專利名稱：一種無殘?jiān)庪x子壓裂液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油水井壓裂改造領(lǐng)域，特別涉及無殘?jiān)庪x子壓裂液。
背景技術(shù)：
目前，油田壓裂用壓裂液主要有水基壓裂液、油基壓裂液、清潔壓裂液等壓裂液體系，以水基壓裂液應(yīng)用最為廣泛。水基壓裂液主要以植物膠為增稠劑，多價(jià)金屬鹽為交聯(lián)劑，經(jīng)充分?jǐn)嚢栊纬蓛瞿z。該體系中的增稠劑需要充分溶脹方可交聯(lián)，且破膠液的殘?jiān)^高。其殘?jiān)饕獊碓从谥参锬z水不溶物及破膠后的殘留物。這些殘?jiān)鼘?duì)地層滲透率及壓裂支撐帶滲透率造成傷害，所以低傷害低殘?jiān)膲毫岩菏前l(fā)展方向。對(duì)比文件1(CN102108295)公開了一種低滲砂巖儲(chǔ)層油田壓裂用堿性陰離子表面活性劑壓裂液，按重量由如下組分復(fù)配而成油酸2. 5-4.0%，氯化鉀3-6%，乙二胺四乙酸 O. 3%，氫氧化鉀調(diào)節(jié)pH到9-13，余量為水；在堿性條件下，由油酸與氯化鉀形成粘彈性表面活性劑壓裂液，表面活性劑帶負(fù)電，具有耐溫范圍廣，可以在60度到100度范圍內(nèi)使用； 針對(duì)地層水礦化度的問題影響陰離子表面活性形成膠束，加入阻垢劑EDTA ;破膠徹底，對(duì)支撐裂縫導(dǎo)流能力傷害??；陰離子表面活性劑在配制中，加入了氯化鉀，所以不需再補(bǔ)加防膨劑；配制工藝簡(jiǎn)單可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的連續(xù)配制，有效的降低了現(xiàn)場(chǎng)的施工工序和生成成本。對(duì)比文件2(CN1621484)公開了一種用于油氣田開發(fā)過程中，壓裂增產(chǎn)措施的一種壓裂液，即利用十八個(gè)碳原子的不飽和脂肪酸鹽和鹽水混合或十八個(gè)碳原子的脂肪酸、 PH調(diào)節(jié)劑和鹽水混合，在鹽水中，這種脂肪酸鹽由于形成高度纏結(jié)的桿狀膠束而增加流體粘度和粘彈性，實(shí)現(xiàn)壓裂液對(duì)粘度的要求。這種壓裂液的粘度取決于膠束的性質(zhì)，通過改變膠束結(jié)構(gòu)可以破壞這種壓裂液。當(dāng)壓裂液遇到烴或被地層水稀釋時(shí)，便發(fā)生破膠，無殘留物，以解決植物膠壓裂液存在殘留物的問題，減小殘留物對(duì)壓裂裂縫支撐帶滲透率和地層滲透率造成的傷害，提高壓裂增產(chǎn)效果。對(duì)比文件3(CN102093874)公開了一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液，其質(zhì)量份組分如下陰離子粘彈性表面活性劑3 7份，助表面活性劑0. 05 O. 5份，反離子鹽 3 10份，納米顆粒0. 05 O. 5份，水100份。將以上組分按配比通過溶液共混攪拌均勻既可制成一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液。該產(chǎn)品有較高的粘彈性，具有良好的攜砂性能，完全能滿足油氣田現(xiàn)場(chǎng)壓裂液造縫、攜砂要求，更具有耐溫性好、巖石滲透率恢復(fù)率高、 無殘?jiān)?、易返排、?duì)儲(chǔ)層傷害小等特點(diǎn)。對(duì)比文件4(CN101805601)公開了一種免破膠壓裂液，其組分及配比如下，配比為重量份長(zhǎng)碳鏈脂肪酸鹽1-3 ;有機(jī)硅季銨鹽單體2-8 ;陰離子表面活性劑和齒化物1-5 ;余量為水。其配制方法為在常溫下，將1-3份的長(zhǎng)鏈脂肪酸鹽、2-8份的有機(jī)硅季銨鹽單體、 1-5份的陰離子表面活性劑和鹵化物,添加余量水相混合,在每分鐘500-1000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速下攪拌反應(yīng)60-100分鐘制備而成。