一种油井双子表面活性剂压裂液及其制备方法
【专利摘要】本发明属于油气田开发【技术领域】，具体涉及一种油井双子表面活性剂压裂液及其制备方法，这种植物胶压裂液，包括基液和交联液，所述基液由水、植物胶稠化剂、粘土稳定剂、杀菌剂、调节剂和表面添加剂组成，所述交联液由水和交联剂组成，利用双子表面活性剂的活性高、分子量小、临界胶束浓度低、形成的胶束曲率小、塑性好，粘弹性高等性质，提高压裂液的粘弹性、抗剪切性、携砂性，增强压裂液的稳定性。双子表面活性剂压裂液无需加入助排剂、杀菌剂，配制工艺简单，具有良好的储能模量和损耗模量，因此抗剪切能力较强。双子表面活性剂压裂液粘度较低，便于输送，岩石伤害率小，有利于保持压裂酸化改造效果。
【专利说明】一种油井双子表面活性剂压裂液及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油气田开发【技术领域】，具体涉及一种油井双子表面活性剂压裂液及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前压裂液体系包括水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液等，其中水基压裂液所占比例较大。在水基压裂液中，植物胶压裂液所占比例高达70%，植物胶稠化剂为植物胶压裂液的核心组分，其主要成分以天然瓜儿胶粉或其改性物及衍生物。植物胶稠化剂中含有一定量的水不溶物，在压裂后期破胶不彻底时会产生一定量的残渣，这些残渣会对储层的造成一定的伤害，严重的堵塞储层近井地带的孔隙，使得裂缝的导流能力明显下降，从而影响了压裂改造的效果。国外统计资料表明，水基压裂液对储层渗透伤害率平均达30 %~45%，最高可达60 %以上。因此，如何降低压裂液残渣造成的储层伤害已经成为压裂液体系开发的关键技术之一。
[0003]清洁压裂液因其稠化剂分子量较小，且稠化剂残渣含量较低，故而清洁压裂液破胶液对储层的伤害较小。表面活性剂清洁压裂液在清洁压裂液中所占比例较大，原因在于清洁压裂液携带支撑剂是依靠流体的塑性和结构而不是流体的粘度。与常规的压裂液相t匕，表面活性剂清洁压裂液使用的添加剂种类少，且配液工艺、流程较简单，现场易于操作和推广。
[0004]目前，清洁压裂液稠化剂大体可分为两大类:人工合成聚合物类压裂液、表面活性剂类压裂液。
[0005]( I)人工合成聚合物类压裂液
这类清洁压裂液价格低廉，残渣含量较低，不易腐败，易于长期储存。压裂液由稠化剂、交联剂、粘土稳定剂、助排剂等组成，配液工艺与常规的植物胶压裂液相同，在压裂返排后期需要加入一定量破胶剂实现快速返排。这类压裂液配液工艺相对复杂，压裂液的耐温性和破胶性难以控制，且该类压裂液不能在高温高压下自动降解或者破胶，因此在破胶时如果处理不当会造成过早的破胶或者破胶滞后，甚至于产生不破胶的现象，存在一定的作业风险。
[0006](2)表面活性剂压裂液
表明活性剂类压裂液主要包括阳离子表面活性剂压裂液、阴离子表面活性剂压裂液、两性表面活性剂压裂液等。该类压裂液主要由稠化剂，成胶促进剂、反离子、破胶剂等组成，亦可实现部分组分的集成。表面活性剂类压裂液配液工艺简单，添加剂较少，压裂液不腐败，压裂液粘弹性、携砂性较好等特点，具有良好的耐温、抗剪切的能力，现场工艺易于控制。发明内各
本发明的目的是提供一种油井双子表面活性剂压裂液及其制备方法，通过利用双子表面活性剂的活性高、分子量小、临界胶束浓度低、形成的胶束曲率小、塑性好，粘弹性高等性质，降低压裂液的储层伤害，提高压裂液的粘弹性、抗剪切性、携砂性，增强压裂液的稳定性，简化压裂液配液工艺流程、提高了施工效率和施工质量。
[0007]为此，本发明提供了一种油井双子表面活性剂压裂液，包括基液和稠化剂，述基液和稠化剂的质量百分比分另Ij占97.0~99.0%和1.0~3.0% ；
所述基液由水、防膨剂、胶束促进剂组成，在所述基液中的质量分数依次占96.5~99.4%、0.5 ~2.5% 和 0.1 ~1% ；
所述稠化剂由复合双子表面活性剂稠化剂和无水乙醇组成，在所述稠化剂中的质量分数依次占92.0%和8.0%。
[0008]所述复合双子表面活性剂稠化剂为是由双子表面活性剂XYSD-2、乳化剂0P-10、分散增溶剂S按照质量百分比70%、25%和5%组成。
