一种低温储层用滑溜水压裂液的制作方法

文档序号:15573995发布日期:2018-09-29 05:08阅读:155来源:国知局

本发明属于油田增产技术领域,具体涉及一种低温储层用滑溜水压裂液。



背景技术:

压裂作为油气藏的主要增产、增注措施已得到迅速发展和广泛应用。压裂就是利用压力将地层压开形成裂缝,并用支撑剂将它支撑起来,以减小流体流动阻力的增产、增注措施。压裂的目的就是在地层中形成具有导流能力的裂缝,采用的压裂液在很大程度上决定了压裂效果,同时对压裂液的粘度有一定要求,使其在压裂后能称为低粘度的流体容易返排,以避免对地层中的油气层造成损坏。

国内外最常用的压裂液主要是以胍胶及其改性物为稠化剂的水基压裂液,目前已在各油田得到了广泛应用,并取得了良好的增产效果。但随着长庆油气田致密油气藏压裂作业模式的改变和环保形势日趋严峻,要求水基压裂液除了具有低伤害、低摩阻、低成本、易返排、易连续混配特点之外,还要具有易回收,重复利用率高的特点,以减少压后返排液对环境和土壤的污染,同时要求减少工业用水数量。而胍胶及其改性物具有植物胶易腐败的先天不足缺点,且压裂液体系成分复杂,冻胶的形成依靠化学交联,破胶后返排液处理难度大,成本高,重复利用可行性差。由于胍胶等植物胶压裂液的以上缺陷既不能缓解环保压力又不能满足上述现场施工要求,故而目前广泛的采用聚合物类压裂液以解决上述问题。

目前使用的丙烯酰胺类聚合物增稠剂品种较多,其中以胍胶及其衍生物的增稠剂应用最广,但是普遍存在破胶不彻底、易返胶、破胶液残渣含量较高等问题,容易形成堵塞伤害,造成基质渗透率和裂缝导流能力下降,从而影响压裂改造效果,同时植物胶类压裂液管路摩阻较高,导致相同排量下井口压力较高,造成较多的水马力损耗和较高的施工风险。合成聚合物类增稠剂主要包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇等,普遍具有增稠能力强、破胶性能好、残渣少等特点,但成本普遍较高,不利用现场推广应用。与此同时,由于低温储层温度较低,聚合物压裂液由于分子量较大不易降解的缺点表现的尤为突出,对地层造成了一定的伤害。因此,需要形成一种新的滑溜水压裂液体系,以满足当前低温储层致密油气藏储层改造的需要。



技术实现要素:

本发明的目的是开发一种低温储层用滑溜水压裂液,能够满足低粘度、低摩阻、低成本、易返排、易回收等特点的压裂液体系,同时能够在低温储层中迅速破胶,减少对地层的伤害,从而可以更好满足低渗透油气田低温储层改造需要。

为此,本发明提供了一种低温储层用滑溜水压裂液,由如下组分及其质量百分比组成:

增稠剂0.15%-0.25%

粘土稳定剂0.03%-0.05%

结构稳定剂0.20%-0.30%

低温激活剂0.05%-0.10%

破胶剂0.02%-0.05%

其余成份为水。

所述的增稠剂为丙烯酰胺类聚合物,所述的丙烯酰胺类聚合物由如下组分及其质量百分比组成:亲水性丙烯基单体30%~50%、疏水性丙烯基单体3%~5%、乳化剂1%~2%、引发剂0.2%~0.5%、潜伏性交联剂和余量的水,其中,所述的潜伏性交联剂占所述亲水性丙烯基单体和所述疏水性丙烯基单体质量和的0.5%~1.8%。

所述的亲水性丙烯基单体由丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合而成,所述丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为14:3:3;

所述的疏水性丙烯基单体由丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、顺丁烯二酸单长链烷基酯钠盐、长碳链烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或多种混合而成;

所述的乳化剂由失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或多种混合而成;

所述的引发剂由过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸铵-亚硫酸钠、过硫酸钾-亚硫酸钠、过硫酸铵-硫代硫酸钠、过硫酸钾-硫代硫酸钠或水溶性偶氮引发剂中的一种或多种混合而成;

所述潜伏性交联剂由丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或两种混合而成。

所述的粘土稳定剂为季铵盐类,季铵盐类由三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵中的一种或两种混合而成,三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的质量比为1:1~1.5,三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵由三甲基叔胺、二甲胺及其盐酸盐与环氧氯丙烷、丁烷、环戊烷反应生成。