本發(fā)明具有分子量低、無聚合物、無殘?jiān)o需添加破膠劑、可以在地層原油及地層水的作用下自動(dòng)溶解、粘度降到5MPa. s以下、對(duì)巖心的滲透率無損失、避免對(duì)地層造成二次污染、可實(shí)現(xiàn)全部返排、150°C高溫使用等特點(diǎn)，廣泛在油田采油工藝中應(yīng)用。對(duì)比文件5(US2008161212)公開了一種粘彈性表面活性劑流體，其包括水基流體，粘彈性表面活性劑以及包括肥皂組分的雙官能添加劑，其中水基流體可以是鹽水或海水等，肥皂組分可以是包括油酸的脂肪酸，還可以是山崳酸銨，粘彈性表面活性劑可以是甜菜堿。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層的傷害，提高滲透率。本發(fā)明的工作原理為將各添加劑按比例加入水中，形成粘彈性凍膠，施工中攜砂形成支撐裂縫。當(dāng)遇到大量水或烴類物質(zhì)時(shí)可自行破膠，達(dá)到返排要求。通過控制不同的不飽和脂肪酸比例及使用濃度，使壓裂液滿足地層所需的耐溫性。本發(fā)明是采用碳原子數(shù)12 24的不飽和脂肪酸為主劑，輔以pH調(diào)節(jié)劑、無機(jī)鹽、 有機(jī)鹽、助表面活性劑，經(jīng)攪拌混合而形成的一種粘彈性膠態(tài)物。由于該種壓裂液粘彈性較常規(guī)瓜膠體系壓裂液的粘彈性高，所以該壓裂液在較低的粘度就可以攜砂，適用于低滲地層壓裂改造。一種無殘?jiān)庪x子壓裂液，該無殘?jiān)庪x子壓裂液由不飽和脂肪酸、pH調(diào)節(jié)劑、 無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、助表面活性劑和水配置而成，其中，相對(duì)于所述壓裂液的總重量，碳原子數(shù) 12 24的不飽和脂肪酸I %至5% ;pH調(diào)節(jié)劑O. 2%至2. 5%，所述pH調(diào)節(jié)劑為Na0H、K0H、 Na2C03、Na3PO4或K3PO4中的至少一種物質(zhì)；無機(jī)鹽3. 5%至6. 5%，所述無機(jī)鹽為KCl、KBr、 NaBr、HCOONa, NaNO3或KNO3中的至少一種物質(zhì)；有機(jī)鹽O. 2 %至O. 8 %，所述有機(jī)鹽為含烷基的硫酸鹽或含苯環(huán)的磺酸鹽；助表面活性劑O. 5%至2. 5%，所述助表面活性劑為甜菜堿或碳原子數(shù)12 20的醇；其余為水。不飽和脂肪酸的作用是作為壓裂液的增稠劑。pH調(diào)節(jié)劑的作用是使得不飽和脂肪酸中和為水溶性的對(duì)應(yīng)鹽。無機(jī)鹽的作用是促使增稠劑形成膠束。有機(jī)鹽的作用是增強(qiáng)增稠劑的水溶性。助表面活性劑的作用是提高增稠劑的溶解速度及體系的粘彈性及攜砂能力。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，其中所述不飽和脂肪酸為棕櫚烯酸、油酸、亞油酸和芥酸中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，其中所述pH調(diào)節(jié)劑為NaOH。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，其中所述無機(jī)鹽為KCl或KBr。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，其中所述有機(jī)鹽為十_■燒基硫酸納或十_■燒基苯橫酸鈉。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，其中所述助表面活性劑為甜菜堿。根據(jù)本發(fā)明的具體技術(shù)方案，所述無殘?jiān)庪x子壓裂液形成粘彈性凍膠，所形成的凍膠粘度為50mPa *s至600mPa · s，使用溫度范圍為50°C至110°C，當(dāng)?shù)貙又杏写罅克驘N類物質(zhì)時(shí)可自行破膠。該壓裂液成分均為小分子化合物，所形成的凍膠為表面活性劑分子之間發(fā)生有序物理排列而形成。