一种羟丙基胍胶压裂液增效剂、制备方法及应用的制作方法

文档序号:3783141阅读:932来源:国知局
一种羟丙基胍胶压裂液增效剂、制备方法及应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种羟丙基胍胶压裂液增效剂、制备方法及应用。增效剂由以下组分组成:多元醇或多羟基醛酮类4~10%;乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸盐2~5%;强碱弱酸盐或强碱0.1~1%;余量为水。制备方法包括:①按所述用量将乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸盐、多元醇或多羟基醛酮类依次加入水中,搅拌,控制温度在30-50℃范围内,直至形成澄清透明的溶液;②将强碱弱酸盐类或强碱(如碳酸钠、氢氧化钠等)溶于上述溶液中,搅拌至颜色变为浅褐色。本发明的增效剂在油气田勘探中的应用,将所述增效剂加入到压裂液中,增效剂的用量为0.1~1重量份。可将羟丙基胍胶的使用浓度大幅度降低,减少破胶液残渣含量,提高压裂效果。
【专利说明】—种羟丙基胍胶压裂液增效剂、制备方法及应用

【技术领域】
[0001]本发明涉及油气田勘探开发领域,进一步地说,是涉及一种羟丙基胍胶压裂液增效剂、制备方法及应用。

【背景技术】
[0002]目前国内外使用最多的压裂液是羟丙基胍胶硼交联体系,该体系具有成本低廉、携砂性能优良、破胶液粘度低、降阻性能好的特点,但存在受热、剪切快速降解以及残渣含量高的缺点。随着勘探开发进程的深入,油气产层深度增加、储层温度升高、岩性复杂且天然裂缝发育、压裂规模大、时间长的情况越来越多,对压裂液性能要求也越来越高。针对高温、天然裂缝发育井的施工,要求压裂液必须耐高温、抗剪切、粘度稳定性优良,通行的做法是提高羟丙基胍胶使用浓度,如地层温度超过120°C,羟丙基胍胶的使用浓度多在0.5%以上,如此方能保证压裂液具有足够粘度和耐温抗剪切性能,保证施工顺利进行。但羟丙基胍胶压裂液在地层中破胶后会产生大量的水不溶残渣,堵塞支撑剂渗流通道,降低裂缝导流能力,大大降低措施改造效果。羟丙基胍胶使用浓度越高,必然会在地层中产生更多的破胶残渣,这无疑对提高增产效果是非常不利的。


【发明内容】

[0003]为解决现有技术中存在的问题,本发明提供了一种羟丙基胍胶压裂液增效剂、制备方法及应用。可在高温条件下大幅度降低羟丙基胍胶用量、提高压裂液耐温性能,减少破胶液残渣含量,提高压裂效果。
[0004]本发明的目的之一是提供一种羟丙基胍胶压裂液增效剂。
[0005]所述增效剂按重量浓度计的以下组分:
[0006]多元醇或多羟基醛酮类4-10%
[0007]乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸盐2-5%
[0008]强碱弱酸盐或强碱0.1-1%
[0009]余量为水。
[0010]多元醇或多羟基醛酮类一抗老化剂,确保羟丙基胍胶压裂液在高温受热条件下不老化,有助于交联化学键的稳定,避免因高温、高速剪切等原因造成硼氧键断裂。所述多元醇或多羟基醛酮类优选为甘油、甘露糖、己酮糖、己醛糖。
[0011]乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸盐一耐温抗剪切强化剂,保证压裂液在高温条件下具有高剪切粘度,保证压裂液携砂性能不随剪切时间延长而降低;同时能够提高压裂液的悬砂能力,避免因支撑剂沉降形成砂桥而导致砂堵,有利于提高压裂施工安全性。
[0012]强碱弱酸盐或强碱一一综合协调作用,有利于增效剂长时间保存,提高产品的稳定性和有效期;所述强碱弱酸盐优选为碳酸钠;所述强碱优选为氢氧化钠。
[0013]本发明的目的之二是提供一种羟丙基胍胶压裂液增效剂的制备方法。
[0014]包含以下步骤:
[0015]①计算所要加入的多元醇或多羟基醛酮类、乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸盐、强碱弱酸盐或强碱(如碳酸钠、氢氧化钠等)和水的用量,先将水加入反应釜中,将乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸盐加入,配成水溶液,搅拌,再加入多元醇或多羟基醛酮类,控制温度在30-50°C范围内,直至形成澄清透明的溶液;
[0016]②将强碱弱酸盐或强碱(如碳酸钠、氢氧化钠等)溶于上述溶液中,搅拌至颜色变为浅褐色即可。
[0017]本发明的目的之三是提供所述羟丙基胍胶压裂液增效剂在油气田勘探中的应用。
[0018]对于各种含有不同粘土稳定剂、助排剂、表面活性剂、起泡剂、pH调节剂等成分的常规压裂液配方,在其中加入0.1-1.0份重量的增效剂后,同等温度条件下,可将羟丙基胍胶的使用浓度大幅度降低。降低羟丙基胍胶的用量,必然会减少破胶液残渣含量,提高压裂效果。
[0019]本发明广泛适用于以羟丙基胍胶为稠化剂的压裂液体系。高温条件下,在不降低压裂液耐温抗剪切性能的前提下,可有效降低羟丙基胍胶使用量。按照本发明的技术方案完成产品生产后,液体性能评价可按照SY/T5107-2005中的规定执行。现场配液时增效剂的加入方法与其他添加剂等同,不增加额外的工作量和劳动强度。