所述的结构稳定剂由环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸反应提纯后的纯净物与丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种和柠檬酸铝复配溶解而成,所述的环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸的质量比为1.0-1.5:0.2-0.3:1,纯净物与丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种和柠檬酸铝的质量比为6-8:1-2:1。

所述的低温激活剂由盐酸、柠檬酸、醋酸、葡萄糖酸中的一种或几种混合而成。

所述的破胶剂由过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水、次氯酸镁中的一种与l-抗坏血酸混合而成。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

(1)易溶胀,可以实现连续混配;

(2)可以通过调整增稠剂浓度,可实现全程携砂;

(3)不容易受细菌影响,不易腐败;耐温性能好;

(4)施工摩阻低,可实现大排量连续施工;

(5)返排液回收只需要做简单过滤处理即可重复使用,工艺简单,利用率高;

(6)可以在低温环境下迅速破胶,储层伤害小。

具体实施方式

实施例1:

一种低温储层用滑溜水压裂液,由如下组分及其质量百分比组成:增稠剂0.15%-0.25%、粘土稳定剂0.03%-0.05%、结构稳定剂0.20%-0.30%、低温激活剂0.05%-0.10%、破胶剂0.02%-0.05%、其余成份为水。

所述的增稠剂为丙烯酰胺类聚合物,所述的丙烯酰胺类聚合物由如下组分及其质量百分比组成:亲水性丙烯基单体30%~50%、疏水性丙烯基单体3%~5%、乳化剂1%~2%、引发剂0.2%~0.5%、潜伏性交联剂和余量的水,其中,所述的潜伏性交联剂占所述亲水性丙烯基单体和所述疏水性丙烯基单体质量和的0.5%~1.8%。

所述的亲水性丙烯基单体由丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合而成,所述丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为14:3:3;

所述的疏水性丙烯基单体由丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、顺丁烯二酸单长链烷基酯钠盐、长碳链烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或多种混合而成;

所述的乳化剂由失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或多种混合而成;

所述的引发剂由过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸铵-亚硫酸钠、过硫酸钾-亚硫酸钠、过硫酸铵-硫代硫酸钠、过硫酸钾-硫代硫酸钠或水溶性偶氮引发剂中的一种或多种混合而成;

所述潜伏性交联剂由丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或两种混合而成。

所述的粘土稳定剂为季铵盐类,季铵盐类由三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵中的一种或两种混合而成,三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的质量比为1:1~1.5,三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵由三甲基叔胺、二甲胺及其盐酸盐与环氧氯丙烷、丁烷、环戊烷反应生成。

所述的结构稳定剂由环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸反应提纯后的纯净物与丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种和柠檬酸铝复配溶解而成,所述的环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸的质量比为1.0-1.5:0.2-0.3:1,纯净物与丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种和柠檬酸铝的质量比为6-8:1-2:1。

所述的低温激活剂由盐酸、柠檬酸、醋酸、葡萄糖酸中的一种或几种混合而成。

所述的破胶剂由过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水、次氯酸镁中的一种与l-抗坏血酸混合而成。

本发明的低温储层用滑溜水压裂液的制备方法为:在现场容器中充满配液用水,再用泵循环的情况下缓慢加入增稠剂,然后依次按配方比例加入粘土稳定剂、低温激活剂、破胶剂,持续20分钟以确保液体充分混匀,形成均匀溶液,然后再加入结构稳定剂,充分循环后形成滑溜水压裂液。

本发明提供的这种低温储层用滑溜水压裂液易溶胀,可以实现连续混配;可以通过调整增稠剂浓度,可实现全程携砂;不容易受细菌影响,不易腐败;耐温性能好;施工摩阻低,可实现大排量连续施工;返排液回收只需要做简单过滤处理即可重复使用,工艺简单,利用率高;可以在低温环境下迅速破胶,储层伤害小。

实施例2:

按如下组分及其质量百分比取:增稠剂0.15%、三甲基羟丙基季氯化铵或三甲基羟丙基季溴化铵0.03%、结构稳定剂0.20%、盐酸或柠檬酸0.05%、破胶剂0.02%,水余量。

