一种复合型多功能清洁压裂液及其制备方法与流程

本发明属于石油压裂液技术领域，具体涉及一种复合型多功能清洁压裂液，本发明还涉及该复合型多功能清洁压裂液的制备方法。

背景技术：

随着石油勘探开发技术的不断进步，大量低渗透、特低渗透的油气田得到开采。低渗透油气田的开发需要通过压裂才能达到经济开发。压裂液是压裂技术的关键组成部分。目前油气田开发常用的压裂液体系有胍胶及改性胍胶压裂液体系、低聚物压裂液体系、表面活性剂清洁压裂液体系。胍胶及改性胍胶压裂液体系是一种常用的压裂液体系，但主要存在着破胶困难、对地层伤害较大的缺点；低聚物压裂液体系存在着混砂困难、对地层伤害较大的缺点，表面活性剂清洁压裂液体系对地层伤害几乎为零，但也存在着不耐高温、成本较高的缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种复合型多功能清洁压裂液，提高疏水缔合聚合物压裂液的悬砂携砂性能，降低植物胶压裂液对储层的伤害。

本发明的另外一个目的是提供一种复合型多功能清洁压裂液的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种复合型多功能清洁压裂液，按质量百分比包括以下组分：植物胶0.1％～0.5％，疏水缔合聚合物0.1％～0.55％，交联剂0.2％～0.5％，有机反离子0.2％～0.6％，粘土稳定剂0.8％～1.0％，余量为水，其组分之和为100％。

本发明所采用的另一个技术方案是，一种复合型多功能清洁压裂液的制备方法，具体步骤如下：

步骤1，按质量百分比分别称取：植物胶0.1％～0.5％，疏水缔合聚合物0.1％～0.55％，交联剂0.2％～0.5％，有机反离子0.2％～0.6％，粘土稳定剂0.8％～1.0％，余量为水，其组分之和为100％；

步骤2，分别将步骤1中的植物胶、疏水缔合聚合物和粘土稳定剂添加到水中，充分搅拌15min～30min后，使植物胶和疏水缔合聚合物充分溶胀，得到原胶液；

步骤3，向经步骤2得到的原胶液中添加交联剂和有机反离子，搅拌30s～60s后，制备得到复合型多功能清洁压裂液。

本发明的特点在于：

其中植物胶为羟丙基胍胶、羧甲基胍胶、黄原胶中的一种或几种；

其中疏水缔合聚合物为fra-313缔合物稠化剂、grf-1缔合型非交联压裂液增稠剂、grf-7缔合物稠化剂或sxt-102压裂用稠化剂；

其中交联剂包括硼砂、氢氧化钠、助表面活性剂、高温稳定剂、ph调节剂；所述助表面活性剂是含碳原子数为12～16的烷基磺酸盐、硫酸盐或苯磺酸盐一种或者几种；其中磺酸盐为烷基磺酸钠、烷基磺酸钾或烷基磺酸铵；硫酸盐为烷基硫酸钠、烷基硫酸钾或烷基硫酸铵；苯磺酸盐为烷基苯磺酸钠、烷基苯磺酸钾或烷基苯磺酸铵；

其中有机反离子为水杨酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种混合物；

其中粘土稳定剂由羟丙基铵盐、氯化胆碱、nh4cl、kcl中的一种或数种组成，0.8％水溶液对粘土的防膨率大于95％。

本发明的有益效果是：

利用本发明的制备方法所制备的复合型多功能清洁压裂液解决了以植物胶为稠化剂的压裂液破胶后残渣较大，对储层伤害较大的缺点；同时解决了疏水缔合聚合物混砂效果不好，抗剪切能力较差的缺点；另一方面，该清洁压裂液体系适用温度范围广、成本较低、且耐温性能良好。

附图说明

图1是利用本发明的制备方法制备得到的复合型多功能清洁压裂液在植物胶为黄原胶时本发明抗剪切性能曲线图；

图2是利用本发明的制备方法制备得到的复合型多功能清洁压裂液在植物胶为羟丙基胍胶时本发明抗剪切性能曲线图；

图3是利用本发明的制备方法制备得到的复合型多功能清洁压裂液在植物胶为羧甲基胍胶时本发明抗剪切性能曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供一种复合型多功能清洁压裂液，按质量百分比包括以下组分：植物胶0.1％～0.5％，疏水缔合聚合物0.1％～0.55％，交联剂0.2％～0.5％，有机反离子0.2％～0.6％，粘土稳定剂0.8％～1.0％，余量为水，其组分之和为100％。

