压裂液及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明提供一种压裂液及其制备方法和应用，所述压裂液的质量百分比组成为：增稠剂0.10％-0.45％、粘土稳定剂0.35％-0.55％、表面活性剂0.3％-0.5％和余量的水，其中，所述增稠剂由丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N-二甲基-烷基叔胺、卤代环醚反应生成，且所述丙烯酰胺、所述不饱和羧酸、所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、所述N，N-二甲基-烷基叔胺和所述卤代环醚的摩尔比为99：25：1：1：1，本发明提供的压裂液，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题。
【专利说明】
压裂液及其制备方法和应用
技术领域
[0001]本发明涉及一种油气田助剂技术领域，特别涉及一种全过程携砂低摩阻滑溜水的压裂液及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]油气层水力压裂(Hydraulic Fracturing)，简称为油气层压裂或压裂，是一项改造油气层渗流特性的工艺技术，是油气井增产、注水井增注的一项重要工艺措施，是利用地面高压栗组，将高粘液体以超过地层吸收能力的排量注入井中，随即在井底附近形成高压，此压力超过井底附近地层应力及岩石的抗张强度后，在地层中形成裂缝，将带有支撑剂的液体注入缝中，使缝向前延伸，并填以支撑剂，而在压裂过程中，注入井内的液体都称为压裂液，压裂液是压裂技术的重要组成部分，一般对压裂液的性能要求:黏度高，润滑性好，滤失量小，对被压裂的流体层无堵塞及损害，对流体矿无污染，一般压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液等类型。
[0003]目前，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，该压裂液在各油气田得到了广泛应用，并取得了良好的增产效果，但随着长庆油气田“工厂化”压裂作业模式的提出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污染的同时节省用水量。
[0004]然而现有的以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液，由于胍胶及其改性物具有植物胶易腐败的缺点以及破胶后返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差，所以以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液无法满足目前“工厂化”施工要求。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种压裂液，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，而且该压裂液能够缓解环保压裂的同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0006]本发明还提供一种压裂液的制备方法，制备过程中操作简单易于控制，制备而成的压裂液不腐败，耐温耐盐，在水中起粘快，满足连续混配要求，该压裂液增稠剂具有很好的增粘效果，适时调整其使用浓度便能实现降阻水和携砂液功能。
[0007]本发明提供一种压裂液在油气层压裂中的应用，由于该压裂液包含的增稠剂由丙烯酰胺、丙烯酸和烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯反应生成，在油气层压裂中应用时，该压裂液的返排液处理工艺简单、成本极低、重复利用率高，缓解环保压裂的同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0008]本发明提供一种压裂液，所述压裂液的质量百分比组成为:增稠剂
0.10% -0.45%、粘土稳定剂0.35% -0.55%、表面活性剂0.3% -0.5%和余量的水，其中，所述增稠剂由丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N-二甲基-烷基叔胺、卤代环醚反应生成，且所述丙烯酰胺、所述不饱和羧酸、所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、所述N，N-二甲基-烷基叔胺和所述卤代环醚的摩尔比为99:25:1:1:1。
