一种减阻水体系、制备方法及应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种减阻水体系、制备方法及应用。所述减阻水体系由按重量百分比计的以下组分:减阻剂JC-J10 0.02％～0.1％；复合增效剂JC-ZP20.08％～0.5％；复合防膨剂JC-FC03 0.1％～1.0％；余量为水。方法包括：在水中加入所述用量的减阻剂，搅拌溶解后，再依次加入所述用量的复合防膨剂和复合增效剂搅拌至均匀，制得所述减阻水体系。本发明的减阻水体系具有无残渣、速溶性好、减阻率高(＞70％)、防膨性能好的特点，能满足复杂山地环境下大液量连续混配要求，且有利于形成网状缝，大幅度增大裂缝体积，提高压裂效果。
【专利说明】—种减阻水体系、制备方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种页岩储层压裂领域，进一步地说，是涉及一种减阻水体系、制备方法及应用。
【背景技术】
[0002]涪陵焦石坝地区一期产建区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组泥页岩层段页岩气地质资源量为869.07X 108m3，可采资源量173.88?347.76X 108m3。对于储集空间以微孔隙、纳米级孔隙为主的龙马溪海相页岩气藏而言，要想取得较高的产量，就必须以井网部署整体开发为基础，借助水平井大规模“减阻水+胶液”分段加砂压裂，提高储层导流能力，扩大泄气面积。
[0003]目前国内有关减阻水专利 201110401452.7,201310020401.9,201310585235.7、201310712341.7,201310228864.4,201410101052.8,201410194632.6 介绍的都是乳液型减阻剂；专利201310216419.6介绍的减阻水体系添加剂多达7种。现有的减阻水体系存在以下不足:①所用减阻剂都为乳液型，制备工艺复杂，形成的微乳液体系对地层的伤害不明；②在相同的指标条件下，体系中的添加剂如防膨剂、助排剂的使用浓度高，造成运输成本和材料成本增加。而为降低减阻水压裂液成本，满足复杂山地环境下大液量减阻水现场配制要求，所用减阻水体系必须具有速溶性好、使用浓度低、降阻率高、防膨率高、表界面张力的特点，且有利于形成网状缝，大幅度增大裂缝体积，提高压裂效果。
【发明内容】
[0004]为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种减阻水体系、制备方法及应用。本发明是针对涪陵焦石坝页岩储层具有地层温度高、闭合应力高、破裂压力高的“三高”特性，对减阻水体系降阻率、携砂性和造缝性能方面的要求；以及针对复杂山地环境下大液量减阻水现场配制工艺、压裂液快速混配技术的要求，研究开发一种减阻水体系。该减阻水体系具有无残渣、速溶性好、减阻率高(> 70% )、防膨性能好的特点，能满足复杂山地环境下大液量连续混配要求，且有利于形成网状缝，大幅度增大裂缝体积，提高压裂效果。
[0005]本发明的目的之一是提供一种减阻水体系。
[0006]由按重量百分比计的以下组分:
[0007]减阻剂JC-JlO 0.02 % ?0.1 % ;
[0008]复合增效剂JC-ZP2 0.08 % ?0.5 %，优选为 0.08 % ?0.3 % ；
[0009]复合防膨剂JC-FC03 0.1%?1.0%，优选为 0.1%?0.8% ;
[0010]余量为水。
[0011]减阻剂JC-JlO—高效减阻剂，一种由不同的单体共聚生成的聚丙烯酰胺类衍生物，其平均分子量达到0.5 X 16?10X106g/mol。减阻剂的作用主要有两个方面:(I)减阻剂分子可以在管道流体中伸展，吸收薄层间的能量，干扰薄层间的液体分子从缓冲区进入紊流核心，从而阻止其形成紊流或减弱紊流程度，使之达到减阻的目的；(2)增加减阻水体系粘度，以提高携砂能力。减阻剂JC-JlO分散时间小于60s，迅速转化达到最大粘度，能够满足现场连续混配要求，且成本低、增粘效果好、减阻率高。
[0012]复合增效剂JC-ZP2，由氟碳表面活性剂、AES、0P-10等组成的表面活性剂复配物，可使溶液表面张力大大降低，促进返排，减小入井液对储层的伤害。其组分和浓度分别为:氟碳类表面活性剂0.1%?1%，AES表面活性剂1%?2%，三乙醇胺4%?8%，0P-10表面活性剂I %?5 %，醛类杀菌剂0.5 %?3 %，甲醇、乙醇低分子醇类溶剂5 %?10 %，余量为水。该助排剂具有使用浓度低、表界面张力低等特点，减阻水体系中添加了复合增效剂之后，减阻率有不同程度的升高，进一步减小液体的摩阻。
[0013]复合防膨剂JC-FC03，由无机防膨剂氯化钾和有机防膨剂小分子季铵盐类等进行复配的混合物，可以降低减阻水对页岩的抑制分散能力。由于氯化钾等无机防膨剂虽然防膨性能较好，但周期短；从长效防止粘土运移的角度考虑，选用有机防膨剂进行复配。其组分、浓度和制备方法为:将10%?20%氯化钾加入水中搅拌溶解，再加入30%?40%的小分子季铵盐类搅拌均匀。
[0014]减阻剂JC-J10、复合增效剂JC-ZP2、复合防膨剂JC-FC03都是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的产品。