該壓裂液遇大量水稀釋或油(烴類)或非離子表面活性劑而破膠，破膠后無殘?jiān)Ｓ捎谠搲毫岩焊魈砑觿o需溶脹，故在壓裂施工時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)配液，實(shí)現(xiàn)連續(xù)混配。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的無殘?jiān)庪x子壓裂液，該無殘?jiān)庪x子壓裂液由不飽和脂肪酸、pH調(diào)節(jié)劑、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、助表面活性劑和水配置而成，其中，相對(duì)于所述壓裂液的總重量，碳原子數(shù)12 24的不飽和脂肪酸I %至5 % ;pH調(diào)節(jié)劑O. 2 %至2. 5 %，所述pH調(diào)節(jié)劑為NaOH、 KOH、Na2CO3^ Na3PO4或K3PO4中的至少一種物質(zhì)；無機(jī)鹽3. 5%至6. 5%，所述無機(jī)鹽為KCl、 KBr、NaBr、HCOONa, NaNO3或KNO3中的至少一種物質(zhì)；有機(jī)鹽O. 2 %至O. 8 %，所述有機(jī)鹽為含烷基的硫酸鹽或含苯環(huán)的磺酸鹽；助表面活性劑O. 5%至2. 5%，所述助表面活性劑為甜菜堿或碳原子數(shù)12 20的醇；其余為水。不飽和脂肪酸的作用是作為壓裂液的增稠劑。pH調(diào)節(jié)劑的作用是使得不飽和脂肪酸中和為水溶性的對(duì)應(yīng)鹽。無機(jī)鹽的作用是促使增稠劑形成膠束。有機(jī)鹽的作用是增強(qiáng)增稠劑的水溶性。助表面活性劑的作用是提高增稠劑的溶解速度及體系的粘彈性及攜砂能力。所述不飽和脂肪酸為棕櫚烯酸、油酸、亞油酸和芥酸中的一種或多種。所述pH調(diào)節(jié)劑為NaOH。所述無機(jī)鹽為KCl或KBr。所述有機(jī)鹽為十_■燒基硫酸納或十_■燒基苯橫酸納。所述助表面活性劑為甜菜堿。所述無殘?jiān)庪x子壓裂液形成粘彈性凍膠，所形成的壓裂液粘度為50mPa · s至 600mPa · s，使用溫度范圍為50°C至110°C，當(dāng)?shù)貙又杏写罅克驘N類物質(zhì)時(shí)可自行破膠。該實(shí)驗(yàn)中粘度測(cè)定方法均采用ZNN-D6六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定。首先將樣品置于 20°C的恒溫水浴鍋內(nèi)恒溫10分鐘，按照ZNN-D6六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的操作規(guī)程調(diào)整粘度計(jì)的水平及零點(diǎn)，然后將樣品倒入量杯內(nèi)至刻度線處，在lOOr/min的轉(zhuǎn)速下測(cè)定液體粘度。下面以具體實(shí)施例的方式說明本發(fā)明，但是本發(fā)明決不僅限于下列實(shí)施例。實(shí)施例實(shí)施例I取250ml燒杯,稱取O. 5gNaOH倒入燒杯中溶解充分,取油酸2g,在攪拌條件下倒入燒杯中。持續(xù)攪拌，分別加入5gKCl、0. 3g十二烷基硫酸鈉、O. 5ml甜菜堿(密度為I. Olg/ ml)，加自來水到100g，20秒至60秒形成粘彈性凍膠，所形成的凍膠粘度為60mPa · s，該壓裂液適用于50-70 °C地層。實(shí)施例2取250ml燒杯，稱取I. 5gNa0H倒入燒杯中溶解充分，取油酸與芥酸混合物(油酸 芥酸重量比為I : I) 4g，在攪拌條件下倒入燒杯中。持續(xù)攪拌，分別加入5gKBr、0.5g十二烷基苯磺酸鈉、Iml甜菜堿(密度為I. 01g/ml)，加自來水到100g，20秒至60秒形成粘彈性凍膠，所形成的凍膠粘度為150mPa · s，該壓裂液適用于70_90°C地層。
實(shí)施例3取250ml燒杯,稱取2gNa0H倒入燒杯中溶解充分,取芥酸5g,在攪拌條件下倒入燒杯中。持續(xù)攪拌，分別加入4gKCL、0. 8g十二烷基苯磺酸鈉、I. 5ml甜菜堿(密度為I. Olg/ ml)，加自來水到100g，20秒至60秒形成粘彈性凍膠，所形成的凍膠粘度為300mPa .s，該壓裂液適用于90-110 °C地層。本申請(qǐng)相比對(duì)比文件1(CN102108295)具有以下優(yōu)勢(shì)，加入助表面活性劑與有機(jī)鹽，可有效提高不飽和脂肪酸鹽的水溶性，同時(shí)增加壓裂液的粘彈性，對(duì)比實(shí)驗(yàn)如表I所示表I :本申請(qǐng)文件與對(duì)比文件I的優(yōu)點(diǎn)
