一种低伤害小分子环保型压裂液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种低伤害小分子环保型压裂液及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 油田特低渗储层的有效开发主要依靠压裂技术，压裂液是压裂改造的重要组成部 分和关键环节，具有一定的耐温耐剪切性能，而且低残渣低伤害的压裂液是目前压裂液研 究的热点。
[0003] 瓜胶压裂液由于其低廉的成本及其良好的耐温耐剪切性能在油田已经应用多年， 但是其植物胶的特点使其残渣含量较高，对地层伤害较大，对于易受伤害的储层该种影响 更为突出。专利《一种低伤害小分子瓜胶压裂液》ZL201110263461. 4,涉及一种由基液和破 胶剂、交联剂组成的低伤害小分子瓜胶压裂液，有效降低了压裂液对地层的伤害，提高了压 裂改造的效果。
[0004] 我们考虑W低分子瓜胶为反应原料制备一种用于低渗透油田的小分子压裂液，该 压裂液体系具有常规交联聚合物压裂液的流变性，同时具有低残渣低伤害性能，不需要破 胶剂，交联通过抑控制，具备天然测交联的流变可逆性，压后在地层的中和作用下，降低压 裂液抑值，来实现破胶目的。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种低伤害小分子环保型压裂液及其制备方法，该压裂液 具有常规交联聚合物压裂液的流变性，同时具有低残渣低伤害性能，不需要使用破胶剂，可 W重复利用，是一种环保型压裂液。
[0006] 为了达成上述目的，本发明的目的之一可通过如下技术措施实现： 一种低伤害小分子环保型压裂液，由100重量份的基液和0. 5-0. 8重量份的有机测交 联剂组成，其特征在于，所述基液由如下重量份配比的原料组成： 低分子瓜尔胶0. 3-0. 6 助排剂0. 3-0. 5 粘±稳定剂0. 3-0. 5 抑调节剂 适量 灭菌剂0. 03-0. 1 高温稳定剂0. 1-0. 3 水 98-99 ; 所述有机测交联剂由测酸盐与10-30% (质量浓度）化0H水溶液按100 ;5-100 ; 10 (重 量份）的比例混合得到。
[0007] 所述小分子瓜尔胶是指分子量为30-40万的改性瓜胶，其制备步骤为：将瓜尔胶 或轻丙基瓜尔胶与水按10-15 (重量份);1000 (体积份)的配比制得水溶液，加入0. 1-0. 5g/ L的甘露聚糖酶降解上述水溶液至粘度为20-40mPa.S之间，然后升温至80-9(TC灭酶，反 应停止，最后将该水溶液用G2#砂芯漏斗过滤并冻干干燥、粉碎制得粉末状低分子稠化剂， 即小分子瓜尔胶； 所述助排剂为十二烷基H甲基漠化馈或十六烷基H甲基漠化馈； 所述粘±稳定剂为KCLN&Cl或阳离子季馈盐类聚合物； 所述抑调节剂为化2〇)3、Na肥〇3或化0H; 所述灭菌剂为甲酵或戊二酵； 所述高温稳定剂为NasSs化。
[0008] 所述测酸盐含多羟基配体Li、L2,配体Li为聚己帰醇，配体L2为甘油； 本发明的目的之二可通过如下技术措施实现： 一种制备低伤害小分子环保型压裂液的方法，按如下步骤进行： 按上述重量份配比，在水中加入低分子瓜尔胶、助排剂、粘±稳定剂，高温稳定剂，采用 抑调节剂调节抑为10-12,再加入灭菌剂，然后与制得的有机测交联剂W100 ;〇. 5-100 : 0. 8的交联比交联即得冻胶状压裂液。
[0009] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于，得到的小分子瓜胶分子量分布更为集 中加入高温稳定剂提高了压裂液的耐温性，小分子瓜胶既兼顾了压裂液的耐温耐剪切性能 又能有效的降低压裂液对地层的伤害，无需破胶剂，而且能够重复利用，是一种环保型压裂 体系。该压裂液体系在12(TC、170s4剪切速率下剪切化，粘度在50mpa.SW上；其对岩也 基质伤害率最低15%，残渣含量最低116mg/L;首次交联及破胶后二次交联的压裂液lOCrC、 170s4剪切速率下剪切1. 5h，粘度均在50mpa.SW上，可重复利用。
[0010]
【附图说明】 图1为本发明实施例1压裂液在10(TC、170s4剪切速率下的耐剪切曲线图。
[0011] 图2为本发明实施例2压裂液在12(TC、170s4剪切速率下的耐剪切曲线图。
[0012] 图3为首次交联及破胶后二次交联的实施例压裂液在10(TC、170s4剪切速率下的 耐剪切曲线图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细说明。
[0014] 实施例1 步骤一：制备小分子瓜尔胶 将瓜尔胶与水按10(重量份）：1000(体积份）的比例混合制得水溶液，加入0.Ig/L的 甘露聚糖酶降解上述水溶液至粘度为20mPa.S，然后升温至8(TC灭酶，反应停止，最后将该 水溶液用G2#砂芯漏斗过滤并冻干干燥、粉碎制得粉末状小分子瓜尔胶。
[0015] 步骤二：制备有机测交联剂 将测酸盐与10%质量浓度的化0H水溶液按100 ;5的重量比混合得到有机测交联剂。
