耐受低pH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于壓裂液技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐受低PH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓裂液在油田增產(chǎn)增注措施中具有重要作用。常規(guī)壓裂液多是在堿性環(huán)境下才能表現(xiàn)出良好的粘彈性。但是在一些特殊地層環(huán)境進(jìn)行酸化處理，或是需要配合二氧化碳注入等特殊操作環(huán)境中，需要壓裂液在酸性條件和較高礦化度下工作。通常所用的天然植物膠，在酸性條件下交聯(lián)相對(duì)困難?？梢援a(chǎn)生較高粘度且有一定耐酸能力的線性高分子溶液因難以抵抗較高礦化度和難以交聯(lián)無法獨(dú)立工作。能在酸性條件下形成凝膠的粘彈性表面活性劑也因?yàn)槌杀靖?，難以推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種耐受低pH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液及其制備方法，提高對(duì)酸的攜帶能力，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的高PH使用限制的問題。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
耐受低PH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液，其特征在于:
由以下質(zhì)量百分比的組分配制而成:
水溶性非離子聚合物增稠劑 0.2%-0.4% ；
粘彈性表面活性劑0.8%-1.5% ；
分散降凝劑0.2%-0.3% ；
酸0.4%-0.8% ；
水余量。
[0005]所述水溶性非離子聚合物增稠劑為聚氧化乙烯或聚丙烯酰胺。
[0006]所述粘彈性表面活性劑選自叔胺型表面活性劑或氧化胺型表面活性劑；
叔胺型表面活性劑選取芥酸酰胺丙基二甲胺；
氧化胺型表面活性劑選取十四烷基二甲基氧化胺。
[0007]所述分散降凝劑為丙二醇單甲醚或丙二醇乙醚。
[0008]所述酸為醋酸或磷酸。
[0009]耐受低pH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液的制備方法，其特征在于:
由以下步驟實(shí)現(xiàn):
按以下質(zhì)量百分比準(zhǔn)備各組分:
水溶性非離子聚合物增稠劑 0.2%-0.4% ；
粘彈性表面活性劑0.8%-1.5% ；
分散降凝劑0.2%-0.3% ；
酸0.4%-0.8% ；水余S；；
將粘彈性表面活性劑、酸、分散降凝劑混合均勻形成液體組分混合物；在常溫下將水溶性非離子聚合物增稠劑溶在水中，在加入液體組分混合物，攪拌均勻獲得壓裂液。
[0010]所述水溶性非離子聚合物增稠劑為聚氧化乙烯或聚丙烯酰胺；
所述粘彈性表面活性劑選自叔胺型表面活性劑或氧化胺型表面活性劑；
叔胺型表面活性劑選取芥酸酰胺丙基二甲胺；
氧化胺型表面活性劑選取十四烷基二甲基氧化胺；
所述分散降凝劑為丙二醇單甲醚或丙二醇乙醚；
所述酸為醋酸或磷酸。
[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、可以在酸性條件下使用；常規(guī)植物膠要在酸性條件下使用，必須開發(fā)專用的交聯(lián)劑，并且在植物膠上進(jìn)行改性使植物膠能被酸性交聯(lián)劑交聯(lián)。本發(fā)明利用的是酸性條件下聚集方式的改變保證足夠的粘度。