所述的增稠剂为丙烯酰胺类聚合物,所述的丙烯酰胺类聚合物由如下组分及其质量百分比组成:亲水性丙烯基单体30%、疏水性丙烯基单体3%、乳化剂1%、引发剂0.2%、潜伏性交联剂和余量的水,其中,所述的潜伏性交联剂占所述亲水性丙烯基单体和所述疏水性丙烯基单体质量和的0.5%。所述的亲水性丙烯基单体由丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合而成,所述丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为14:3:3;所述的疏水性丙烯基单体由丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯中的一种或两种混合而成;所述的乳化剂由失水山梨醇脂肪酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种混合而成;所述的引发剂由过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸铵-亚硫酸钠中的一种或多种混合而成;所述潜伏性交联剂为丙烯酸羟乙酯。

所述的结构稳定剂由环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸反应提纯后的纯净物与丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯中的一种或多种复配溶解而成,所述的环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸的质量比为1.0:0.2:1,纯净物与丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯中的一种或多种和柠檬酸铝复配的混合物的质量比为6:2:1。

所述的破胶剂由过硫酸铵、过硫酸钾中的一种与l-抗坏血酸混合而成。

具体的操作方法为:

在现场50m3容器中充满配液用水,再用泵循环的情况下缓慢加入增稠剂0.15%,然后依次按配方比例加入三甲基羟丙基季氯化铵0.03%、盐酸或柠檬酸0.05%、破胶剂0.02%,持续20分钟以确保液体充分混匀,形成均匀溶液,然后再加入结构稳定剂0.20%,充分循环后形成滑溜水压裂液。该低温储层用滑溜水压裂液粘度为4.5mpa·s、减阻率为68%、低成本较常规胍胶体系降低66%,返排率为98.4%、易回收,成本降低20%,可重复使用,绿色环保。

实施例3:

按如下组分及其质量百分比取:增稠剂0.25%、粘土稳定剂0.05%、结构稳定剂0.30%、醋酸或葡萄糖酸0.1%、破胶剂0.05%,水余量。

所述的增稠剂为丙烯酰胺类聚合物,所述的丙烯酰胺类聚合物由如下组分及其质量百分比组成:亲水性丙烯基单体50%、疏水性丙烯基单体5%、乳化剂2%、引发剂0.5%、潜伏性交联剂和余量的水,其中,所述的潜伏性交联剂占所述亲水性丙烯基单体和所述疏水性丙烯基单体质量和的1.8%。所述的亲水性丙烯基单体由丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合而成,所述丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为14:3:3;所述的疏水性丙烯基单体由甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、顺丁烯二酸单长链烷基酯钠盐中的一种或两种混合而成;所述的乳化剂由十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或两种混合而成;所述的引发剂由过硫酸钾-亚硫酸钠、过硫酸铵-硫代硫酸钠中的一种或多种混合而成;所述潜伏性交联剂为甲基丙烯酸羟乙酯。

所述的粘土稳定剂为季铵盐类,季铵盐类由三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵混合而成,三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的质量比为1:1,三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵由三甲基叔胺、二甲胺及其盐酸盐与环氧氯丙烷、丁烷、环戊烷反应生成。

所述的结构稳定剂由环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸反应提纯后的纯净物与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯中的一种或多种复配溶解而成,所述的环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸的质量比为1.5:0.3:1,纯净物与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯中的一种或多种和柠檬酸铝复配的混合物的质量为8:1:1。

所述的破胶剂由双氧水、次氯酸镁中的一种与l-抗坏血酸混合而成。

具体的操作方法为:

在现场50m3容器中充满配液用水,再用泵循环的情况下缓慢加入增稠剂0.25%,然后依次按配方比例加入粘土稳定剂0.05%、醋酸或葡萄糖酸0.1%、破胶剂0.05%,持续20分钟以确保液体充分混匀,形成均匀溶液,然后再加入结构稳定剂0.30%,充分循环后形成滑溜水压裂液。该低温储层用滑溜水压裂液粘度为4.2mpa·s、减阻率为69%、低成本较常规胍胶体系降低65%,返排率为98.7%、易回收,成本降低25%,可重复使用,绿色环保。

实施例4:

按如下组分及其质量百分比取:增稠剂0.20%、粘土稳定剂0.04%、结构稳定剂0.25%、醋酸和盐酸的混合物0.75%、破胶剂0.35%,水余量。

所述的增稠剂为丙烯酰胺类聚合物,所述的丙烯酰胺类聚合物由如下组分及其质量百分比组成:亲水性丙烯基单体40%、疏水性丙烯基单体4%、乳化剂1.5%、引发剂0.35%、潜伏性交联剂和余量的水,其中,所述的潜伏性交联剂占所述亲水性丙烯基单体和所述疏水性丙烯基单体质量和的1.15%。所述的亲水性丙烯基单体由丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合而成,所述丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为14:3:3;所述的疏水性丙烯基单体为长碳链烷基二甲基烯丙基氯化铵;所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠;所述的引发剂由过硫酸钾-硫代硫酸钠或水溶性偶氮引发剂中的一种或多种混合而成;所述潜伏性交联剂由丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯混合而成。

所述的粘土稳定剂为季铵盐类,季铵盐类由三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵混合而成,三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的质量比为1:1.5,三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵由三甲基叔胺、二甲胺及其盐酸盐与环氧氯丙烷、丁烷、环戊烷反应生成。

所述的结构稳定剂由环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸反应提纯后的纯净物与丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种复配溶解而成,所述的环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸的质量比为1.25:0.25:1,纯净物与丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种和柠檬酸铝复配的混合物的质量比为7:1.5:1。

所述的破胶剂由硫酸铵与l-抗坏血酸混合而成。

具体的操作方法为:

在现场50m3容器中充满配液用水,再用泵循环的情况下缓慢加入增稠剂0.20%,然后依次按配方比例加入粘土稳定剂0.04%、醋酸和盐酸的混合物0.75%、破胶剂0.35%,持续20分钟以确保液体充分混匀,形成均匀溶液,然后再加入结构稳定剂0.25%,充分循环后形成滑溜水压裂液。该低温储层用滑溜水压裂液粘度为4.1mpa·s、减阻率为70%、低成本较常规胍胶体系降低68%,返排率为98.9%、易回收,成本降低27%,可重复使用,绿色环保。

实施例5:

按如下组分及其质量百分比取:增稠剂0.19%、粘土稳定剂0.35%、结构稳定剂0.27%、柠檬酸和葡萄糖酸的混合物0.70%、破胶剂0.38%,水余量。

所述的增稠剂为丙烯酰胺类聚合物,所述的丙烯酰胺类聚合物由如下组分及其质量百分比组成:亲水性丙烯基单体38%、疏水性丙烯基单体3.7%、乳化剂1.7%、引发剂0.40%、潜伏性交联剂和余量的水,其中,所述的潜伏性交联剂占所述亲水性丙烯基单体和所述疏水性丙烯基单体质量和的1.3%。所述的亲水性丙烯基单体由丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合而成,所述丙烯酰胺、甲基丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为14:3:3;所述的疏水性丙烯基单体由甲基丙烯酸十八酯、长碳链烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或两种混合而成;所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠;所述的引发剂由过硫酸铵-亚硫酸钠或过硫酸钾-硫代硫酸钠中的一种或多种混合而成;所述潜伏性交联剂为甲基丙烯酸羟乙酯。

所述的粘土稳定剂为季铵盐类,季铵盐类由三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵混合而成,三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的质量比为1:1.25,三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵由三甲基叔胺、二甲胺及其盐酸盐与环氧氯丙烷、丁烷、环戊烷反应生成。

所述的结构稳定剂由环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸反应提纯后的纯净物与丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种复配溶解而成,所述的环氧乙烷、环氧丙烷和2-甲基丙烯酸的质量比为1.2:0.2:1,纯净物与丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的一种或多种和柠檬酸铝复配的混合物质量比为7:1.3:1。

所述的破胶剂由双氧水与l-抗坏血酸混合而成。

具体的操作方法为:

在现场50m3容器中充满配液用水,再用泵循环的情况下缓慢加入增稠剂0.19%,然后依次按配方比例加入粘土稳定剂0.35%、柠檬酸和葡萄糖酸的混合物0.70%、破胶剂0.38%,持续20分钟以确保液体充分混匀,形成均匀溶液,然后再加入结构稳定剂0.27%,充分循环后形成滑溜水压裂液。该低温储层用滑溜水压裂液粘度为4.0mpa·s、减阻率为71%、低成本较常规胍胶体系降低67%,返排率为98.6%、易回收,成本降低28%,可重复使用,绿色环保。

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。

当前第1页1 2 
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