一種壓裂液用石墨烯降阻劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓裂液用石墨烯降阻劑，按照重量份的原料包括：1?50份石墨烯、5?60份表面活性劑、1?60份潤(rùn)濕劑；所述表面活性劑為非離子型表面活性劑或陰離子型表面活性劑，表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚、十八烷醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、聚醚磷酸酯、十二烷基苯磺酸、脂肪醇醚硫酸鈉?AES中的一種或兩種以上。本發(fā)明降阻性能好、組分少，濾失小、粘度高、環(huán)保配伍性良好，加入石墨烯或改性石墨烯能夠有效減小潤(rùn)滑系數(shù)，降低壓裂液與裂縫壁的摩阻，減小濾失量，從而降低了壓裂過程中的施工壓力，可適用于大規(guī)模大排量體積壓裂技術(shù)；石墨烯或改性石墨烯降阻劑在壓裂酸化過程中與儲(chǔ)層配伍性好，不含礦物油，不會(huì)對(duì)儲(chǔ)層和環(huán)境造成污染。
【專利說明】
一種壓裂液用石墨烯降阻劑
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種壓裂液用降阻劑，具體是一種壓裂液用石墨烯降阻劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓裂酸化是油氣田開發(fā)主要的增產(chǎn)措施。壓裂液是壓裂過程的工作液，壓裂液是 流體礦(氣、汽、油、淡水、鹽水、熱水等)在開采過程中，為了獲得高產(chǎn)而借用液體傳導(dǎo)力(如 水力等)壓裂措施時(shí)所用的液體。油氣層水力壓裂的過程是在地面采用高壓大排量的栗，利 用液體傳壓的原理將具有一定粘度的壓裂液以大于油層吸收能力的壓力向油層注入，并使 井筒內(nèi)壓力逐漸升高，從而在井底憋起高壓，當(dāng)此壓力大于井壁附近的地應(yīng)力和地層巖石 的抗張強(qiáng)度時(shí)，便在井底附近地層產(chǎn)生裂縫，繼續(xù)注入帶有支撐劑的攜砂液，裂縫向前延伸 并填充支撐劑，關(guān)井后裂縫閉合，由于支撐劑的作用，在井底附近地層內(nèi)形成具有一定幾何 尺寸和高導(dǎo)流能力的填砂裂縫，達(dá)到油氣井增產(chǎn)增注的目的。
[0003] -般的壓裂液主要由稠化劑和交聯(lián)劑以及其它與儲(chǔ)層配伍的添加劑組成，通常采 用交聯(lián)劑將其形成凍膠，具有較好的攜帶支撐劑的能力和較低的濾失能力，但是由于壓裂 液交聯(lián)后粘度迅速升高，通常90°C下粘度可以達(dá)到240mPa.S以上，因此在管柱中流動(dòng)有較 大的摩阻，所以要求壓裂液具有良好的潤(rùn)滑劑。常用的壓裂液降阻劑中含有的潤(rùn)滑劑一般 都是大分子類聚合物，如聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯等，這些潤(rùn)滑劑均能降低壓裂液的摩阻系 數(shù)，提高壓裂液的潤(rùn)滑性。
[0004] 中國(guó)專利申請(qǐng)CN201310664044. X公開了 一種壓裂液降阻劑及其制備方法，該降阻 劑是由油相、分散劑、聚丙烯酰胺、非離子表面活性劑組成，其中聚丙烯酰胺作為潤(rùn)滑劑。該 發(fā)明使用濃度低，使用溫度從常溫到95°C，降低井下施工作業(yè)成本、保障油田的正常生產(chǎn)和 可持續(xù)發(fā)展。
[0005] 中國(guó)專利申請(qǐng)CN201510760912.3公開了一種油田壓裂液用乳液聚合降阻劑及其 制備和應(yīng)用，該降阻劑由陰離子單體、陽(yáng)離子單體、乳化劑、柴油和引發(fā)劑以水為反應(yīng)介質(zhì) 通過溶液法聚合，得到所述油田壓裂液用乳液聚合降阻劑。該發(fā)明制備的乳液聚合減阻劑 具有4E00定的表面活性，在作業(yè)施工時(shí)低粘度和較低的表面活性，無殘?jiān)?、易返排，可在?田推廣應(yīng)用。
