一種高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液及其制備方法,該壓裂液包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.7-45.18%的水,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.30-28.67%的柴油,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-30%的壓裂液稠化劑,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.53-2.88%的乳化劑。本發(fā)明的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液在0℃-40℃下穩(wěn)定時(shí)間>15d,具有易制備、易溶、易分散等特點(diǎn),能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速混配施工壓裂。
【專利說明】一種高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田壓裂液【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物 壓裂液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓裂液是油氣井增產(chǎn),水井增注的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。人們利用地面高壓泵組,將 高粘度液體以大大超過地層吸收能量的排量注入井中。隨著在井底附近形成高壓,此壓力 超過井底附近的地應(yīng)力及巖石的擴(kuò)張強(qiáng)度后,此縫向前延伸,并在裂縫中填充支撐劑,停泵 后即可在地層中形成足夠長度,一定寬度及高度的填砂裂縫。它具有很高的滲透能力,大大 改善了油氣層滲透性,使油氣暢流入井,起到增產(chǎn)、增注的作用。
[0003] 目前,疏水締合聚合物已廣泛作為油田井壓裂增產(chǎn)技術(shù)中壓裂液增稠劑,其應(yīng)用 性能已逐漸趨于成熟,其現(xiàn)場(chǎng)施工工藝主要采用"邊配邊注"即連續(xù)配注工藝技術(shù)。然而目 前這種連續(xù)配注工藝技術(shù),仍存在一些缺點(diǎn),如壓裂液的配制都在現(xiàn)場(chǎng)配制,勞動(dòng)強(qiáng)度大, 增稠劑干粉投料和粉塵大,混合不均勻,易形成粉粒和產(chǎn)生局部凍膠結(jié)塊,影響壓裂液性 能;液罐底部存在過剩的壓裂液,不能回收利用,造成較大的浪費(fèi);此外,施工現(xiàn)場(chǎng)配制數(shù) 十乃至數(shù)百立方米的壓裂液,所涉及的液體、設(shè)備以及儀表大大加大了施工成本和施工難 度。解決這些技術(shù)問題的關(guān)鍵在于將連續(xù)配注工藝技術(shù)改為半連續(xù)配注工藝技術(shù),也就是 在基地配制好高濃度的疏水締合聚合物稠化劑漿料,即高濃度乳液態(tài)濃縮壓裂液,并于施 工現(xiàn)場(chǎng)通過混配器,使?jié)饪s壓裂液與水混合從而制備所需的水基壓裂液,該法操作簡單,較 大程度降低了工藝難度及生產(chǎn)成本,同時(shí)減小了環(huán)境污染。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液及 其制備方法。本發(fā)明克服了配制過程中勞動(dòng)強(qiáng)度大,稠化劑干粉投料和粉塵大,混合不均 勻,易形成粉粒和產(chǎn)生局部凍膠結(jié)塊等缺點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006] -種高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液,包括如下質(zhì)量百分比的組分:
[0007] 水 38. 7-45. 18 %,柴油 25. 30-28. 67 %,壓裂液稠化劑 25-30 %,乳化劑 2. 53-2. 88% ;
[0008] 所述的壓裂液稠化劑為疏水改性聚丙烯酰胺,所述的乳化劑為聚氧乙烯(30)二 聚羥基硬脂酸酯(P135)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明,優(yōu)選的,所述的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液,包括如下質(zhì) 量百分比的組分:
[0010] 水43. 27 %,柴油28. 85 %,壓裂液稠化劑25 %,乳化劑2. 88 %。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明,優(yōu)選的,所述的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液的油水質(zhì)量 比為 3. 75 :6. 25 到 4. 25 :5. 75,更優(yōu)選 4 :6。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明,優(yōu)選的,所述的壓裂液稠化劑可為丙烯酰胺-丙烯酸鈉-烷基丙烯酸 酯共聚物、丙烯酰胺-丙烯酸鈉-N-烷基丙烯酰胺共聚物以及丙烯酰胺-丙烯酸鈉-苯氧 乙基丙烯酸酯共聚物,但不限于此。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明,上述高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液的制備方法,步驟如 下:
[0014] 于40-60°C溫度下,向柴油中加入乳化劑聚氧乙烯(30)二聚羥基硬脂酸酯,混合 均勻,加入水?dāng)嚢杈鶆蛐纬煞€(wěn)定的油包水乳液,最后加入壓裂液稠化劑,經(jīng)高速剪切形成均 勻穩(wěn)定的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明,優(yōu)選的,高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液的制備乳化溫度為 40-60。。。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明,優(yōu)選的,所述的高速剪切速率為800-1200轉(zhuǎn)/分。
[0017] 本發(fā)明利用壓裂液稠化劑在水中易溶不易分散,在油中易分散不溶解的特性,以 水為分散相,柴油為連續(xù)相,加入乳化劑形成穩(wěn)定的油包水乳液,再向乳液中加入壓裂液稠 化劑干粉,使其均勻分布在乳液體系中,形成有較好流變性和可泵性的高濃度油包水乳液 態(tài)締合聚合物壓裂液懸浮體。本發(fā)明不需要加入交聯(lián)劑,即可達(dá)到優(yōu)良的效果,本發(fā)明高濃 度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液可與相應(yīng)的表面活性劑復(fù)配使用效果更佳。
[0018] 本發(fā)明所具有的有益效果為:
[0019] (1)本發(fā)明所制得的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液能快速溶解,且不產(chǎn) 生"魚眼"粉粒等現(xiàn)象,溶解時(shí)間< 2min。
[0020] (2)本發(fā)明所制得的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液在0°C?40°C的儲(chǔ)存 溫度下穩(wěn)定時(shí)間大于15d。
[0021] (3)本發(fā)明所制得的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液,可根據(jù)不同需要配 制成不同的低濃度壓裂液,在與相應(yīng)的表面活性劑復(fù)配后在不同溫度下170JT 1連續(xù)剪切 60-120min表觀粘度均大于50mPa ? s,表現(xiàn)出良好的耐溫抗剪切性能。
[0022] (4)在儲(chǔ)層溫度(儲(chǔ)層溫度> 100°C時(shí),數(shù)據(jù)在95°C下測(cè)定)下,本發(fā)明配制的低 濃度壓裂液與相應(yīng)表面活性劑復(fù)配后在2. 0?7. 5之間,G"在0. 32?1. 8之間,兩者 都滿足SY/T6376-2008《壓裂液通用技術(shù)條件》中(T > 1. 0, G" > 0. 3的要求。
[0023] (5)本發(fā)明的壓裂液是一種清潔壓裂液,其殘?jiān)?lt; 75mg/L。
[0024] (6)本發(fā)明的壓裂液濾失性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于SY/T6376-2008《壓裂液通用技術(shù)條件》的 要求。
[0025] (7)本發(fā)明的壓裂液對(duì)巖心傷害較小,低于SY/T6376-2008《壓裂液通用技術(shù)條件》 的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)例2中1#壓裂液樣品60°C、170JT1的耐溫抗剪切測(cè)試結(jié)果。
[0027] 圖2為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)例2中2#壓裂液樣品90°C、170s4的耐溫抗剪切測(cè)試結(jié)果。
[0028] 圖3為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)例2中3#壓裂液樣品120°C、170JT1的耐溫抗剪切測(cè)試結(jié)果。
[0029] 圖4為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)例2中4#壓裂液樣品140°C、170JT1的耐溫抗剪切測(cè)試結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面對(duì)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明,但不限于此。
[0031] 實(shí)施例中所用原料均為常規(guī)原料,市購產(chǎn)品。
[0032] 實(shí)施例1、
[0033] -種高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液,包括如下質(zhì)量百分比的組分:
[0034] 水38. 7 %,柴油28. 67 %,壓裂液稠化劑30 %,乳化劑2. 63 % ;
[0035] 所述的壓裂液稠化劑為丙烯酰胺-丙烯酸鈉-烷基丙烯酸酯共聚物,所述的乳化 劑為聚氧乙烯(30)二聚羥基硬脂酸酯(P135)。
[0036] 制備步驟如下:
[0037] 于40_60°C溫度下,向柴油中加入聚氧乙烯(30)二聚羥基硬脂酸酯,混合均勻,力口 入水?dāng)嚢?0min形成穩(wěn)定的油包水乳液,最后加入壓裂液稠化劑,經(jīng)高速剪切(1000轉(zhuǎn)/ 分)形成均勻穩(wěn)定的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液。
