一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 油田特低滲儲(chǔ)層的有效開發(fā)主要依靠壓裂技術(shù)，壓裂液是壓裂改造的重要組成部 分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有一定的耐溫耐剪切性能，而且低殘?jiān)蛡Φ膲毫岩菏悄壳皦毫岩貉?究的熱點(diǎn)。
[0003] 瓜膠壓裂液由于其低廉的成本及其良好的耐溫耐剪切性能在油田已經(jīng)應(yīng)用多年， 但是其植物膠的特點(diǎn)使其殘?jiān)枯^高，對(duì)地層傷害較大，對(duì)于易受傷害的儲(chǔ)層該種影響 更為突出。專利《一種低傷害小分子瓜膠壓裂液》ZL201110263461. 4,涉及一種由基液和破 膠劑、交聯(lián)劑組成的低傷害小分子瓜膠壓裂液，有效降低了壓裂液對(duì)地層的傷害，提高了壓 裂改造的效果。
[0004] 我們考慮W低分子瓜膠為反應(yīng)原料制備一種用于低滲透油田的小分子壓裂液，該 壓裂液體系具有常規(guī)交聯(lián)聚合物壓裂液的流變性，同時(shí)具有低殘?jiān)蛡π阅?，不需要?膠劑，交聯(lián)通過抑控制，具備天然測(cè)交聯(lián)的流變可逆性，壓后在地層的中和作用下，降低壓 裂液抑值，來實(shí)現(xiàn)破膠目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液及其制備方法，該壓裂液 具有常規(guī)交聯(lián)聚合物壓裂液的流變性，同時(shí)具有低殘?jiān)蛡π阅?，不需要使用破膠劑，可 W重復(fù)利用，是一種環(huán)保型壓裂液。
[0006] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的目的之一可通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)： 一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液，由100重量份的基液和0. 5-0. 8重量份的有機(jī)測(cè)交 聯(lián)劑組成，其特征在于，所述基液由如下重量份配比的原料組成： 低分子瓜爾膠0. 3-0. 6 助排劑0. 3-0. 5 粘±穩(wěn)定劑0. 3-0. 5 抑調(diào)節(jié)劑 適量 滅菌劑0. 03-0. 1 高溫穩(wěn)定劑0. 1-0. 3 水 98-99 ; 所述有機(jī)測(cè)交聯(lián)劑由測(cè)酸鹽與10-30% (質(zhì)量濃度）化0H水溶液按100 ;5-100 ; 10 (重 量份）的比例混合得到。
[0007] 所述小分子瓜爾膠是指分子量為30-40萬的改性瓜膠，其制備步驟為：將瓜爾膠 或輕丙基瓜爾膠與水按10-15 (重量份);1000 (體積份)的配比制得水溶液，加入0. 1-0. 5g/ L的甘露聚糖酶降解上述水溶液至粘度為20-40mPa.S之間，然后升溫至80-9(TC滅酶，反 應(yīng)停止，最后將該水溶液用G2#砂芯漏斗過濾并凍干干燥、粉碎制得粉末狀低分子稠化劑， 即小分子瓜爾膠； 所述助排劑為十二烷基H甲基漠化饋或十六烷基H甲基漠化饋； 所述粘±穩(wěn)定劑為KCLN&Cl或陽離子季饋鹽類聚合物； 所述抑調(diào)節(jié)劑為化2〇)3、Na肥〇3或化0H; 所述滅菌劑為甲酵或戊二酵； 所述高溫穩(wěn)定劑為NasSs化。
[0008] 所述測(cè)酸鹽含多羥基配體Li、L2,配體Li為聚己帰醇，配體L2為甘油； 本發(fā)明的目的之二可通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)： 一種制備低傷害小分子環(huán)保型壓裂液的方法，按如下步驟進(jìn)行： 按上述重量份配比，在水中加入低分子瓜爾膠、助排劑、粘±穩(wěn)定劑，高溫穩(wěn)定劑，采用 抑調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)抑為10-12,再加入滅菌劑，然后與制得的有機(jī)測(cè)交聯(lián)劑W100 ;〇. 5-100 : 0. 8的交聯(lián)比交聯(lián)即得凍膠狀壓裂液。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，得到的小分子瓜膠分子量分布更為集 中加入高溫穩(wěn)定劑提高了壓裂液的耐溫性，小分子瓜膠既兼顧了壓裂液的耐溫耐剪切性能 又能有效的降低壓裂液對(duì)地層的傷害，無需破膠劑，而且能夠重復(fù)利用，是一種環(huán)保型壓裂 體系。該壓裂液體系在12(TC、170s4剪切速率下剪切化，粘度在50mpa.SW上；其對(duì)巖也 基質(zhì)傷害率最低15%，殘?jiān)孔畹?16mg/L;首次交聯(lián)及破膠后二次交聯(lián)的壓裂液lOCrC、 170s4剪切速率下剪切1. 5h，粘度均在50mpa.SW上，可重復(fù)利用。