[0006] 中國(guó)專利申請(qǐng)CN201310020092.5公布了一種降阻劑及其制備方法和使用該降阻 劑的滑溜水壓裂液及其制備方法，該降阻劑由聚氧化乙烯、有機(jī)溶劑、非離子表面活性劑、 分散劑組成，其中潤(rùn)滑劑是聚氧化乙烯。該發(fā)明能大幅度降低壓裂管路及近井摩阻，成本低 廉且與地層水及其他添加劑配伍性良好，使用該降阻劑的滑溜水壓裂液，能保持較好的降 阻性能和熱穩(wěn)定性。
[0007] 以上公開的專利中，均能夠增加壓裂液的潤(rùn)滑性，但是前兩種降阻劑是油基降阻 劑，生產(chǎn)成本較高且容易污染環(huán)境;后一項(xiàng)雖然不是油基降阻劑，但是聚氧化乙烯的降阻性 能不夠好，在大規(guī)模大排量的油氣井水力壓裂中達(dá)不到技術(shù)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種降阻性能好、組分少的壓裂液用石墨烯降阻劑，以解 決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種壓裂液用石墨烯降阻劑，按照重量份的原料包括:1-50份石墨烯、5-60份表面活性 劑、1-60份潤(rùn)濕劑。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:按照重量份的原料包括:20-30份石墨烯、10-50份表面 活性劑、20-40份潤(rùn)濕劑。
[0011] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述石墨稀為石墨稀粉劑。
[0012] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述石墨烯為改性石墨烯粉劑。
[0013] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述改性石墨烯為氧化石墨烯或氟化石墨烯。
[0014] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述表面活性劑為非離子型表面活性劑或陰離子型表 面活性劑，表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚、十八烷醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、聚醚磷酸酯、 十二烷基苯磺酸、脂肪醇醚硫酸鈉 -AES中的一種或兩種以上。
[0015] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述潤(rùn)濕劑為0Ρ-ΠΚ796Α中的一種或兩種。
[0016] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述壓裂液用石墨烯降阻劑還包括2-18份的破乳劑。 [0017]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述破乳劑為胺型表面活性劑，破乳劑為AE1910、 HA-3、TA-1031中的一種或兩種以上。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 1. 本發(fā)明降阻性能好、組分少，濾失小、粘度高、環(huán)保配伍性良好，加入石墨烯或改性石 墨烯能夠有效減小潤(rùn)滑系數(shù)，降低壓裂液與裂縫壁的摩阻，減小濾失量，從而降低了壓裂過 程中的施工壓力，可適用于大規(guī)模大排量體積壓裂技術(shù)； 2. 石墨烯或改性石墨烯降阻劑在壓裂酸化過程中，石墨烯或改性石墨烯與儲(chǔ)層配伍性 好，不含礦物油，不會(huì)對(duì)儲(chǔ)層和環(huán)境造成污染。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0020] 實(shí)施例1 一種壓裂液用石墨烯降阻劑，按照重量份的原料包括:5份石墨烯粉劑、10份烷基酚聚 氧乙烯醚、20份AE1910。
[0021] 實(shí)施例2 一種壓裂液用石墨烯降阻劑、按照重量份的原料包括:1〇份石墨烯粉劑、15份十八烷醇 聚氧乙烯聚氧丙烯醚、12份SP169。