[0009]本发明提供的压裂液中，包括增稠剂、粘土稳定剂、表面活性剂和水，其中增稠剂为丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N- 二甲基-烷基叔胺、卤代环醚反应生成的共聚物，由于压裂液破胶后残渣是造成基质渗流率伤害和支撑剂充填层导流能力伤害的重要原因，现有技术中，压裂液以胍胶及其改性物为稠化剂时，压裂液破胶后返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性较差，而本发明中，使用的增稠剂是由丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N- 二甲基-烷基叔胺、卤代环醚反应生成的共聚物，形成的压裂液返排效果好，可实现无液氮伴注条件下快速返排，同时，返排液回收工艺简单，利用率高，只需要做简单过滤处理即可重复使用，本发明中，丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N-二甲基-烷基叔胺、卤代环醚反应生成增稠剂时，本实施例中，所述丙烯酰胺、所述不饱和羧酸、所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、所述N，N- 二甲基-烷基叔胺和所述卤代环醚按照摩尔百比为99:25:1:1:1混合反应生成增稠剂，本发明中，该增稠剂在压裂液中的质量百分比为0.10% -0.45%，例如增稠剂的质量百分比可以为0.15%,0.20%,0.25%,0.35%或0.40%，具体根据实际需求选取增稠剂的质量百分比。
[0010]本发明的具体实施方案中，由丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N- 二甲基-烷基叔胺、卤代环醚反应生成增稠剂时，所述不饱和羧酸可以为丙烯酸、丁烯酸或金属酸盐中的一种或多种，其中丙烯酸可以为直链的丙烯酸，还可以为带有支链的丙烯酸，丁烯酸可以为直链的丁烯酸，还可以为带有支链的丁烯酸，所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯中烷基碳原子数可以为7、8或12，所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯中聚氧烯醚可以为聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚，所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯中不饱和酸酯可以为丙烯酸酯或丁烯酸酯，其中丙烯酸酯可以为直链的丙烯酸酯，还可以为带有支链的丙烯酸酯，丁烯酸酯可以为直链的丁烯酸酯，还可以为带有支链的丁烯酸酯；所述N，N- 二甲基-烷基叔胺中烷基碳原子数为6-18，例如N，N- 二甲基-烷基叔胺中烷基碳原子数可以为8、9或12 ;所述卤代环醚中卤代基团为氟、氯或溴，例如可以为氟代环醚，可以为氯代环醚，还可以为溴代环醚，具体根据实际应用选取合适的不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N- 二甲基-烷基叔胺、卤代环醚来生成增稠剂。
[0011 ] 在本发明中，粘土稳定剂能够稳定地层中的粘土矿物，能防止粘土矿物膨胀以及防止粘土微粒运移，本发明中，粘土稳定剂在压裂液中的质量百分比为0.35% -0.55%，例如，粘土稳定剂的质量百分比可以为0.35%、0.40%、0.45%或0.50%，具体根据实际应用中选取粘土稳定剂的质量百分比。
[0012]在本发明中，表面活性剂在压裂液中的质量百分比为0.3% _0.5%，例如表面活性剂的质量百分比可以为0.35 %、0.40 %、0.45 %或0.50 %，具体根据实际应用中选取表面活性剂的质量百分比，本发明中，压裂液是以水作分散介质的，所以，当增稠剂的质量百分比为0.10% -0.45%，粘土稳定剂的质量百分比为0.35% -0.55%，表面活性剂的质量百分比为0.3% -0.5%，剩余的质量百分比为水的质量百分比，举例来说，当增稠剂的质量百分比为0.30%，粘土稳定剂的质量百分比为0.45%，表面活性剂的质量百分比为0.3%时，则水的质量百分比为98.95%，需要说明的是，在本发明中，压裂液由增稠剂、粘土稳定剂、表面活性剂和水组成时，使用的增稠剂浓度为0.1% -0.4%，例如，可以选用浓度为0.3%的增稠剂，还可以选用浓度为0.2%的增稠剂，使用的粘土稳定剂浓度为0.3% -0.5%，例如，可以选用浓度为0.4%的粘土稳定剂，还可以选用浓度为0.35%的粘土稳定剂，使用的表面活性剂浓度为0.3% -0.5%，例如，可以选用浓度为0.4%的表面活性剂，还可以选用浓度为0.35%的表面活性剂。
[0013]在本发明的一个具体方案中，所述粘土稳定剂为季铵盐粘土稳定剂，季铵盐粘土稳定剂可以为三甲基羟丙基季氯化铵，还可以为三甲基羟丙基季溴化铵，还可以为三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的混合物，其中，季铵盐粘土稳定剂为三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的混合物时，三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵按照质量比为1:1混合组成季铵盐粘土稳定剂，这样，当粘土稳定剂为三甲基羟丙基季氯化铵时，则三甲基羟丙基季氯化铵在压裂液中的质量百分比为
0.35% -0.55%，当粘土稳定剂为三甲基羟丙基季溴化铵时，则三甲基羟丙基季溴化铵在压裂液中的质量百分比为0.35% -0.55%，当粘土稳定剂为三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的混合物时，则三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的混合物在压裂液中的质量百分比为0.35% -0.55%，同时，在使用时，三甲基羟丙基季氯化铵和/或三甲基羟丙基季溴化铵的浓度为0.35% -0.55%。