[0009]所述防膨剂型号为XYFP-4、胶束促进剂型号为XYJC-1。
[0010]一种如上述油井双子表面活性剂压裂液的制备方法，包括下列步骤，
(1)稠化剂的配制
在搅拌条件下，按配方比例向复合双子表面活性剂稠化剂中加入无水乙醇，反应I~2h，储存于密闭容器中，置于阴凉、干燥处，待用；
(2)基液的配制
将循环泵流量调整至500-700L/min，按配方比例向水中均匀加入防膨剂，循环10-15min，然后按配方比例加入胶束促进剂，循环15_20min，静置lh，观察溶液是否存在分层或者有沉淀的现象，若有，继续循环15-20min，直至不分层、无沉淀；
(3)压裂液的配置
在搅拌条件下，使压裂液基液与稠化剂按照上述压裂液配方比例混合均匀，形成具有粘弹性特点的液体。
[0011 ] 所述步骤(3)压裂液的配制过程中，加入破胶剂，所述破胶剂在压裂液中的质量分数为O~0.2%O
[0012]所述破胶剂为原油、凝析油、煤油、油井水泥分散剂中的一种或多种。
[0013]本发明的有益效果:
1、双子表面活性剂清洁压裂液表面活性高，临界浓度低，形成的胶束曲率半径较小。
[0014]2、双子表面活性剂清洁压裂液依靠其塑性而非粘度实现携砂，在较低的粘度下即可满足压裂施工要求。
[0015]3、双子表面活性剂清洁压裂液具有良好的储能模量，粘弹性高，抗剪切能力强。
[0016]4、双子表面活性剂清洁压裂液岩心伤害率< 10%，耐温能力> 90°C。
[0017]5、双子表面活性剂清洁压裂液与地层油、气、水反应时，可自动破胶。
[0018]6、双子表面活性剂清洁压裂液不易腐败，易于储存，配液工序简单。
【具体实施方式】
[0019]本 发明的这种油井双子表面活性剂压裂液，包括基液和稠化剂，所述基液和稠化剂的质量百分比分别占97.0~99.0%和1.0~3.0% ;所述基液由水、防膨剂XYFP-4、胶束促进剂XYJC-1组成，在所述基液中的质量分数依次占96.5~99.4%、0.5~2.5%和0.1~1%;所述稠化剂由复合双子表面活性剂稠化剂和无水乙醇组成，在所述稠化剂中的质量分数依次占92.0%和8.0%。[0020]所述复合双子表面活性剂稠化剂为是由双子表面活性剂XYSD-2、乳化剂0P-10、分散增溶剂S按照质量百分比70%、25%和5%组成。
[0021]所述防膨剂型号为XYFP-4、胶束促进剂型号为XYJC-1。
[0022]上述油井双子表面活性剂压裂液的制备方法，包括下列步骤，
(1)稠化剂的配制
在搅拌条件下，向复合双子表面活性剂稠化剂中按上述比例加入量无水乙醇，反应I~2h，储存于密闭容器中，置于阴凉、干燥处，待用；
(2)基液的配制
将循环泵流量调整至500-700L/min，向水中均匀加入防膨剂，循环10_15min，然后加入胶束促进剂，循环15-20min，静置lh，观察溶液是否存在分层或者有沉淀等现象，若有，继续循环15-20min,直至不分层、无沉淀；
(3)压裂液的配置
在搅拌条件下，使压裂液基液与稠化剂按照上述压裂液配方比例混合均匀，形成具有粘弹性特点的液体。压裂液的配制过程中，加入破胶剂，所述破胶剂在压裂液中的质量分数为O~0.2%ο
[0023]上述破胶剂为原油、凝析油、煤油、油井水泥分散剂中的一种或多种。
[0024]以下将结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，
实施例1:
向30m3容器中注入28900Kg水，用泵车以500L/min速度进行循环，加入150Kg防膨剂XYFP-4，30Kg胶束促进剂XYJC-1，形成基液，此时防膨剂和胶束促进剂质量分数依次占基液的0.5%和0.1% ；
将双子表面活性剂XYSD-2、乳化剂0P-10、分散增溶剂S按照质量百分比70%、25%、5%配置成复合双子表面活性剂稠化剂；在搅拌条件下，向复合双子表面活性剂稠化剂中按92份:8份加入无水乙醇，反应I~2h，形成配制压裂液所用的稠化剂，储存于密闭容器中，置于阴凉、干燥处，待用；
在形成基液中，缓慢加入3000Kg上述配制后的稠化剂，用泵车以700-800L/min速度循环10-15min以使充分溶解分散，形成均一的具有一定粘度的液体即为所需压裂液，此时压裂液中的稠化剂的质量分数占到1.0%。
[0025]压裂施工时，依据压裂施工设计的参数输送压裂液交联液、支撑剂。