[0022] 實(shí)施例3 一種壓裂液用石墨烯降阻劑、按照重量份的原料包括:20份石墨烯粉劑、20份十二烷基 苯磺酸、16份AE1910。
[0023] 實(shí)施例4 一種壓裂液用石墨烯降阻劑、按照重量份的原料包括:20份石墨烯粉劑、30份脂肪醇醚 硫酸鈉-AES、20 份 SP169。
[0024] 實(shí)施例5 一種壓裂液用石墨烯降阻劑、按照重量份的原料包括:1〇份石墨烯粉劑、15份十二烷基 苯磺酸、20份 AE1910、5份HA-3。
[0025] 實(shí)施例6 一種壓裂液用石墨烯降阻劑、按照重量份的原料包括:1〇份石墨烯粉劑、20份烯聚十八 烷醇聚氧乙氧丙烯醚、10份796A、5份JA-1031。
[0026] 實(shí)施例7 一種壓裂液用石墨烯降阻劑、按照重量份的原料包括:15份石墨烯粉劑、20份十二烷基 苯磺酸、5份聚醚磷酸酯、8份HA-3。
[0027] 實(shí)施例8 一種壓裂液用石墨烯降阻劑、按照重量份的原料包括:20份石墨烯粉劑、16份十二烷基 苯磺酸、5份TA-1031、8份AE1910。
[0028]為了驗(yàn)證本發(fā)明的應(yīng)用效果，將本發(fā)明的降阻劑應(yīng)用于壓裂工程中，將實(shí)施例1-實(shí)施例8所述潤(rùn)滑劑應(yīng)用于同一地區(qū)的油田壓裂，對(duì)實(shí)施例1-實(shí)施例8所述降阻劑的密度、 表觀粘度、乳化率、高溫高壓濾失量(ll〇°C下2小時(shí)濾失量）以及降阻率進(jìn)行測(cè)定；同時(shí)對(duì)壓 裂液基漿進(jìn)行相同性能測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如表1所示： 表1 由表1得出：
加入實(shí)施例1-實(shí)施例8所述降阻劑的樣品與壓裂液基漿相比：高溫高壓濾失量降低了 3ml-7ml;降阻率提高了 20%-23%;而密度、表觀粘度、乳化率基本沒有變化。高溫高壓濾失量 是衡量壓裂液壓裂效率和在裂縫內(nèi)的濾失量，壓裂液濾失系數(shù)越低，說明在壓裂過程中其 濾失量也越低。降阻率是表征壓裂液在油管中的流動(dòng)阻力的，降阻率也大說明降阻效果越 好，潤(rùn)滑性也越好。
[0029] 其中，使用實(shí)施例1所述壓裂液降阻劑的樣品與壓裂液基漿比較：降阻率提高了 20%，高溫高壓濾失量降低了 7ml，而而密度、表觀粘度、乳化率基本沒有變化。
[0030] 其中，使用實(shí)施例2所述壓裂液降阻劑的樣品與壓裂液基漿比較：降阻率提高了 21%，高溫高壓濾失量降低了6ml;而而密度、表觀粘度、乳化率基本沒有變化。
[0031] 其中，使用實(shí)施例3所述壓裂液降阻劑的樣品與壓裂液基漿比較：降阻率提高了 22%，高溫高壓濾失量降低了 5ml;而而密度、表觀粘度、乳化率基本沒有變化。
[0032] 其中，使用實(shí)施例4所述壓裂液降阻劑的樣品與壓裂液基漿比較：降阻率提高了 23%，高溫高壓濾失量降低了6ml;而而密度、表觀粘度、乳化率基本沒有變化。
[0033] 其中，使用實(shí)施例5所述壓裂液降阻劑的樣品與壓裂液基漿比較：降阻率提高了 22%，高溫高壓濾失量降低了4ml;而而密度、表觀粘度、乳化率基本沒有變化。
[0034] 其中，使用實(shí)施例6所述壓裂液降阻劑的樣品與壓裂液基漿比較：降阻率提高了 20%，高溫高壓濾失量降低了 7ml;而而密度、表觀粘度、乳化率基本沒有變化。
[0035] 其中，使用實(shí)施例7所述壓裂液降阻劑的樣品與壓裂液基漿比較：降阻率提高了 21%，高溫高壓濾失量降低了3ml;而而密度、表觀粘度、乳化率基本沒有變化。
[0036] 其中，使用實(shí)施例8所述壓裂液降阻劑的樣品與壓裂液基漿比較：降阻率提高了 22%，高溫高壓濾失量降低了 5ml;而而密度、表觀粘度、乳化率基本沒有變化。
[0037] 同時(shí)對(duì)油氣井業(yè)壓裂裂縫進(jìn)行檢測(cè):使用加入實(shí)施例1-實(shí)施例8所述降阻劑的樣 品的裂縫清潔程度明顯高于使用壓裂液基漿的裂縫，這是由于加入石墨烯的降阻劑能夠提 高壓裂液的清潔能力，并且不會(huì)污染環(huán)境。