上述复合型多功能清洁压裂液的制备方法，具体步骤如下：

步骤1，按质量百分比分别称取：植物胶0.1％～0.5％，疏水缔合聚合物0.1％～0.55％，交联剂0.2％～0.5％，有机反离子0.2％～0.6％，粘土稳定剂0.8％～1.0％，余量为水；

步骤2，分别将步骤1中的植物胶、疏水缔合聚合物和粘土稳定剂添加到水中，充分搅拌15min～30min后，使植物胶和疏水型缔合物充分溶胀，得到原胶液；

步骤3，向经步骤2得到的原胶液中添加交联剂和有机反离子，搅拌30s～60s后，制备得到复合型多功能清洁压裂液。

疏水缔合聚合物是指在聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物。在一定量的表面活性剂下，疏水缔合聚合物与表面活性剂可通过自组装作用形成立体空间网络结构，使该溶液具有良好的黏弹性，悬砂性能良好。该自组装过程是非化学交联的，高速剪切下黏度降低，携砂性能降低。但植物胶(胍胶及改性胍胶压裂液体系)在高速剪切下黏度降低较小，携砂性能基本不改变。

因此，将疏水缔合聚合物和植物胶稠化剂进行复配使用，可以提高疏水缔合聚合物压裂液的悬砂携砂性能，同时可以降低对储层的伤害。对于低渗透油气田的开发具有重要的意义。

采用本发明的制备方法制备出的复合型多功能清洁压裂液，其特点在于：以植物胶和疏水缔合聚合物为复合型多功能清洁压裂液的稠化剂，解决了以植物胶为稠化剂的压裂液破胶后残渣较大，对储层伤害较大的缺点；同时解决了疏水缔合聚合物混砂效果不好，抗剪切能力较差的缺点。

如图1所示，该图是利用本发明的制备方法制备得到的复合型多功能清洁压裂液在植物胶为黄原胶时本发明抗剪切性能曲线图，随着温度的上升，体系的表观粘度快速下降，这是因为该体系属于非牛顿流体，具有剪切变稀性，当温度增加时，聚合物分子链逐渐伸展，链与链间的缠绕程度减弱，体系粘度下降。当温度继续增加时聚合物溶解性增强，体系内粘度保持平衡；在100℃条件下，170s^-1剪切1h后体系粘度保持在90mpa.s，能够符合压裂液悬砂粘度要求。

如图2所示，该图是利用本发明的制备方法制备得到的复合型多功能清洁压裂液在植物胶为羟丙基胍胶时本发明抗剪切性能曲线图，100℃条件下，170s^-1剪切1h后体系粘度保持在128mpa.s，能够符合压裂液悬砂粘度要求。

如图3所示，该图是利用本发明的制备方法制备得到的复合型多功能清洁压裂液在植物胶为羧甲基胍胶时本发明抗剪切性能曲线图，100℃条件下，170s^-1剪切1h后体系粘度保持在131mpa.s，能够符合压裂液悬砂粘度要求。

实施例1

利用本发明的制备方法制备出的复合型多功能清洁压裂液体系由植物胶中的黄原胶、fra-313缔合物稠化剂、交联剂、有机反离子、粘土稳定剂组成，具体步骤包括：

步骤1，分别按质量百分比称取：黄原胶0.25％、fra-313缔合物稠化剂0.25％，交联剂0.5％，有机反粒子0.6％，粘土稳定剂0.8％，水97.6％；

步骤2，分别将步骤1中的黄原胶、fra-313缔合物稠化剂和粘土稳定剂添加到水中，充分搅拌15min后，使黄原胶和fra-313缔合物稠化剂充分溶胀，得到原胶液；

步骤3，向经步骤2得到的原胶液中添加交联剂和有机反离子，搅拌30s后，制备得到复合型多功能清洁压裂液。

表1测试结果

由表1表明：利用本发明的制备方法制备得到的复合型多功能清洁压裂液在植物胶使用黄原胶的情况下，与fra-313缔合物稠化剂进行复配使用在100℃下进行的性能测试，所展示出的各项性能的数据，其中悬沙携沙、抗剪切能力、残渣含量、以及对储层的损害率都十分优越。

