專利名稱：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
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油開采用壓裂液技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降阻劑及其制備方法，同時(shí)還涉及使用該降阻劑的滑溜水壓裂液及其制備方法。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)以來，面對(duì)巨大的能源需求，世界油氣產(chǎn)能建設(shè)和生產(chǎn)卻相對(duì)不足，于是人們開始更多地關(guān)注非常規(guī)石油天然氣資源。其中，根據(jù)世界油氣雜志2009年的預(yù)測(cè)與統(tǒng)計(jì)，世界范圍內(nèi)的頁巖氣儲(chǔ)量約為4. 6 X IO1V,資源量十分豐富。由于頁巖油氣儲(chǔ)層滲透率超低，厚度大，天然裂縫發(fā)育，盡管天然裂縫能夠形成一定滲流通道，但是通常無法提供經(jīng)濟(jì)開采所需的滲流通道，多數(shù)含油氣頁巖都需要實(shí)施水力壓裂才能達(dá)到工業(yè)開采價(jià)值，但是常規(guī)的聚合物基壓裂液體系(改性瓜膠等)，由于含有水不溶物及常規(guī)膠體殘?jiān)自斐身搸r儲(chǔ)層嚴(yán)重傷害，壓裂液交聯(lián)形成凍膠后不利于縫網(wǎng)的形成，且會(huì)大大增加在管柱中的摩阻，因此對(duì)施工設(shè)備帶來制約。目前國(guó)外對(duì)于頁巖油氣儲(chǔ)層的改造，主要采用滑溜水體系，體系中關(guān)鍵組分降阻劑與國(guó)內(nèi)常用壓裂防膨劑配伍性較差，其整個(gè)體系成本又較高，不適宜大規(guī)模壓裂改造使用；國(guó)內(nèi)對(duì)于頁巖油氣儲(chǔ)層的改造，主要采用清水壓裂、活性水壓裂等，通過大規(guī)模、大排量(最高12m3/min)的注入方式，以達(dá)到形成網(wǎng)狀裂縫的目的。但清水壓裂、活性水壓裂在大排量下施工摩阻高，因此，需要開發(fā)研究出一種高效低成本的降阻劑，從而降低施工壓力、提高施工工藝成功率和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種降阻劑及其制備方法，該降阻劑能大幅度降低壓裂管路及近井摩阻，利于頁巖油氣儲(chǔ)層縫網(wǎng)的形成，成本低廉，與其他添加劑配伍性好。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種使用該降阻劑的滑溜水壓裂液及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種降阻劑，該降阻劑的組成及質(zhì)量百分比為聚氧化乙烯10% 40%有機(jī)溶劑40% 85%非離子表面活性劑 0 10%分散劑0 10%。所述聚氧化乙烯的分子量為50萬 600萬。所述有機(jī)溶劑為白油。所述非離子表面活性劑為司盤80、吐溫80中的任意一種或組合。所述分散劑為二氧化硅。一種降阻劑的制備方法，包括下列步驟
I)將非離子表面活性劑加入有機(jī)溶劑中，50 IOOrpm緩慢攪拌至混合均勻；2)加入分散劑，50 IOOrpm緩慢攪拌5min,后1500 2000rpm高速攪拌5min ；3)降低攪拌速度,緩慢加入聚氧化乙烯，1000 1500rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。一種使用上述的降阻劑的滑溜水壓裂液，該壓裂液組成及質(zhì)量百分比為
降阻劑0. 05% 0. 2%
助排劑0. 2% 0. 5%
防膨劑1.0% 3.0%
殺菌劑0.1% O1U
余量為清水。所述助排劑的組成及質(zhì)量百分比為壬基酚聚氧乙烯醚3. 0% 5. 0%、甲醇20% 30%、余量為水。所述防膨劑為氯化鉀；所述殺菌劑為甲醛或戊二醛。一種滑溜水壓裂液的制備方法，包括下列步驟I)將殺菌劑加到清水中，連續(xù)攪拌使其混合均勻；2)緩慢加入降阻劑到清水中，500 800rpm連續(xù)緩慢攪拌20min使其混合均勻；3)依次加入助排劑、防膨劑，500 SOOrpm緩慢攪拌至混合均勻，即得所述滑溜水
壓裂液。聚氧化乙烯是環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合而成的線型有規(guī)則的螺旋結(jié)構(gòu)，這種柔軟的大分子在溶液中呈舒展?fàn)顟B(tài)，容易發(fā)生形變，具有一定長(zhǎng)度支鏈的大分子，在溶液中的流體力學(xué)體積較大，將增加減阻效果，同時(shí)聚合物分子在湍流邊界層中受到拉伸而取向，在取向處流體粘度會(huì)增加，從而實(shí)現(xiàn)了減阻效果。非離子表面活性劑的作用主要是乳化作用。分散劑的作用是保證聚氧化乙烯與有機(jī)溶劑混 合后的有效分散。有機(jī)溶劑是為了保證體系混合均勻。本發(fā)明的降阻劑，采用聚氧化乙烯和無機(jī)溶劑配制，成本低、降阻性能好，能夠在較低的濃度下有效降低流體在管道及井筒內(nèi)的摩阻，與其他添加劑配伍性良好，無絮狀物及沉淀生成。該降阻劑與助排劑、防膨劑、殺菌劑配制成的滑溜水壓裂液，保持較好的降阻性能和熱穩(wěn)定性；降阻劑濃度為0. 05 0. 2%，在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)條件下降低摩阻的55 60% ;同時(shí)較低的降阻劑濃度，對(duì)于需要大規(guī)模改造的頁巖油氣藏，大大降低了施工成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。


圖1為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)例I滑溜水壓裂液的降阻率隨排量變化關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