【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1实施例1的在120°C条件下剪切2h压裂液粘度曲线
[0021]图2实施例2的在120°C条件下剪切2h压裂液粘度曲线
[0022]图3实施例3的在120°C条件下剪切2h压裂液粘度曲线
[0023]图4实施例4的在120°C条件下剪切2h压裂液粘度曲线

【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例,进一步说明本发明,所用原料均为市售。
[0025]实施例1:
[0026](I)准确称取4kg甘露糖(工业纯)、5kg乙二胺四乙酸二钠盐EDTA_2Na (工业纯)、
0.1kg碳酸钠(工业纯);(2)在反应釜中备好清水90.9kg ;(3)首先将称取好的乙二胺四乙酸二钠盐EDTA-2Na加入反应釜中,控制温度30_50°C,搅拌,直至形成澄清透明溶液;(4)将称取的甘露糖加入反应釜中,搅拌,直至形成澄清透明溶液;(5)将称取的碳酸钠加入反应釜中,搅拌至颜色变为浅褐色即可停止,制得羟丙基胍胶压裂液增效剂。
[0027]按照配方“0.3%羟丙基胍胶+2%防膨剂+0.5%助排剂+0.1%表活剂+0.02%pH调节剂”,配制压裂液500mL,加入2.5mL实施例制备的增效剂,搅拌均匀,充分溶胀2h,待用;(2)配制5wt%的有机硼交联剂(工业品)5mL,与10mL溶胀好的压裂液交联;(3)利用旋转粘度计(如RS600)在1201^170(1条件下剪切2h,测定加入增效剂的压裂液的耐温抗剪切性能。曲线如图1所示(横坐标为时间,纵坐标为粘度)。在2h的剪切过程中,压裂液粘度保持在200mPa *s左右,超过标准SY/T6376-1998中规定的50mPa *s,并且压裂液粘度随剪切时间延长下降幅度不大,说明增效剂提高了液体的抗老化和抗剪切降解能力。
[0028]实施例2:
[0029](I)准确称取8kg甘油(工业纯)、2kg乙二胺四乙酸(工业纯)、IkgNaOH (工业纯);(2)在反应釜中备好清水89kg ;(3)首先将称取好的乙二胺四乙酸加入反应釜中,控制温度30-50°C,搅拌,直至形成澄清透明溶液;(4)将称取的甘油加入反应釜中,搅拌,直至形成澄清透明溶液;(5)将称取的NaOH加入反应釜中,搅拌至颜色变为浅褐色即可停止,制得羟丙基胍胶压裂液增效剂。
[0030]按照配方“0.3%HPG+2%防膨剂+0.5%助排剂+0.1%表活剂+(λ 02%pH调节剂”,配制压裂液500mL,加入2mL实施例制备的增效剂,搅拌均匀,充分溶胀2h,待用;(2)配制5wt%的有机硼交联剂(工业品)5mL,与10mL溶胀好的压裂液交联;(3)利用旋转粘度计(如RS600)在1201^170(1条件下剪切2h,测定加入增效剂的压裂液的耐温抗剪切性能。曲线如图2所示(横坐标为时间, 纵坐标为粘度)。在2h的剪切过程中,压裂液粘度保持在200mPa.s左右,超过标准SY/T6376-1998中规定的50mPa.s,并且压裂液粘度随剪切时间延长下降幅度不大,说明增效剂提高了液体的抗老化和抗剪切降解能力。
[0031]实施例3:
[0032](I)准确称取4.5kg己酮糖(工业纯)、4.5kg乙二胺四乙酸二钠盐EDTA_2Na (工业纯)、0.1kg碳酸钠(工业纯);(2)在反应釜中备好清水90.9kg ;(3)首先将称取好的乙二胺四乙酸二钠盐EDTA-2Na加入反应釜中,控制温度30_50°C,搅拌,直至形成澄清透明溶液;
(4)将称取的己酮糖加入反应釜中,搅拌,直至形成澄清透明溶液;(5)将称取的碳酸钠加入反应釜中,搅拌至颜色变为浅褐色即可停止,制得羟丙基胍胶压裂液增效剂。
[0033]按照配方“0.3%羟丙基胍胶+2%防膨剂+0.5%助排剂+0.1%表活剂+0.02%pH调节剂”,配制压裂液500mL,加入2.5mL实施例制备的增效剂,搅拌均匀,充分溶胀2h,待用;(2)配制5wt%的有机硼交联剂(工业品)5mL,与10mL溶胀好的压裂液交联;(3)利用旋转粘度计(如RS600)在1201^170(1条件下剪切2h,测定加入增效剂的压裂液的耐温抗剪切性能。曲线如图3所示(横坐标为时间,纵坐标为粘度)。在2h的剪切过程中,压裂液粘度保持在200mPa *s左右,超过标准SY/T6376-1998中规定的50mPa *s,并且压裂液粘度随剪切时间延长下降幅度不大,说明增效剂提高了液体的抗老化和抗剪切降解能力。