实施例2

利用本发明的制备方法制备出的复合型多功能清洁压裂液体系由植物胶中的羟丙基胍胶、grf-1缔合型非交联压裂液增稠剂、交联剂、有机反离子、粘土稳定剂组成，具体步骤包括：

步骤1，按质量百分比分别称取：羟丙基胍胶0.25％，grf-1缔合型非交联压裂液增稠剂0.25％，交联剂0.5％，有机反粒子0.6％，粘土稳定剂0.8％，水97.65％；

步骤2，分别将步骤1中的羟丙基胍胶、grf-1缔合型非交联压裂液增稠剂和粘土稳定剂添加到水中，充分搅拌15min后，使羟丙基胍胶和grf-1缔合型非交联压裂液增稠剂充分溶胀，得到原胶液；

步骤3，向经步骤2得到的原胶液中加入交联剂和有机反离子，搅拌30s后，制备得到复合型多功能清洁压裂液。

表2测试结果

由表2表明：利用本发明的制备方法制备得到的复合型多功能清洁压裂液在植物胶选用羟丙基胍胶的情况下，与grf-1缔合型非交联压裂液增稠剂进行复配使用在100℃下进行性能测试，所展示出的各项性能的数据，其中抗剪切能力更加优越。

实施例3

该复合型多功能清洁压裂液体系由植物胶中的羧甲基胍胶、疏水缔合聚合物、交联剂、有机反离子、粘土稳定剂组成，具体步骤包括：

步骤1，按质量百分比分别称取：羧甲基胍胶0.25％、grf-7缔合物稠化剂0.25％，交联剂0.5％，有机反粒子0.6％，粘土稳定剂0.8％，水97.6％；

步骤2，分别将步骤1中的羧甲基胍胶、grf-7缔合物稠化剂和粘土稳定剂加入到水中，充分搅拌15min后，使羧甲基胍胶和grf-7缔合物稠化剂充分溶胀，得到原胶液；

步骤3，向步骤2获得的原胶液中加入交联剂和有机反离子，搅拌30s，制备得到复合型多功能清洁压裂液。

表3测试结果

由表3表明：本发明的制备方法制备得到的复合型多功能清洁压裂液在植物胶选用羧甲基胍胶的情况下，与grf-7缔合物稠化剂进行复配使用在100℃下进行性能测试，所展示出的各项性能的数据。

实施例4

该复合型多功能清洁压裂液体系由植物胶中的羧甲基胍胶、sxt-102压裂用稠化剂、交联剂、有机反离子、粘土稳定剂组成，具体步骤包括：

步骤1，按质量百分比分别称取：羧甲基胍胶0.35％、sxt-102压裂用稠化剂0.3％，交联剂0.4％，有机反粒子0.5％，粘土稳定剂0.9％，水97.55％；

步骤2，分别将步骤1中的羧甲基胍胶、sxt-102压裂用稠化剂和粘土稳定剂加入到水中，充分搅拌30min，使羧甲基胍胶和sxt-102压裂用稠化剂充分溶胀，得到原胶液；

步骤3，向步骤2获得的原胶液中加入交联剂和有机反离子，搅拌40s，制备得到复合型多功能清洁压裂液。

实施例5

该复合型多功能清洁压裂液体系由植物胶中的羧甲基胍胶、fra-313缔合物稠化剂、交联剂、有机反离子、粘土稳定剂组成，具体步骤包括：

步骤1，按质量百分比分别称取：羧甲基胍胶0.45％、fra-313缔合物稠化剂0.5％，交联剂0.4％，有机反粒子0.5％，粘土稳定剂0.7％，水97.45％；

步骤2，分别将步骤1中的羧甲基胍胶、fra-313缔合物稠化剂和粘土稳定剂加入到水中，充分搅拌30min，使羧甲基胍胶和fra-313缔合物稠化剂充分溶胀，得到原胶液；

步骤3，向步骤2获得的原胶液中加入交联剂和有机反离子，搅拌60s，制备得到复合型多功能清洁压裂液。

利用本发明的制备方法制备得到的复合型多功能清洁压裂液，测试结果显示，疏水缔合聚合物和植物胶的复配使用，解决了现有技术在使用过程中残渣较大、混砂效果不好、对储层伤害较大以及抗剪切能力差的问题。