[0012]2、壓裂液中的所有原料都是人工合成的可溶性物質(zhì)，相比天然植物膠中15%_20%的不溶物，壓裂之后的殘?jiān)繒?huì)大幅度減少。降低了壓裂液對(duì)含油地層的傷害。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0014]本發(fā)明涉及的耐受低pH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液，在不使用交聯(lián)劑的情況下，利用粘彈性表面活性劑的蠕蟲狀聚集將線狀高分子部分包裹其中，使得線狀高分子在遇酸收縮時(shí)，因?yàn)檎硰椥员砻婊钚詣┑拇嬖诋a(chǎn)生了類似交聯(lián)的效果。壓裂液在中性環(huán)境下，因?yàn)榫€性高分子的存在具有高粘的性質(zhì)，在酸性條件下也不會(huì)因?yàn)檎扯却蠓档褪蛊鋽y砂能力。
[0015]原理是在室溫下將水溶性非離子聚合物增稠劑分散于水中，使體系進(jìn)行初步的增稠。隨后加入小分子混合液，其中的酸使聚合物線團(tuán)進(jìn)行收縮以防止工作過程中PH值的下降產(chǎn)生的粘度減少問題，同時(shí)可以促進(jìn)粘彈性表面活性劑的蠕蟲狀聚集，形成粘彈性。小分子混合液中的分散降凝劑則保證混合物處于流動(dòng)狀態(tài)并易于分散在水中。各組分添加完成后，收縮的高分子線團(tuán)在蠕蟲狀膠束之間穿插，使體系獲得足夠的粘彈性。當(dāng)環(huán)境中的PH值降低時(shí)，由于聚合物線團(tuán)和乳中狀膠束已經(jīng)處于穩(wěn)定聚集狀態(tài)，整個(gè)壓裂液體系的粘度不會(huì)產(chǎn)生劇烈的變化，從而形成耐酸特征。
[0016]其制備方法具體由以下步驟實(shí)現(xiàn):
按以下質(zhì)量百分比準(zhǔn)備各組分:
水溶性非離子聚合物增稠劑 0.2%-0.4% ；
粘彈性表面活性劑0.8%-1.5% ；
分散降凝劑0.2%-0.3% ；
酸0.4%-0.8% ；
水余；
將粘彈性表面活性劑、酸、分散降凝劑混合均勻形成液體組分混合物；在常溫下將水溶性非離子聚合物增稠劑溶在水中，在加入液體組分混合物，攪拌均勻獲得壓裂液。
[0017]所述水溶性非離子聚合物增稠劑為聚氧化乙烯或聚丙烯酰胺。
[0018]所述粘彈性表面活性劑選自叔胺型表面活性劑或氧化胺型表面活性劑；
叔胺型表面活性劑選取芥酸酰胺丙基二甲胺；
氧化胺型表面活性劑選取十四烷基二甲基氧化胺。
[0019]所述分散降凝劑為丙二醇單甲醚或丙二醇乙醚。
[0020]所述酸為醋酸或磷酸。
[0021]實(shí)施例1:
在常溫下混合芥酸酰胺丙基二甲胺1.5g、丙二醇乙醚0.2g、冰醋酸0.Sg形成液體組分。使用時(shí)，先在10g水中溶解0.2g聚氧化乙烯，然后將液體組分倒入溶液中，攪拌2-3min即可形成耐酸壓裂液，在pH為7剪切速率為10s 1時(shí)的粘度為120mPa.s,在pH降為3時(shí)依然可以獲得90mPa.s的粘度。
[0022]實(shí)施例2:
在常溫下混合芥酸酰胺丙基二甲胺1.5g、丙二醇甲醚0.3g、磷酸0.4g形成液體組分。使用時(shí)，先在10g水中溶解0.2g聚氧化乙烯，然后將液體組分倒入溶液中，攪拌2-3min即可形成耐酸壓裂液，在PH為7剪切速率為10s 1時(shí)的粘度為IlOmPa.s,在pH降為3時(shí)依然可以獲得85mPa.s的粘度。
[0023]實(shí)施例3:
在常溫下混合十四烷基二甲基氧化胺1.5g、丙二醇乙醚0.3g、冰醋酸0.2g形成液體組分。使用時(shí)，先在10g水中溶解0.4g聚氧化乙烯，然后將液體組分倒入溶液中，攪拌2-3min即可形成耐酸壓裂液，在pH為7剪切速率為10s 1時(shí)的粘度為140mPa.s,在pH降為3時(shí)依然可以獲得95mPa.s的粘度。
[0024]實(shí)施例4:
在常溫下混合十四烷基二甲基氧化胺0.Sg、丙二醇甲醚0.2g、磷酸0.2g形成液體組分。使用時(shí)，先在10g水中溶解0.3g聚氧化乙烯，然后將液體組分倒入溶液中，攪拌2-3min即可形成耐酸壓裂液，在PH為7剪切速率為10s 1時(shí)的粘度為90mPa.s,在pH降為3時(shí)依然可以獲得60mPa.s的粘度。