實(shí)施例1本實(shí)施例的降阻劑的組成為分子量為50萬的聚氧化乙烯 40%白油60%。該降阻劑的制備方法為將聚氧化乙烯緩慢加入白油中，1500rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。實(shí)施例2本實(shí)施例的降阻劑的組成為分子量為600萬的聚氧化乙烯 15%白油85%。該降阻劑的制備方法為將聚氧化乙烯緩慢加入白油中，IOOOrpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所 述降阻劑。實(shí)施例3本實(shí)施例的降阻劑的組成為分子量為300萬的聚氧化乙烯 30%白油70%。該降阻劑的制備方法為將聚氧化乙烯緩慢加入白油中，1300rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。實(shí)施例4本實(shí)施例的降阻劑的組成為分子量為100萬的聚氧化乙烯 40%白油40%司盤8010%二氧化硅10%。該降阻劑的制備方法包括下列步驟I)將司盤80加入白油中，IOOrpm緩慢攪拌至混合均勻；2)加入二氧化娃，IOOrpm緩慢攪拌5min,后1700rpm高速攪拌5min ；3)降低攪拌速度,緩慢加入聚氧化乙烯，IOOOrpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。實(shí)施例5本實(shí)施例的降阻劑的組成為分子量為500萬的聚氧化乙烯 10%白油85%吐溫800. 1%二氧化硅4. 9%。該降阻劑的制備方法包括下列步驟I)將吐溫80加入白油中，50rpm緩慢攪拌至混合均勻；2)加入二氧化娃,50rpm緩慢攪拌5min,后2000rpm高速攪拌5min ；3)降低攪拌速度,緩慢加入聚氧化乙烯，1500rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。實(shí)施例6本實(shí)施例的降阻劑的組成為分子量為200萬的聚氧化乙烯 20%白油75%司盤804. 9%二氧化硅0. 1%。該降阻劑的制備方法包括下列步驟I)將司盤80加入白油中，70rpm緩慢攪拌至混合均勻；2)加入二氧化娃，70rpm緩慢攪拌5min,后1500rpm高速攪拌5min ；3)降低攪拌速度,緩慢加入聚氧化乙烯，1200rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。實(shí)施例7本實(shí)施例的降阻劑的組成為
權(quán)利要求
1.一種降阻劑，其特征在于該降阻劑的組成及質(zhì)量百分比為聚氧化乙烯10% 40%有機(jī)溶劑40% 85%非離子表面活性劑O 10%分散劑O 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降阻劑，其特征在于所述聚氧化乙烯的分子量為50萬 600 萬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降阻劑，其特征在于所述有機(jī)溶劑為白油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降阻劑，其特征在于所述非離子表面活性劑為司盤80、吐溫 80中的任意一種或組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降阻劑，其特征在于所述分散劑為二氧化硅。
6.一種如權(quán)利要求1所述的降阻劑的制備方法，其特征在于包括下列步驟1)將非離子表面活性劑加入有機(jī)溶劑中，50 IOOrpm緩慢攪拌至混合均勻；2)加入分散劑，50 IOOrpm緩慢攪拌5min，后1500 2000rpm高速攪拌5min；3)降低攪拌速度，緩慢加入聚氧化乙烯，1000 1500rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。
7.一種使用如權(quán)利要求1所述的降阻劑的滑溜水壓裂液，其特征在于該壓裂液組成及質(zhì)量百分比為降阻劑O. 05% O 2%助排劑O. 2% O. 5%防膨劑1.0% 3.0%殺菌劑O. 1% O. 3%余量為清水。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的滑溜水壓裂液，其特征在于所述助排劑的組成及質(zhì)量百分比為壬基酚聚氧乙烯醚3. 0% 5. 0%、甲醇20% 30%、余量為水。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的滑溜水壓裂液，其特征在于所述防膨劑為氯化鉀；所述殺菌劑為甲醛或戊二醛。
10.一種如權(quán)利要求7所述的滑溜水壓裂液的制備方法，其特征在于包括下列步驟1)將殺菌劑加到清水中，連續(xù)攪拌使其混合均勻；2)緩慢加入降阻劑到清水中，500 800rpm連續(xù)緩慢攪拌20min使其混合均勻；3)依次加入助排劑、防膨劑，500 SOOrpm緩慢攪拌至混合均勻，即得所述滑溜水壓裂液。
全文摘要
本發(fā)明公開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，該降阻劑的組成及質(zhì)量百分比為聚氧化乙烯10%～40%、有機(jī)溶劑40%～85%、非離子表面活性劑0～10%、分散劑0～10%；滑溜水壓裂液的組成及質(zhì)量百分比為降阻劑0.05%～0.2%、助排劑0.2%～0.5%、防膨劑1.0%～3.0%、殺菌劑0.1%～0.3%、余量為清水。本發(fā)明的降阻劑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，同時(shí)具有較低的降阻劑濃度，對(duì)于需要大規(guī)模改造的頁巖油氣藏，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)C09K8/68GK103045226SQ20131002009
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者劉洪濤, 賈躍立, 魏媛茜, 解勇珍, 蔣爾良, 劉欣 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技術(shù)研究院