[0026]一般的常规压裂液，对储层的伤害率一般保持在20~55%左右，油井产量平均保持率大致为60~80%，而本实施例的压裂液适用的油层温度为60°C，压裂改造后试生产180天，测得对储层的平均伤害率只有13~21%左右，较之常规压裂液储层伤害率较小，油井产量平均保持率92.6%，明显高于使用常规压裂液后的油井产量保持率。
[0027]实施例2:
向30m3容器中注入28860Kg水，用泵车以700L/min速度进行循环，加入730Kg防膨剂XYFP-4，300Kg胶束促进剂XYJC-1，形成基液，此时防膨剂和胶束促进剂质量分数依次占基液的2.5%和1% ； 在形成基液中，缓慢加入900Kg如实施例1所述的稠化剂，用泵车以700-800L/min速度循环10-15min以使充分溶解分散并加入30KG破胶剂，形成均一的具有一定粘度的液体即为所需压裂液，此时压裂液中的稠化剂和破胶剂的质量分数依次占到3%和0.1%。
[0028]压裂施工时，依据压裂施工设计的参数输送压裂液交联液、支撑剂。
[0029]一般的常规压裂液，对储层的伤害率一般保持在20~55%左右，油井产量平均保持率大致为60~80%，而本实施例的压裂液适用的油层温度为90°C，压裂改造后试生产180天，测得对储层的平均伤害率只有7~13%左右，较之常规压裂液储层伤害率较小，油井产量平均保持率93.4%，明显高于使用常规压裂液后的油井产量保持率。
[0030]实施例3:
向30m3容器中注入28920Kg水，用泵车以600L/min速度进行循环，加入600Kg防膨剂XYFP-4，30Kg胶束促进剂XYJC-1，形成基液，此时防膨剂和胶束促进剂质量分数依次占基液的2%和0.1% ；
在形成基液中，缓慢加入450Kg如实施例1所述的稠化剂，用泵车以700-800L/min速度循环10-15min以使充分溶解分散并加入30KG破胶剂，形成均一的具有一定粘度的液体即为所需压裂液，此时压裂液中的稠化剂和破胶剂的质量分数依次占到1.5%和0.1%。
[0031]压裂施工时，依据压裂施工设计的参数输送压裂液交联液、支撑剂。
[0032]一般的常规压裂液，对储层的伤害率一般保持在20~55%左右，油井产量平均保持率大致为60~80%，而本实施例的压裂液适用的油层温度为60°C，压裂改造后试生产180天，测得对储层的平均伤害率只有6~10%左右，较之常规压裂液储层伤害率较小，油井产量平均保持率94.7%， 明显高于使用常规压裂液后的油井产量保持率。
[0033]实施例4:
向30m3容器中注入28890Kg水，用泵车以600L/min速度进行循环，加入600Kg防膨剂XYFP-4，60Kg胶束促进剂XYJC-1，形成基液，此时防膨剂和胶束促进剂质量分数依次占基液的2%和0.2% ；
在形成基液中，缓慢加入450Kg如实施例1所述的稠化剂，用泵车以700-800L/min速度循环10-15min以使充分溶解分散，形成均一的具有一定粘度的液体即为所需压裂液，此时压裂液中的稠化剂的质量分数占到压裂液的1.5%。
[0034]压裂施工时，依据压裂施工设计的参数输送压裂液交联液、支撑剂。
[0035]一般的常规压裂液，对储层的伤害率一般保持在20~55%左右，油井产量平均保持率大致为60~80%，而本实施例的压裂液适用的油层温度为70°C，压裂改造后试生产180天，测得对储层的平均伤害率只有8~12%左右，较之常规压裂液储层伤害率较小，油井产量平均保持率93.9%，明显高于使用常规压裂液后的油井产量保持率。
[0036]实施例5:
向30m3容器中注入28770Kg水，用泵车以550L/min速度进行循环，加入600Kg防膨剂XYFP-4，30Kg胶束促进剂XYJC-1，形成基液，此时防膨剂和胶束促进剂质量分数依次占基液的2%和0.2% ；
在形成基液中，缓慢加入600Kg如实施例1所述的稠化剂，用泵车以700-800L/min速度循环10-15min以使充分溶解分散并加入60KG破胶剂，形成均一的具有一定粘度的液体即为所需压裂液，此时压裂液中的稠化剂和破胶剂的质量分数依次占到2.0%和0.2%。
[0037]压裂施工时，依据压裂施工设计的参数输送压裂液交联液、支撑剂。
