一种自降解破胶表面活性剂压裂液的制作方法

文档序号:12345121阅读:428来源:国知局

本发明涉及压裂液领域,确切地说是一种自降解破胶表面活性剂压裂液。



背景技术:

压裂液是压裂改造的重要组成部分和关键环节,优质、低伤害、低成本是压裂液发展的主题。目前,国内外广泛使用水基植物胶压裂液,国内大概占90%以上。压裂过程在改造储层的同时,也由于植物胶压裂液残渣、滤饼和浓缩胶的存在,导致裂缝和地层的渗透能力降低(累计损害可达到90%),使压裂的增产效果大幅降低。

1997年,斯伦贝谢公司首先提出并开发了一种新型的表面活性剂压裂液体系(viscoelastic surfactant fracturing fluid,简称VES),它是以小分子的表面活性剂分子自组装形成的网络结构来满足造缝携砂的要求,具有无残渣、低伤害的特点。

表面活性剂具有亲水亲油的两亲性质,当溶解在水中时有自聚集的倾向,形成类似高分子的蠕虫状胶束,胶束相互缠绕形成具有粘弹性的网络结构。地层中的油类物质会增溶到胶束内部,使蠕虫状胶束胀破成球状胶束,压裂液破胶,破胶液无残渣,表界面张力低,易返排。用水稀释时,表面活性剂浓度降低,蠕虫状胶束逐渐转变成球状胶束,也会使压裂液破胶,破胶液表界面张力低。对于含油水的地层,使用表面活性剂压裂液可以不需要加入破胶剂就可以使压裂液破胶,利于返排。而对于不含有油水的地层,如天然气井、煤层气井等,表面活性剂压裂液就很难破胶,难返排,对底层造成伤害。目前,采用的方法主要是另外加入破胶剂的方法使压裂液破胶。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种可自降解进而破胶的表面活性剂,可用于油气井水力压裂改造施工。为达到上述目的,本发明的自降解破胶压裂液体系组成为:由以下物质按照百分含量组成:YH-2型表面活性剂1.5-3%,电解质0.5-2%,其余为水。所述的YH-2型表面活性剂是以长链饱和或不饱和脂肪酸、N,N-二甲基丙二胺、氯乙酰氯和乙二醇为主要原料合成得到的双链阳离子表面活性剂。

所述的电解质为氯化钾、氯化钠、氯化铵、水杨酸钠、5-甲基水杨酸钠、对甲基苯磺酸钠、对氨基苯磺酸钠中的一种或几种。

本发明的制备方法如下:首先将YH-2型表面活性剂与水混合得到均匀透明液体,然后在搅拌的条件下想均匀透明液体中加入电解质的水溶液混合均匀得到。本发明所公开的自降解破胶压裂液制备方法简单,该表面活性剂溶于水可形成粘弹性液体,在地层环境下,会逐渐发生水解,从而破胶。

具体实施方式

实施例1:

1、取5.13份的软脂酸加入到烧瓶中,加热熔化至液体,向其中加入2.1份的N,N-二甲基丙二胺,搅拌混合均匀,升温至150℃,保温反应6h,得到N-软脂酸基-N’,N’-二甲基丙二胺。

2、向装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入2.23份氯乙酰氯,搅拌并通入氮气,升温至50℃,用平衡滴液漏斗滴加0.62份的乙二醇,控制滴加时间为30min。滴完之后反应2h,停止通氮气,并减压出去HCL气体,即得到中间体Ⅰ。

3、向装有搅拌器、温度计和冷凝回流管的四口烧瓶中加入6.85份的N-软脂酸基-N’,N’-二甲基丙二胺,5份的异丙醇和2.15份的中间体Ⅰ,升温至90度,搅拌回流反应8h,即得到YH-2型表面活性剂。

4、取2份的YH-2型表面活性剂加入到58份水中,搅拌溶解得到均匀透明的液体。

5、取1份电解质加入到39份水,搅拌溶解后将电解质水溶液加入到均匀透明的YH-2表面活性剂溶液中去,搅拌混合均匀即得到自降解破胶表面活性剂压裂液。压裂液在常温下,170s-1的粘度为101mPa.s;90℃,170s-1下剪切1h后的粘度为32mPa.s。将剪切后的压裂液在90℃下放置8h后的粘度为3mPa.s。表明制备的表面活性剂可在地层温度下降解,从而压裂液粘度降低,破胶,利于返排。

实施例2:

1、取5.65份的油酸加入到烧瓶中,向其中加入2.1份的N,N-二甲基丙二胺,搅拌混合均匀,通氮气30min后,升温至160℃,保温反应8h,得到N-油酸基-N’,N’-二甲基丙二胺。

2、向装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入2.23份氯乙酰氯,搅拌并通入氮气,升温至50℃,用平衡滴液漏斗滴加0.62份的乙二醇,控制滴加时间为30min。滴完之后反应2h,停止通氮气,并减压出去HCL气体,即得到中间体Ⅰ。

3、向装有搅拌器、温度计和冷凝回流管的四口烧瓶中加入7.37份的N-油酸基-N’,N’-二甲基丙二胺,5份的异丙醇和2.15份的中间体Ⅰ,升温至90度,搅拌回流反应8h,即得到YH-2型表面活性剂。

4、取2.5份的YH-2型表面活性剂加入到57.5份水中,搅拌溶解得到均匀透明的液体。

5、取1.2份电解质加入到38.8份水,搅拌溶解后将电解质水溶液加入到均匀透明的YH-2表面活性剂溶液中去,搅拌混合均匀即得到自降解破胶表面活性剂压裂液。压裂液在常温下,170s-1的粘度为110mPa.s;90℃,170s-1下剪切1h后的粘度为35mPa.s。将剪切后的压裂液在90℃下放置8h后的粘度为2mPa.s。表明制备的表面活性剂可在地层温度下降解,从而压裂液粘度降低,破胶,利于返排。

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