葍?yōu)點(diǎn)。該酸性疏水締合物壓裂液適合堿敏儲(chǔ)層、強(qiáng)水敏儲(chǔ)層的壓裂改造，同時(shí)該酸性疏水締合物壓裂液特別適合于新疆油田西北緣風(fēng)城組云質(zhì)巖類中高溫特殊油藏的壓裂改造。


圖1100°C剪切曲線。圖2 113°C剪切曲線。圖3 130°C剪切曲線。圖4不同HCL加量對(duì)酸性疏水締合物壓裂液交聯(lián)時(shí)間的影響。圖5風(fēng)南4井施工曲線。圖6百泉1井測試壓裂施工曲線。圖7百泉1井施工曲線。圖8風(fēng)南052井施工曲線。
具體實(shí)施例方式該酸性疏水締合物壓裂液由交聯(lián)液與原液組成，該酸性疏水締合物壓裂液交聯(lián)液所用原料及各組分的重量百分比為，酸性交聯(lián)劑0. 2 0. 5%、交聯(lián)調(diào)節(jié)劑A 0. 01 0.035%、交聯(lián)調(diào)節(jié)劑B 0.02 0.3%、破膠劑0.02 0.2%，余量為水；交聯(lián)調(diào)節(jié)劑A為乳酸和/或檸檬酸；交聯(lián)調(diào)節(jié)劑B為鹽酸和/或硝酸；破膠劑為過硫酸鈉和/或過硫酸氨；該壓裂液原液所用原料及各組分的重量百分比為，F(xiàn)S-927共聚物0. 3 0. 7%、氯化鉀1 4%、MJ-I高溫助排劑0. 5 1. 5%、JTY-100降濾失劑0 2. 5%、PR-I破乳劑 1%、溫度穩(wěn)定劑0 0. 02%，余量為水；
溫度穩(wěn)定劑為甲醇和/或硫代硫酸鈉。
酸性疏水締合物壓裂液耐溫耐剪切性能評(píng)價(jià)將FS-927共聚物分別均勻地加入自來水中配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5%和0. 7%的基液，再分別加入1 %的KCL、1 %的PR-I破乳劑、MJ-I高溫助排劑1 %> JTY-100降濾失劑2%、 0.01%的抗溫劑，溶解膨脹一定時(shí)間后，然后分別加入對(duì)應(yīng)的交聯(lián)劑，形成凍膠后測定其耐溫耐剪切能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1，圖2，圖3。由圖1可以看出在lOOt^nOS-1剪切90min，壓裂液粘度仍然在90mPa · S以上， 由圖2可以看出在1131^1705-1剪切120min，壓裂液粘度仍然在80mPa 以上，由圖3可以看出在1301^1705-1剪切76min，壓裂液粘度仍然在50mPa · S以上。由此表明該酸性疏水締合物壓裂液具有較好的耐溫耐剪切能力，完全可以滿足130°C以內(nèi)的儲(chǔ)層溫度的壓裂施工。其中，抗溫劑的主要作用同除氧劑一樣，可防止由基液中溶解的氧而導(dǎo)致凍膠快速降解，提高壓裂液的抗剪切性能，提高有機(jī)交聯(lián)劑與稠化劑的絡(luò)合程度，使形成的交聯(lián)網(wǎng)更牢固龐大，凍膠的抗剪切性能增強(qiáng)。酸性疏水締合物壓裂液緩交聯(lián)性能評(píng)價(jià)對(duì)于較深井，經(jīng)常采用緩交聯(lián)技術(shù)防止因過早完全交聯(lián)造成的較高摩擦壓力和剪切降解，保證了壓裂液在高溫下具有較好的穩(wěn)定性以及避免施工中過高的油壓。本實(shí)驗(yàn)固定該壓裂液原液所用原料及各組分的重量百分比為，F(xiàn)S-927共聚物0.5%、氯化鉀1%、 MJ-I高溫助排劑1 %、JTY-100降濾失劑2%、PR-1破乳劑1 %、溫度穩(wěn)定劑0.01%,余量為水。固定該酸性疏水締合物壓裂液交聯(lián)液所用原料及個(gè)組分的重量百分比為，酸性交聯(lián)劑 0.3%,乳酸0.02%，考察HCL加量對(duì)酸性疏水締合物壓裂液交聯(lián)時(shí)間的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。由圖4可以看出隨著HCL濃度的增加，交聯(lián)時(shí)間延長，即酸性疏水締合物壓裂液的交聯(lián)時(shí)間可以通過調(diào)節(jié)HCL用量的方法來調(diào)整。這是因?yàn)楫?dāng)pH值較小時(shí)，多核羥橋絡(luò)離子中的核數(shù)減小，使絡(luò)離子變小，交聯(lián)位阻變大，從而達(dá)到延緩交聯(lián)的目的。實(shí)施例3酸性疏水締合物壓裂液攜砂能力評(píng)價(jià)砂粒是壓開的裂縫空間的主要支撐劑，其作用是壓裂施工完成后，阻止裂縫的閉合，保持較好的導(dǎo)流能力。如果壓裂液懸砂性能不好，施工時(shí)將有可能在井筒或裂縫中產(chǎn)生砂卡或砂堵，從而導(dǎo)致泵壓升高甚至施工將被迫中斷，對(duì)施工造成嚴(yán)重不利影響。所以在酸化壓裂過程中，要求壓裂液應(yīng)具有較好的攜砂能力。