[0038] 實(shí)施例2、
[0039] -種高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液,包括如下質(zhì)量百分比的組分:
[0040] 水45. 18 %,柴油25. 30 %,壓裂液稠化劑26. 8 %,乳化劑2. 72 % ;
[0041] 所述的壓裂液稠化劑為丙烯酰胺-丙烯酸鈉-N-烷基丙烯酰胺共聚物,所述的乳 化劑為聚氧乙烯(30)二聚羥基硬脂酸酯(P135)。
[0042] 制備步驟如下:
[0043] 于40_60°C溫度下,向柴油中加入聚氧乙烯(30)二聚羥基硬脂酸酯,混合均勻,力口 入水?dāng)嚢?0min形成穩(wěn)定的油包水乳液,最后加入壓裂液稠化劑,經(jīng)高速剪切(1000轉(zhuǎn)/ 分)形成均勻穩(wěn)定的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液。
[0044] 實(shí)施例3、
[0045] 如實(shí)施例1所述的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液,不同的是包括如下質(zhì) 量百分比的組分:
[0046] 水43. 27 %,柴油28. 85 %,壓裂液稠化劑25 %,乳化劑2. 88 %。
[0047] 制備步驟同實(shí)施例1。
[0048] 實(shí)驗(yàn)例1、高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液水化性能
[0049] 水化是指高濃度的乳液態(tài)締合聚合物壓裂液產(chǎn)品與自來水按照一定比例稀釋的 過程,所獲得稀釋液粘度達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間越短,說明其水化性能越好,越能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模使 用。
[0050] 將實(shí)施例3制備得到的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液和相應(yīng)的疏水締 合聚合物壓裂液增稠劑超細(xì)粉分別與水稀釋為5000mg/L的低濃度壓裂液,采用Waring攪 拌器攪拌混合均勻,并控制二者轉(zhuǎn)速相同,測(cè)定二者的水化性能,結(jié)果如下表1所示。
[0051] 表1乳液締合聚合物壓裂液水化性能
[0052]
【權(quán)利要求】
1. 一種高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液,其特征在于,該壓裂液包括如下質(zhì)量 百分比的組分: 水 38. 7-45. 18 %,柴油 25. 30-28. 67 %,壓裂液稠化劑 25-30 %,乳化劑 2. 53-2. 88 % ; 所述的壓裂液稠化劑為疏水改性聚丙烯酰胺,所述的乳化劑為聚氧乙烯(30)二聚羥 基硬脂酸酯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液,其特征在于,包括 如下質(zhì)量百分比的組分: 水43. 27 %,柴油28. 85 %,壓裂液稠化劑25 %,乳化劑2. 88 %。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液,其特征在于,所述 的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液的油水質(zhì)量比為3. 75:6. 25到4. 25:5. 75。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液,其特征在于,所述 的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液的油水質(zhì)量比為4:6。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液,其特征在于,所述 的壓裂液稠化劑為丙烯酰胺-丙烯酸鈉-烷基丙烯酸酯共聚物、丙烯酰胺-丙烯酸鈉-N-烷 基丙烯酰胺共聚物或丙烯酰胺-丙烯酸鈉-苯氧乙基丙烯酸酯共聚物,但不限于此。
6. -種權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液的制備方 法,步驟如下: 于40-60°C溫度下,向柴油中加入乳化劑聚氧乙烯(30)二聚羥基硬脂酸酯,混合均勻, 加入水?dāng)嚢杈鶆蛐纬煞€(wěn)定的油包水乳液,最后加入壓裂液稠化劑,經(jīng)高速剪切形成均勻穩(wěn) 定的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液的制備方法,其特征 在于,高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液的制備乳化溫度為40-60°C。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高濃度油包水乳液態(tài)締合聚合物壓裂液的制備方法,其特征 在于,所述的高速剪切速率為800-1200轉(zhuǎn)/分。
【文檔編號(hào)】C09K8/68GK104449649SQ201410716983
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】任占春, 賈慶升, 黃波, 張潦源, 張子麟, 陳凱, 盧娜娜 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院