[0016] 步骤H;制备低伤害小分子环保型压裂液 往99重量份的水中加入0. 3重量份步骤一制备的粉末状小分子瓜尔胶、0. 3重量份的 十二烷基H甲基漠化馈、0. 3重量份的KC1，采用抑调节剂化0H调节抑为10,再加入0. 03 重量份的甲酵，然后与制得的0. 5重量份的有机测交联剂W100 ;〇. 5的交联比交联即得冻 胶状压裂液。用HAKKE流变仪测试冻胶流变性能在lOCrC，170s4剪切120min后，粘度保持 在50mPa.SW上，数据见图1。
[0017] 实施例2 步骤一：制备小分子瓜尔胶 将轻丙基瓜尔胶与水按15(重量份)：1000(体积份)的比例混合制得水溶液，加入0. 5g/L的甘露聚糖酶降解上述水溶液至粘度为40mPa.S，然后升温至9(TC灭酶，反应停止，最后 将该水溶液用G2#砂芯漏斗过滤并冻干干燥、粉碎制得粉末状小分子瓜尔胶。
[0018] 步骤二：制备有机测交联剂 将测酸盐与30%质量浓度的化0H水溶液按100 ; 10的重量比混合得到有机测交联剂。
[0019] 步骤H;制备低伤害小分子环保型压裂液 往98重量份的水中加入0. 6重量份步骤一制备的粉末状小分子瓜尔胶、0. 5重量份的 十二烷基H甲基漠化馈、0. 5重量份的KC1，0. 2重量份的Na2S2〇3,采用抑调节剂化0H调节 抑为12,再加入0. 1重量份的甲酵，然后与制得的0. 8重量份的有机测交联剂W100 ;〇. 8 的交联比交联即得冻胶状压裂液。用HAKKE流变仪测试冻胶流变性能在12(TC，170s4剪切 120min后，粘度保持在50mPa.SW上，数据见图2。
[0020] 实施例3 如实施例1和2,所不同的是，十二烷基H甲基漠化馈采用十六烷基H甲基漠化馈代 替。
[0021] 实施例4 如实施例1和2,所不同的是，KC1采用N&Cl或阳离子季馈盐类聚合物代替。
[00过 实施例5 如实施例1和2,所不同的是，pH调节剂采用NasCOs代替。
[002引 实施例6 如实施例1和2,所不同的是，甲酵采用戊二酵代替。
[0024] 将上述实施例配制的压裂液依据标准（水基压裂液性能评价，SY-T5107-2005,第 6. 10,6. 14条）测试其对岩也基质渗透率伤害和破胶后剩余固体残渣量，伤害数据如下表 1所示。常规压裂液对岩也伤害率在25%W上，残渣含量200mg/LW上，由此对比，本发明 的压裂液体系是一种低伤害压裂液体系。
[00巧]表1残渣及伤害率实验结果_
【主权项】
1. 一种低伤害小分子环保型压裂液，由100重量份的基液和0. 5-0. 8重量份的有机硼 交联剂组成，其特征在于，所述基液由如下重量份配比的原料组成： 低分子瓜尔胶〇. 3-0. 6 助排剂0. 3-0. 5 粘土稳定剂0. 3-0. 5 灭菌剂 0? 03-0. 1 水 98-99 ; 所述有机硼交联剂由硼酸盐与10-30% (质量浓度）NaOH水溶液按100 :5-100 :10 (重 量份）的比例混合得到。
2. 如权利要求1所述的一种低伤害小分子环保型压裂液，其特征在于，所述低分子瓜 尔胶的制备步骤为： 将瓜尔胶或羟丙基瓜尔胶与水按10-15 (重量份M000 (体积份)的配比制得水溶液，加 入0. 1-0. 5g/L的甘露聚糖酶降解上述水溶液至粘度为20-40mPa.s之间，然后升温至80-90 °C灭酶，反应停止，最后将该水溶液用G2#砂芯漏斗过滤并冻干干燥、粉碎制得粉末状低分 子稠化剂，即低分子瓜尔胶。
3. 如权利要求1所述的一种低伤害小分子环保型压裂液，其特征在于，所述助排剂为 十二烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵。
4. 如权利要求1所述的一种低伤害小分子环保型压裂液，其特征在于，所述粘土稳定 齐IJ为KCUNH4Cl或阳离子季铵盐类聚合物。
5. 如权利要求1所述的一种低伤害小分子环保型压裂液，其特征在于，所述灭菌剂为 甲醛或戊二醛。
6. 如权利要求1所述的一种低伤害小分子环保型压裂液，其特征在于，所述硼酸盐含 多羟基配体LI、L2,配体Ll为聚乙烯醇，配体L2为甘油。
7. 制备如权利要求1的一种低伤害小分子环保型压裂液的方法，其特征在于，按如下 步骤进行： 水中加入低分子瓜尔胶、助排剂、粘土稳定剂，采用pH调节剂调节pH为10-12,再加入 灭菌剂，然后与制得的有机硼交联剂交联即得冻胶状压裂液。
【专利摘要】本发明提供一种低伤害小分子环保型压裂液及其制备方法。该压裂液由100重量份的基液和0.5-0.8重量份的有机硼交联剂组成，基液由低分子瓜尔胶、助排剂、粘土稳定剂、pH调节剂、灭菌剂和水组成，有机硼交联剂由硼酸盐与NaOH水溶液按比例混合得到。通过制备低分子瓜尔胶、有机硼交联剂，将基液与交联剂以一定的交联比交联制得冻胶状压裂液。该压裂液在120℃、170s-1剪切速率下剪切2h，粘度在50mpa.s以上，其对岩心基质伤害率最低15%，残渣含量最低116mg/L，破胶后的压裂液体系重新调节pH值后可以重复利用，是一种环保型压裂液体系。
【IPC分类】C09K8-68
【公开号】CN104774605
【申请号】CN201410012079
【发明人】王丹, 黄波, 仲岩磊, 姜阿娜, 李爱山, 钟安海, 陈凯, 陈磊, 鞠玉芹, 宋李煜, 刘霜, 杨彪, 吕永利, 冯绍云
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年1月11日