壓裂液的攜砂能力主要決定于砂粒在壓裂液介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)時(shí)遭遇阻力(即內(nèi)摩擦力)的大小，攜砂能力的測試方法將20-40目陶粒懸浮在聚合物壓裂液中，測定陶粒在聚合物壓裂液中的懸浮時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，陶粒能長達(dá)5小時(shí)懸浮在聚合物壓裂液中不沉淀。說明該酸性疏水締合物壓裂液具有較好的攜砂能力，完全可以滿足現(xiàn)場加砂施工要求。 酸性疏水締合物壓裂液破膠性能評(píng)價(jià) 為了提高壓裂液的返排，降低對(duì)儲(chǔ)層的傷害，要求壓裂液在施工結(jié)束時(shí)實(shí)現(xiàn)快速
5徹底破膠，又要求壓裂液破膠時(shí)間和裂縫閉合時(shí)間相匹配。根據(jù)這些施工要求，模擬現(xiàn)場施工加量對(duì)壓裂液體系進(jìn)行破膠實(shí)驗(yàn)，在100°C的條件下，加入一定量的過硫酸鈉，1. 后完全破膠，破膠液晶瑩透亮粘度僅為2. 94mPa · S，而且破膠液中幾乎沒有殘?jiān)?。酸性疏水締合物壓裂液降濾失性能評(píng)價(jià)按SY/T 5107-1995標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓裂液靜態(tài)濾失測定方法，采用高溫高壓濾失儀， 濾失壓差3. 對(duì)酸性疏水締合物壓裂液在90°C下的濾失性能進(jìn)行了測定，測定結(jié)果見表1。表1酸性疏水締合物壓裂液濾失性能
權(quán)利要求
1.一種酸性疏水締合物壓裂液，其特征在于該酸性疏水締合物壓裂液由交聯(lián)液與原液組成，該酸性疏水締合物壓裂液交聯(lián)液所用原料及各組分的重量百分比為，酸性交聯(lián)劑 0.2 0.5%、交聯(lián)調(diào)節(jié)劑A 0.01 0.035%、交聯(lián)調(diào)節(jié)劑B 0. 02 0. 3%、破膠劑0. 02 0.2%，余量為水；交聯(lián)調(diào)節(jié)劑A為乳酸和/或檸檬酸；交聯(lián)調(diào)節(jié)劑B為鹽酸和/或硝酸；破膠劑為過硫酸鈉和/或過硫酸氨；該壓裂液原液所用原料及各組分的重量百分比為，F(xiàn)S-927共聚物0. 3 0. 7%、氯化鉀 1 4%、MJ-I高溫助排劑0. 5 1. 5%、JTY-100降濾失劑0 2. 5%、PR-I破乳劑1%、 溫度穩(wěn)定劑0 0. 02%，余量為水；溫度穩(wěn)定劑為甲醇和/或硫代硫酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸性疏水締合物壓裂液，其特征在于酸性交聯(lián)劑由如下化學(xué)反應(yīng)得到(1)將0.4 0. 6重量份復(fù)合有機(jī)配位體加入1. 0 1. 5重量份水中，均勻攪拌并升溫到 45 0C ；(2)在溶液(1)中加入0.2 0. 35重量份無機(jī)鋯鹽，在50°C 55°C條件下均勻攪拌 4 4. 5小時(shí)，使之充分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；(3)將上述反應(yīng)所得物質(zhì)冷卻并靜止M小時(shí)即制得一種酸性疏水締合物壓裂液所配套用酸性交聯(lián)劑；復(fù)合有機(jī)配位體為胺基醇、乳酸、乙酰丙酮、丙三醇中的兩種或兩種以上的混合物；無機(jī)鋯鹽為四氯化鋯、硫酸鋯、氧氯化鋯中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種酸性疏水締合物壓裂液；由交聯(lián)液與原液組成，交聯(lián)液按重量百分比為，酸性交聯(lián)劑0.2～0.5％、交聯(lián)調(diào)節(jié)劑A0.01～0.035％、交聯(lián)調(diào)節(jié)劑B 0.02～0.3％、破膠劑0.02～0.2％，余量為水；原液按重量百分比為，F(xiàn)S-927共聚物0.3～0.7％、氯化鉀1～4％、MJ-1高溫助排劑0.5～1.5％、JTY-100降濾失劑0～2.5％、PR-1破乳劑1％、溫度穩(wěn)定劑0～0.02％，余量為水；該壓裂液具有良好的延緩交聯(lián)、耐溫、抗鹽、耐剪切性能，攜砂性能好、易破膠返排、對(duì)地層傷害小、低摩阻、低殘?jiān)?、防膨效果好的?yōu)點(diǎn)，突破了緩交聯(lián)聚合物性壓裂液耐溫耐剪切性不能超過100℃的傳統(tǒng)觀念。
文檔編號(hào)C09K8/72GK102206484SQ20111008617
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者吳麗蓉, 張?zhí)煜? 怡寶安, 李彥林, 羅兆 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司