[0010]
【附圖說明】 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1壓裂液在10(TC、170s4剪切速率下的耐剪切曲線圖。
[0011] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2壓裂液在12(TC、170s4剪切速率下的耐剪切曲線圖。
[0012] 圖3為首次交聯(lián)及破膠后二次交聯(lián)的實(shí)施例壓裂液在10(TC、170s4剪切速率下的 耐剪切曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0014] 實(shí)施例1 步驟一：制備小分子瓜爾膠 將瓜爾膠與水按10(重量份）：1000(體積份）的比例混合制得水溶液，加入0.Ig/L的 甘露聚糖酶降解上述水溶液至粘度為20mPa.S，然后升溫至8(TC滅酶，反應(yīng)停止，最后將該 水溶液用G2#砂芯漏斗過濾并凍干干燥、粉碎制得粉末狀小分子瓜爾膠。
[0015] 步驟二：制備有機(jī)測(cè)交聯(lián)劑 將測(cè)酸鹽與10%質(zhì)量濃度的化0H水溶液按100 ;5的重量比混合得到有機(jī)測(cè)交聯(lián)劑。
[0016] 步驟H;制備低傷害小分子環(huán)保型壓裂液 往99重量份的水中加入0. 3重量份步驟一制備的粉末狀小分子瓜爾膠、0. 3重量份的 十二烷基H甲基漠化饋、0. 3重量份的KC1，采用抑調(diào)節(jié)劑化0H調(diào)節(jié)抑為10,再加入0. 03 重量份的甲酵，然后與制得的0. 5重量份的有機(jī)測(cè)交聯(lián)劑W100 ;〇. 5的交聯(lián)比交聯(lián)即得凍 膠狀壓裂液。用HAKKE流變儀測(cè)試凍膠流變性能在lOCrC，170s4剪切120min后，粘度保持 在50mPa.SW上，數(shù)據(jù)見圖1。
[0017] 實(shí)施例2 步驟一：制備小分子瓜爾膠 將輕丙基瓜爾膠與水按15(重量份)：1000(體積份)的比例混合制得水溶液，加入0. 5g/L的甘露聚糖酶降解上述水溶液至粘度為40mPa.S，然后升溫至9(TC滅酶，反應(yīng)停止，最后 將該水溶液用G2#砂芯漏斗過濾并凍干干燥、粉碎制得粉末狀小分子瓜爾膠。
[0018] 步驟二：制備有機(jī)測(cè)交聯(lián)劑 將測(cè)酸鹽與30%質(zhì)量濃度的化0H水溶液按100 ; 10的重量比混合得到有機(jī)測(cè)交聯(lián)劑。
[0019] 步驟H;制備低傷害小分子環(huán)保型壓裂液 往98重量份的水中加入0. 6重量份步驟一制備的粉末狀小分子瓜爾膠、0. 5重量份的 十二烷基H甲基漠化饋、0. 5重量份的KC1，0. 2重量份的Na2S2〇3,采用抑調(diào)節(jié)劑化0H調(diào)節(jié) 抑為12,再加入0. 1重量份的甲酵，然后與制得的0. 8重量份的有機(jī)測(cè)交聯(lián)劑W100 ;〇. 8 的交聯(lián)比交聯(lián)即得凍膠狀壓裂液。用HAKKE流變儀測(cè)試凍膠流變性能在12(TC，170s4剪切 120min后，粘度保持在50mPa.SW上，數(shù)據(jù)見圖2。
[0020] 實(shí)施例3 如實(shí)施例1和2,所不同的是，十二烷基H甲基漠化饋采用十六烷基H甲基漠化饋代 替。
[0021] 實(shí)施例4 如實(shí)施例1和2,所不同的是，KC1采用N&Cl或陽離子季饋鹽類聚合物代替。
[00過 實(shí)施例5 如實(shí)施例1和2,所不同的是，pH調(diào)節(jié)劑采用NasCOs代替。
[002引 實(shí)施例6 如實(shí)施例1和2,所不同的是，甲酵采用戊二酵代替。
[0024] 將上述實(shí)施例配制的壓裂液依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（水基壓裂液性能評(píng)價(jià)，SY-T5107-2005,第 6. 10,6. 14條）測(cè)試其對(duì)巖也基質(zhì)滲透率傷害和破膠后剩余固體殘?jiān)?，傷害?shù)據(jù)如下表 1所示。常規(guī)壓裂液對(duì)巖也傷害率在25%W上，殘?jiān)?00mg/LW上，由此對(duì)比，本發(fā)明 的壓裂液體系是一種低傷害壓裂液體系。