[0025]本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.耐受低PH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液，其特征在于: 由以下質(zhì)量百分比的組分配制而成: 水溶性非離子聚合物增稠劑 0.2%-0.4% ； 粘彈性表面活性劑0.8%-1.5% ； 分散降凝劑0.2%-0.3% ； 酸0.4%-0.8% ；水余量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐受低pH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液，其特征在于: 所述水溶性非離子聚合物增稠劑為聚氧化乙烯或聚丙烯酰胺。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐受低pH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液，其特征在于: 所述粘彈性表面活性劑選自叔胺型表面活性劑或氧化胺型表面活性劑； 叔胺型表面活性劑選取芥酸酰胺丙基二甲胺； 氧化胺型表面活性劑選取十四烷基二甲基氧化胺。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐受低pH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液，其特征在于: 所述分散降凝劑為丙二醇單甲醚或丙二醇乙醚。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐受低pH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液，其特征在于: 所述酸為醋酸或磷酸。6.耐受低pH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液的制備方法，其特征在于: 由以下步驟實(shí)現(xiàn): 按以下質(zhì)量百分比準(zhǔn)備各組分: 水溶性非離子聚合物增稠劑 0.2%-0.4% ； 粘彈性表面活性劑0.8%-1.5% ； 分散降凝劑0.2%-0.3% ； 酸0.4%-0.8% ；水余； 將粘彈性表面活性劑、酸、分散降凝劑混合均勻形成液體組分混合物；在常溫下將水溶性非離子聚合物增稠劑溶在水中，在加入液體組分混合物，攪拌均勻獲得壓裂液。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐受低pH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液的制備方法，其特征在于: 所述水溶性非離子聚合物增稠劑為聚氧化乙烯或聚丙烯酰胺； 所述粘彈性表面活性劑選自叔胺型表面活性劑或氧化胺型表面活性劑； 叔胺型表面活性劑選取芥酸酰胺丙基二甲胺； 氧化胺型表面活性劑選取十四烷基二甲基氧化胺； 所述分散降凝劑為丙二醇單甲醚或丙二醇乙醚； 所述酸為醋酸或磷酸。
【專利摘要】本發(fā)明涉及耐受低pH值環(huán)境和較高礦化度的壓裂液及其制備方法。常規(guī)壓裂液多是在堿性環(huán)境下才能表現(xiàn)出良好的粘彈性，通常所用的天然植物膠，在酸性條件下交聯(lián)相對(duì)困難。本發(fā)明將粘彈性表面活性劑、酸、分散降凝劑混合均勻形成液體組分混合物；在常溫下將水溶性非離子聚合物增稠劑溶在水中，在加入液體組分混合物，攪拌均勻獲得壓裂液。本發(fā)明在不使用交聯(lián)劑的情況下，利用粘彈性表面活性劑的蠕蟲狀聚集將線狀高分子部分包裹其中，使得線狀高分子在遇酸收縮時(shí)，因?yàn)檎硰椥员砻婊钚詣┑拇嬖诋a(chǎn)生了類似交聯(lián)的效果。壓裂液在中性環(huán)境下，因?yàn)榫€性高分子的存在具有高粘的性質(zhì)，在酸性條件下也不會(huì)因?yàn)檎扯却蠓档褪蛊鋽y砂能力。
【IPC分類】C09K8/74
【公開號(hào)】CN105112041
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510529142
【發(fā)明人】楊曉武, 秋列維, 劉娟萍, 李培枝, 白建壯
【申請(qǐng)人】陜西科技大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月26日