[0014]在本发明的一个具体方案中，所述表面活性剂剂为烷基硫酸盐或烷基磺酸盐，其中，当表面活性剂为烷基硫酸盐时，烷基硫酸盐可以为十二烷基硫酸盐，还可以为十六烷基硫酸盐，还可以为十八烷基硫酸盐，具体根据实际应用选取合适的烷基硫酸盐，当表面活性剂剂为烷基磺酸盐时，烷基磺酸盐可以为十二烷基磺酸盐，还可以为十六烷基磺酸盐，还可以为十八烷基磺酸盐，具体根据实际应用选取合适的烷基磺酸盐，在使用时，十二烷基硫酸盐、十六烷基硫酸盐、十八烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐、十六烷基磺酸盐或十八烷基磺酸盐的浓度为0.3% -0.5%。
[0015]本发明还提供上述压裂液的制备方法，包括以下过程:
[0016]将粘土稳定剂、表面活性剂加入水中，搅拌3-5min，得到均一稳定的溶液；
[0017]将增稠剂加入，搅拌10_15min后得到压裂液，其中，
[0018]所述增稠剂由丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N-二甲基-烷基叔胺、卤代环醚按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成；
[0019]且所述增稠剂、粘土稳定剂、表面活性剂的质量份数分别为:0.10-0.45、
0.35-0.55、0.3-0.5，余量份数为水。
[0020]本发明中，首先将粘土稳定剂、表面活性剂按一定质量百分比加入水中，搅拌3-5min得到均一稳定的溶液，其次缓慢加入增稠剂，通过这样的制备方法能够防止形成“鱼眼”，待增稠剂加完后再搅拌10_15min，便制得具有本发明的压裂液。
[0021]本发明压裂液的制备方法中，压裂液通过首先将粘土稳定剂、表面活性剂按一定质量百分比加入水中，搅拌3-5min得到均一稳定的溶液，其次缓慢加入增稠剂来制备而成的，其中增稠剂为丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N-二甲基-烷基叔胺、卤代环醚反应生成的共聚物，其中，丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N-二甲基-烷基叔胺、卤代环醚反应生成增稠剂时，本实施例中，所述丙烯酰胺、所述不饱和羧酸、所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、所述N，N-二甲基-烷基叔胺和所述卤代环醚按照摩尔比为99:25:1:1:1混合反应生成增稠剂，本发明中，该增稠剂在压裂液中的份数为0.10-0.45份，即增稠剂的质量百分比可以为0.15%、0.20%、0.25%、0.35%或
0.40%，具体根据实际需求选取增稠剂的质量份数。
[0022]在本发明中，粘土稳定剂能够稳定地层中的粘土矿物，能防止粘土矿物膨胀以及防止粘土微粒运移，本发明中，粘土稳定剂在压裂液中的质量份数为0.35-0.55份，S卩，粘土稳定剂的质量百分比可以为0.35%、0.40%、0.45%或0.50 %，具体根据实际应用中选取粘土稳定剂的质量百分比。
[0023]在本发明中，表面活性剂在压裂液中的质量份数为0.3-0.5，即表面活性剂的质量百分比可以为0.35%,0.40%,0.45%或0.50 %，具体根据实际应用中选取表面活性剂的质量百分比，本发明中，压裂液是以水作分散介质的，所以，当增稠剂的质量份数为
0.10-0.45，粘土稳定剂的质量份数为0.35-0.55，表面活性剂的质量份数为0.3-0.5，剩余的质量份数为水的质量份数，举例来说，当增稠剂的质量份数为0.30，粘土稳定剂的质量份数为0.45，表面活性剂的质量份数为0.3时，则水的质量份数为98.95，需要说明的是，在本发明中，压裂液由增稠剂、粘土稳定剂、表面活性剂和水组成时，使用的增稠剂浓度可以为
0.1% -0.4%，例如，可以选用浓度为0.3%的增稠剂，还可以选用浓度为0.2%的增稠剂，使用的粘土稳定剂浓度为0.3 % -0.5 %，例如，可以选用浓度为0.4%的粘土稳定剂，还可以选用浓度为0.35%的粘土稳定剂，使用的表面活性剂浓度为0.3% -0.5%，例如，可以选用浓度为0.4%的表面活性剂，还可以选用浓度为0.35%的表面活性剂。
[0024]在本发明的一个具体方案中，本发明的具体实施方案中，由丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N- 二甲基-烷基叔胺、卤代环醚反应生成增稠剂时，所述不饱和羧酸可以为丙烯酸、丁烯酸或金属酸盐中的一种或多种，其中丙烯酸可以为直链的丙烯酸，还可以为带有支链的丙烯酸，丁烯酸可以为直链的丁烯酸，还可以为带有支链的丁烯酸，所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯中烷基碳原子数可以为7、8或12，所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯中聚氧烯醚可以为聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚，所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯中不饱和酸酯可以为丙烯酸酯或丁烯酸酯，其中丙烯酸酯可以为直链的丙烯酸酯，还可以为带有支链的丙烯酸酯，丁烯酸酯可以为直链的丁烯酸酯，还可以为带有支链的丁烯酸酯；所述N，N- 二甲基-烷基叔胺中烷基碳原子数为6-18，例如N，N- 二甲基-烷基叔胺中烷基碳原子数可以为8、9或12 ;所述卤代环醚中卤代基团为氟、氯或溴，例如可以为氟代环醚，可以为氯代环醚，还可以为溴代环醚，具体根据实际应用选取合适的不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N- 二甲基-烷基叔胺、卤代环醚来生成增稠剂。