[0034]实施例4:
[0035](I)准确称取6kg己醛糖(工业纯)、3kg乙二胺四乙酸二钠盐EDTA_2Na (工业纯)、
0.1kg碳酸钠(工业纯);(2)在反应釜中备好清水90.9kg ;(3)首先将称取好的乙二胺四乙酸二钠盐EDTA-2Na加入反应釜中,控制温度30_50°C,搅拌,直至形成澄清透明溶液;(4)将称取的己醛糖加入反应釜中,搅拌,直至形成澄清透明溶液;(5)将称取的碳酸钠加入反应釜中,搅拌至颜色变为浅褐色即可停止,制得羟丙基胍胶压裂液增效剂。
[0036]按照配方“0.3%羟丙基胍胶+2%防膨剂+0.5%助排剂+0.1%表活剂+0.02%pH调节剂”,配制压裂液500mL,加入2.5mL实施例制备的增效剂,搅拌均匀,充分溶胀2h,待用;
(2)配制5wt%的有机硼交联剂(工业品)5mL,与10mL溶胀好的压裂液交联;(3)利用旋转粘度计(如RS600)在1201^170(1条件下剪切2h,测定加入增效剂的压裂液的耐温抗剪切性能。曲线如图4所示(横坐标为时间,纵坐标为粘度)。在2h的剪切过程中,压裂液粘度保持在200mPa *s左右,超过标准SY/T6376-1998中规定的50mPa *s,并且压裂液粘度随剪切时间延长下降幅度不大,说明增效剂提高了液体的抗老化和抗剪切降解能力。
[0037]根据SY/T5107-2005中规定的压裂液残渣测试方法,对实例1、实例2、实例3、实例4中的“0.3%HPG+2%防膨剂+0.5%助排剂+0.1%表活剂+0.02%pH调节剂”配方进行测试,平均残渣含量为140-170mg/L,该配方体系可应用温度达120°C的储层。而通常情况下,应用于120°C储层的压裂液,其羟丙基胍胶使用浓度多为0.5%以上,测试残渣含量多在350mg/L以上。
[0038]通过以上对比,可以发现使用了增效剂的羟丙基胍胶压裂液,在保持耐温抗剪切性能基础之上,降低了羟丙基胍胶使用量和残渣含量,一方面降低了压裂液成本,另一方面降低了破胶液残渣对裂缝的伤害,有利于提高压裂效果。
【权利要求】
1.一种羟丙基胍胶压裂液增效剂,其特征在于包括按重量浓度计的以下组分: 多元醇或多羟基醛酮类
4-10% 乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸盐 2-5% 强碱弱酸盐或强碱
0.1-1% 余量为水。
2.如权利要求1所述的羟丙基胍胶压裂液增效剂,其特征在于: 所述强碱弱酸盐为碳酸钠;所述强碱为氢氧化钠;所述多元醇或多羟基醛酮类为甘油、甘露糖、己酮糖、己醛糖。
3.—种如权利要求1或2所述的羟丙基胍胶压裂液增效剂的制备方法,包含以下步骤: ①按所述用量将乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸盐、多元醇或多羟基醛酮类依次加入水中,搅拌,控制温度在30-50°C范围内,直至形成澄清透明的溶液; ②将强碱弱酸盐或强碱溶于上述溶液中,搅拌至颜色变为浅褐色。
4.如权利要求1或2所述的羟丙基胍胶压裂液增效剂在油气田勘探中的应用,其特征在于: 将所述的羟丙基胍胶压裂液增效剂加入到压裂液中,羟丙基胍胶压裂液增效剂的用量为压裂液的0.1~1.0重量份。
【文档编号】C09K8/68GK104046347SQ201310078556
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2013年3月12日
【发明者】李奎东, 唐芳, 黄亚杰, 李保林, 李少明 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司采油工艺研究院
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1