[0038] 綜上所述:本發(fā)明提供了一種降阻性能好、組分少的壓裂液用石墨烯降阻劑，以解 決現(xiàn)有降阻劑降阻性能不好、易污染環(huán)境的問題。
[0039] 所述石墨烯為石墨烯粉劑，所述石墨烯為改性石墨烯粉劑，所述改性石墨烯為氧 化石墨烯或氟化石墨烯。
[0040] 所述改性石墨烯是由改性石墨發(fā)生剝離而形成的單層或多層改性石墨烯，具有典 型的準(zhǔn)二維空間結(jié)構(gòu)，石墨烯和改性石墨烯本身具備的自潤(rùn)滑性能以及其超薄的層狀結(jié)構(gòu) 極易進(jìn)入接觸面，減少表面的直接接觸，能夠有效減小潤(rùn)滑系數(shù)，降低壓裂液與裂縫壁的摩 阻，減小濾失量，從而降低了壓裂過程中的施工壓力，可適用于大規(guī)模大排量體積壓裂技 術(shù)。因石墨烯或改性石墨烯具有很好的生物相容性，不含礦物油，區(qū)別于其他油基潤(rùn)滑劑， 不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染;所述表面活性劑在制備上述降阻劑的過程中，能夠改變體系內(nèi)的界 面狀態(tài)，有效提尚石墨稀和改性石墨稀在溶劑中的分散度，提尚制備的降阻劑的均勾性。
[0041] 上面對(duì)本專利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本專利并不限于上述實(shí)施方 式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下 作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種壓裂液用石墨烯降阻劑，其特征在于，按照重量份的原料包括：1-50份石墨烯、 5-60份表面活性劑、1-60份潤(rùn)濕劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液用石墨烯降阻劑，其特征在于，按照重量份的原料包 括:20-30份石墨烯、10-50份表面活性劑20-40份、潤(rùn)濕劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓裂液用石墨烯降阻劑，其特征在于，所述石墨烯為石墨 烯粉劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓裂液用石墨烯降阻劑，其特征在于，所述石墨烯為改性 石墨烯粉劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓裂液用石墨烯降阻劑，其特征在于，所述改性石墨烯為氧化 石墨烯或氟化石墨烯。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓裂液用石墨烯降阻劑，其特征在于，所述表面活性劑為 非離子型表面活性劑或陰離子型表面活性劑，表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚、十八烷醇 聚氧乙烯聚氧丙烯醚、聚醚磷酸酯、十二烷基苯磺酸、脂肪醇醚硫酸鈉-AES中的一種或兩種 以上。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓裂液用石墨烯降阻劑，其特征在于，所述潤(rùn)濕劑為 ΟΡ-ΠΚ796Α中的一種或兩種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓裂液用石墨烯降阻劑，其特征在于，還包括2-18份 的破乳劑。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種壓裂液用石墨烯降阻劑，其特征在于，所述破乳劑為胺型 表面活性劑，破乳劑為AE1910、HA-3、TA-1031中的一種或兩種以上。
【文檔編號(hào)】C09K8/62GK106085385SQ201610406255
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】謝俊志, 潘洪亮, 羅鵬, 張海敏, 李志斌
【申請(qǐng)人】成都碳原時(shí)代科技有限公司