權(quán)利要求
1.一種無殘?jiān)庪x子壓裂液，該無殘?jiān)庪x子壓裂液由不飽和脂肪酸、PH調(diào)節(jié)劑、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、助表面活性劑和水配置而成，其中，相對(duì)于所述壓裂液的總重量，碳原子數(shù) 12 24的不飽和脂肪酸I %至5%;pH調(diào)節(jié)劑O. 2%至2. 5%，所述pH調(diào)節(jié)劑為Na0H、K0H、 Na2C03、Na3PO4或K3PO4中的至少一種物質(zhì)；無機(jī)鹽3. 5%至6. 5%，所述無機(jī)鹽為KCl、KBr、 NaBr、HCOONa, NaNO3或KNO3中的至少一種物質(zhì)；有機(jī)鹽O. 2 %至O. 8 %，所述有機(jī)鹽為含烷基的硫酸鹽或含苯環(huán)的磺酸鹽；助表面活性劑O. 5%至2. 5%，所述助表面活性劑為甜菜堿或碳原子數(shù)12 20的醇；其余為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無殘?jiān)庪x子壓裂液，其中所述不飽和脂肪酸為棕櫚烯酸、 油酸、亞油酸和芥酸中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的無殘?jiān)庪x子壓裂液，其中所述pH調(diào)節(jié)劑為NaOH。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的無殘?jiān)庪x子壓裂液，其中所述無機(jī)鹽為KCl或KBr。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的無殘?jiān)庪x子壓裂液，其中所述有機(jī)鹽為十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的無殘?jiān)庪x子壓裂液，其中所述助表面活性劑為甜菜堿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的無殘?jiān)庪x子壓裂液，所述無殘?jiān)庪x子壓裂液形成粘彈性凍膠，所形成的凍膠粘度為50mPa *s至600mPa-s,使用溫度范圍為50°C至110°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無殘?jiān)庪x子壓裂液。本發(fā)明的所述壓裂液由不飽和脂肪酸、pH調(diào)節(jié)劑、無機(jī)鹽、有機(jī)鹽、助表面活性劑和水配置而成，其中，相對(duì)于所述壓裂液的總重量，不飽和脂肪酸1％至5％，pH調(diào)節(jié)劑0.2％至2.5％，無機(jī)鹽3.5％至6.5％，有機(jī)鹽0.2％至0.8％，助表面活性劑0.5至2.5％，其余為水。本發(fā)明中的壓裂液體系中的陰離子表面活性劑為環(huán)境友好型表面活性劑，破膠后殘?jiān)緸?；由于地層巖石帶有負(fù)電荷，避免了表面活性劑吸附產(chǎn)生的地層傷害；無溶脹過程，易于配制，故在油水井壓裂中有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C09K8/68GK102585794SQ201110435560
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者關(guān)偉, 劉建權(quán), 包放, 呂俊, 吳志俊, 姚維棟, 張子明, 徐樂, 李玉印, 李超, 王疆寧, 趙燁, 鄧宏 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司