[00巧]表1殘?jiān)皞β蕦?shí)驗(yàn)結(jié)果_
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液，由100重量份的基液和0. 5-0. 8重量份的有機(jī)硼 交聯(lián)劑組成，其特征在于，所述基液由如下重量份配比的原料組成： 低分子瓜爾膠〇. 3-0. 6 助排劑0. 3-0. 5 粘土穩(wěn)定劑0. 3-0. 5 滅菌劑 0? 03-0. 1 水 98-99 ; 所述有機(jī)硼交聯(lián)劑由硼酸鹽與10-30% (質(zhì)量濃度）NaOH水溶液按100 :5-100 :10 (重 量份）的比例混合得到。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液，其特征在于，所述低分子瓜 爾膠的制備步驟為： 將瓜爾膠或羥丙基瓜爾膠與水按10-15 (重量份M000 (體積份)的配比制得水溶液，加 入0. 1-0. 5g/L的甘露聚糖酶降解上述水溶液至粘度為20-40mPa.s之間，然后升溫至80-90 °C滅酶，反應(yīng)停止，最后將該水溶液用G2#砂芯漏斗過濾并凍干干燥、粉碎制得粉末狀低分 子稠化劑，即低分子瓜爾膠。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液，其特征在于，所述助排劑為 十二烷基三甲基溴化銨或十六烷基三甲基溴化銨。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液，其特征在于，所述粘土穩(wěn)定 齊IJ為KCUNH4Cl或陽離子季銨鹽類聚合物。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液，其特征在于，所述滅菌劑為 甲醛或戊二醛。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液，其特征在于，所述硼酸鹽含 多羥基配體LI、L2,配體Ll為聚乙烯醇，配體L2為甘油。
7. 制備如權(quán)利要求1的一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液的方法，其特征在于，按如下 步驟進(jìn)行： 水中加入低分子瓜爾膠、助排劑、粘土穩(wěn)定劑，采用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH為10-12,再加入 滅菌劑，然后與制得的有機(jī)硼交聯(lián)劑交聯(lián)即得凍膠狀壓裂液。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低傷害小分子環(huán)保型壓裂液及其制備方法。該壓裂液由100重量份的基液和0.5-0.8重量份的有機(jī)硼交聯(lián)劑組成，基液由低分子瓜爾膠、助排劑、粘土穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑、滅菌劑和水組成，有機(jī)硼交聯(lián)劑由硼酸鹽與NaOH水溶液按比例混合得到。通過制備低分子瓜爾膠、有機(jī)硼交聯(lián)劑，將基液與交聯(lián)劑以一定的交聯(lián)比交聯(lián)制得凍膠狀壓裂液。該壓裂液在120℃、170s-1剪切速率下剪切2h，粘度在50mpa.s以上，其對(duì)巖心基質(zhì)傷害率最低15%，殘?jiān)孔畹?16mg/L，破膠后的壓裂液體系重新調(diào)節(jié)pH值后可以重復(fù)利用，是一種環(huán)保型壓裂液體系。
【IPC分類】C09K8-68
【公開號(hào)】CN104774605
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410012079
【發(fā)明人】王丹, 黃波, 仲巖磊, 姜阿娜, 李愛山, 鐘安海, 陳凱, 陳磊, 鞠玉芹, 宋李煜, 劉霜, 楊彪, 呂永利, 馮紹云
【申請(qǐng)人】中國石油化工股份有限公司, 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
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2014年1月11日