[0015]本发明通过减阻机理的研究，优选了减阻率高、溶解速度快、具有一定增粘携砂效果的线性高分子减阻剂；同时为了保护储层，研究了具有较低使用浓度、防膨效果好的复合防膨剂，研究了具有表界面张力低、利于返排的高效助排剂。该减阻水体系可以有效降低施工摩阻，降低储层伤害，且有利于形成网状缝，大幅度增大裂缝体积，提高压裂效果。
[0016]本发明的目的之二是提供一种减阻水体系的制备方法。
[0017]包括:在水中加入所述用量的减阻剂JC-J10，搅拌溶解后，再依次加入所述用量的复合防膨剂JC-FC03和复合增效剂JC-ZP2搅拌至均匀，制得所述减阻水体系。
[0018]本发明的目的之三是提供一种减阻水体系在页岩气井压裂中的应用。
[0019]本发明的减阻水体系指标如下:防膨率> 70%;降阻率> 70%;表面张力< 28mN/m;界面张力<2mN/m。主要适用于无水敏、储层天然裂缝较发育、脆性较高地层。其主要特点为:适用于裂缝性地层；提高形成剪切缝和网状缝的概率；使用少量稠化剂降阻，对地层伤害小，支撑剂用量少；成本低，在相同作业规模下；减阻水压裂比常规冻胶压裂其成本可以降低40%?60%。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例，进一步说明本发明。
[0021]实施例1:
[0022]量取500ml水倒入搅拌容器中，调节搅拌器转速至液体形成的漩涡可以见到搅拌器桨叶中轴顶端为止。缓慢加入0.02%的减阻剂JC-JlO (江汉油田采油院产品)，搅拌Imin溶解，再依次加入0.1%复合防膨剂JC-FC03(江汉油田采油院产品)、0.2%复合增效剂JC-ZP2 (江汉油田采油院产品)。在加完全部添加剂后持续搅拌5min，形成均匀的溶液，停止搅拌。按《页岩气压裂用降阻水技术条件》标准测试减阻水相关性能。测得减阻水运动粘度为5.5mPa.s，减阻率74.6%，用pH计测定减阻水pH为6.75，防膨率为74.7%，表面张力为26.8mN/m，界面张力为2.4mN/m，岩心的渗透率损害率均在7.1%左右。
[0023]实施例2:
[0024]量取495ml水倒入搅拌容器中，调节搅拌器转速至液体形成的漩涡可以见到搅拌器桨叶中轴顶端为止。缓慢加入0.05%的减阻剂JC-JlO (江汉油田采油院产品)，搅拌Imin溶解，再依次加入0.5%复合防膨剂JC-FC03 (江汉油田采油院产品)、0.08%复合增效剂JC-ZP2 (江汉油田采油院产品)。在加完全部添加剂后持续搅拌5min，形成均匀的溶液，停止搅拌。测得减阻水运动粘度为5.4mPa.s，减阻率74.6%，用pH计测定减阻水pH为6.8，防膨率为90.5%，表面张力为28.9mN/m，界面张力为2.8mN/m，岩心的渗透率损害率均在8.0%左右。
[0025]实施例3:
[0026]量取500ml水倒入搅拌容器中，调节搅拌器转速至液体形成的漩涡可以见到搅拌器桨叶中轴顶端为止。缓慢加入0.1 %的减阻剂JC-JlO (江汉油田采油院产品)，搅拌Imin溶解，再依次加入1.0%复合防膨剂JC-FC03(江汉油田采油院产品)、0.3%复合增效剂JC-ZP2 (江汉油田采油院产品)。在加完全部添加剂后持续搅拌5min，形成均匀的溶液，停止搅拌。测得减阻水运动粘度为8.4mPa.s，减阻率78.4%，用pH计测定减阻水pH为
7.0，防膨率为90.5%，表面张力为28.2mN/m，界面张力为2.2mN/m，岩心的渗透率损害率均在10.6%左右。
[0027]实施例4:
[0028]量取490ml水倒入搅拌容器中，调节搅拌器转速至液体形成的漩涡可以见到搅拌器桨叶中轴顶端为止。缓慢加入0.1 %的减阻剂JC-JlO (江汉油田采油院产品)，搅拌Imin溶解，再依次加入0.5%复合防膨剂JC-FC03 (江汉油田采油院产品)、0.5%复合增效剂JC-ZP2 (江汉油田采油院产品)。在加完全部添加剂后持续搅拌5min，形成均匀的溶液，停止搅拌。测得减阻水运动粘度为8.4mPa.s,减阻率78.8%，用pH计测定减阻水pH为
6.9，防膨率为88.5%，表面张力为24.9mN/m，界面张力为2.lmN/m，岩心的渗透率损害率均在9.1%左右。
【权利要求】
1.一种减阻水体系，其特征在于所述减阻水体系由按重量百分比计的以下组分: 减阻剂 JC-JlO0.02 % ?0.1 % ; 复合增效剂JC-ZP20.08 %?0.5 % ； 复合防膨剂JC-FC030.1%?1.0% ; 余量为水。
2.如权利要求1所述的减阻水体系，其特征在于: 所述减阻水体系由按重量百分比计的以下组分: 减阻剂 JC-JlO0.02 % ?0.1 % ; 复合增效剂JC-ZP20.08 %?0.3 % ； 复合防膨剂JC-FC030.1 %?0.8 % ; 余量为水。
3.—种如权利要求1或2所述的减阻水体系的制备方法，其特征在于所述方法包括: 在水中加入所述用量的减阻剂JC-J10，搅拌溶解后，再依次加入所述用量的复合防膨剂JC-FC03和复合增效剂JC-ZP2搅拌至均匀，制得所述减阻水体系。
4.一种如权利要求1或2所述的减阻水体系在页岩气井压裂中的应用。
【文档编号】C09K8/68GK104312574SQ201410629271
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】韩玲, 刘炜, 吴雷泽, 陈建达, 黄亚杰, 李远照 申请人: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