[0038]一般的常规压裂液，对储层的伤害率一般保持在20~55%左右，油井产量平均保持率大致为60~80%，而本实施例的压裂液适用的油层温度为80°C，压裂改造后试生产180天，测得对储层的平均伤害率只有15~23%左右，较之常规压裂液储层伤害率较小，油井产量平均保持率88.6%，高于使用常规压裂液后的油井产量保持率。
[0039]实施例6:
向30m3容器中注入28740Kg水，用泵车以580L/min速度进行循环，加入600Kg防膨剂XYFP-4，60Kg胶束促进剂XYJC-1，形成基液，此时防膨剂和胶束促进剂质量分数依次占基液的2%和0.5% ；
在形成基液中，缓慢加入600Kg如实施例1所述的稠化剂，用泵车以700-800L/min速度循环10-15min以使充分溶解分散，形成均一的具有一定粘度的液体即为所需压裂液，此时压裂液中的稠化剂和破胶剂的质量分数依次占到2.0%。
[0040]压裂施工时，依据压裂施工设计的参数输送压裂液交联液、支撑剂。
[0041]一般的常规压裂液，对储层的伤害率一般保持在20~55%左右，油井产量平均保持率大致为60~80%，而本实施例的压裂液适用的油层温度为70°C，压裂改造后试生产180天，测得对储层的平均伤害率只有13~18%左右，较之常规压裂液储层伤害率较小，油井产量平均保持率89.9%，高于使用常规压裂液后的油井产量保持率。
[0042]本实施例没有具体描述的部分都属于本【技术领域】的公知常识和公知技术，如有需要我们可提供参考资料。 [0043]本发明中所涉及的压裂液各个成分材料均可在中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司获得，地址:陕西省咸阳市朝阳七路。
[0044]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种油井双子表面活性剂压裂液，包括基液和稠化剂，其特征在于:所述基液和稠化剂的质量百分比分别占97.0~99.0%和1.0~3.0% ； 所述基液由水、防膨剂、胶束促进剂组成，在所述基液中的质量分数依次占96.5~99.4%、0.5 ~2.5% 和 0.1 ~1% ； 所述稠化剂由复合双子表面活性剂稠化剂和无水乙醇组成，在所述稠化剂中的质量分数依次占92.0%和8.0%。
2.如权利要求1所述的油井双子表面活性剂压裂液，其特征在于:所述复合双子表面活性剂稠化剂为是由双子表面活性剂XYSD-2、乳化剂0P-10、分散增溶剂S按照质量百分比70%、25% 和 5% 组成。
3.如权利要求1所述的油井双子表面活性剂压裂液，其特征在于:所述防膨剂型号为XYFP-4、胶束促进剂型号为XYJC-1。
4.一种如权利要求1所述的油井双子表面活性剂压裂液的制备方法，其特征在于:包括下列步骤， (1)稠化剂的配制 在搅拌条件下，按配方比例向复合双子表面活性剂稠化剂中加入无水乙醇，反应I~2h，储存于密闭容器中，置于阴凉、干燥处，待用； (2)基液的配制 将循环泵流量调整至500-700L/min，按配方比例向水中均匀加入防膨剂，循环10-15min，然后按配方比例加入胶束促进剂，循环15_20min，静置lh，观察溶液是否存在分层或者有沉淀的现象，若有，继续循环15-20min，直至不分层、无沉淀； (3)压裂液的配置 在搅拌条件下，使压裂液基液与稠化剂按照上述压裂液配方比例混合均匀，形成具有粘弹性特点的液体。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)压裂液的配制过程中，加入破胶剂，所述破胶剂在压裂液中的质量分数为O~0.2%。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于:所述破胶剂为原油、凝析油、煤油、油井水泥分散剂中的一种或多种。
【文档编号】C09K8/68GK103965859SQ201410164907
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】陈亚联, 张冕, 王祖文, 孙虎, 廖乐军, 郭伟林, 高红平, 李还向, 赵文钢, 李婧, 高燕, 李楠, 白锋军, 谢涛, 舒刚, 纪冬冬, 张小军 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司