[0025]在本发明的一个具体方案中，所述粘土稳定剂为季铵盐粘土稳定剂，季铵盐粘土稳定剂可以为三甲基羟丙基季氯化铵，还可以为三甲基羟丙基季溴化铵，还可以为三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的混合物，其中，季铵盐粘土稳定剂为三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的混合物时，三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵按照质量比为1:1混合组成季铵盐粘土稳定剂，这样，当粘土稳定剂为三甲基羟丙基季氯化铵时，则三甲基羟丙基季氯化铵在压裂液中的质量百分比为
0.35% -0.55%，当粘土稳定剂为三甲基羟丙基季溴化铵时，则三甲基羟丙基季溴化铵在压裂液中的质量百分比为0.35% -0.55%，当粘土稳定剂为三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的混合物时，则三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵的混合物在压裂液中的质量百分比为0.35% -0.55%，同时，在使用时，三甲基羟丙基季氯化铵和/或三甲基羟丙基季溴化铵的浓度为0.3% -0.5%。
[0026]在本发明的一个具体方案中，所述表面活性剂剂为烷基硫酸盐或烷基磺酸盐，其中，当表面活性剂为烷基硫酸盐时，烷基硫酸盐可以为十二烷基硫酸盐，还可以为十六烷基硫酸盐，还可以为十八烷基硫酸盐，具体根据实际应用选取合适的烷基硫酸盐，当表面活性剂剂为烷基磺酸盐时，烷基磺酸盐可以为十二烷基磺酸盐，还可以为十六烷基磺酸盐，还可以为十八烷基磺酸盐，具体根据实际应用选取合适的烷基磺酸盐，在使用时，十二烷基硫酸盐、十六烷基硫酸盐、十八烷基硫酸盐、十二烷基磺酸盐、十六烷基磺酸盐或十八烷基磺酸盐的浓度为0.3% -0.5%。
[0027]本发明提供一种压裂液在油气层压裂中的应用，该压裂液通过由0.10% -0.45%的增稠剂、0.35% -0.55%粘土稳定剂、0.3% -0.5%表面活性剂和余量水混合制得，且增稠剂由丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N-二甲基-烷基叔胺和卤代环醚按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成，实现了压裂液不腐败，耐温耐盐，在水中起粘快，满足连续混配要求，该压裂液增稠剂具有很好的增粘效果，适时调整其使用浓度便能实现降阻水和携砂液功能，应用到油气层压裂中时，由于该压裂液的返排液处理工艺简单、返排效果较好、成本较低、重复利用率高，缓解压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0028]本发明提供的压裂液，通过由0.10% -0.45%的增稠剂、0.35% -0.55%粘土稳定剂、0.3% -0.5%表面活性剂和余量水混合制得，且增稠剂由丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N- 二甲基-烷基叔胺、卤代环醚按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，而且该压裂液能够缓解环保压裂的同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求，本发明通过提出一种压裂液的制备方法，制备过程中操作简单易于控制，可实现现场的连续配制，制备而成的压裂液不腐败，耐温耐盐，在水中起粘快，满足连续混配要求，该压裂液增稠剂具有很好的增粘效果，适时调整其使用浓度便能实现降阻水和携砂液功能，本发明还提供一种压裂液在油气层压裂中的应用，缓解了压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]本发明提供的压裂液可以应用到油气层压裂操作中，压裂液可以用于携带支撑剂到地层，还可以用于压开裂缝，同时还能用于降低地层温度。
[0031]实施例1
[0032]本实施例中，压裂液的原料构成和各成分的质量如下:
[0033]三甲基羟丙基氯化铵:3.5g ;
[0034]十一■烧基硫酸盐:3g ；
[0035]增稠剂:lg;
[0036]水:992.5g ；
[0037]具体制备过程如下:
[0038]在搅拌下，分别将3.5g三甲基羟丙基氯化铵和3g十二烷基硫酸盐溶于992.5g水中，搅拌3-5min，再缓慢加入Ig增稠剂，再搅拌10_15min，即可得到本发明的压裂液，其中增稠剂由丙烯酰胺、丙羧酸、壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯、N，N-二甲基-己基叔胺、氟代环氧丙烷按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成。
[0039]将实施例1中制备的压裂液作为降阻剂并进行检测，得到压裂液的各性能参数为:粘度:9-12mPa.s ;降阻率:62% -65%。
[0040]本实施例提供的压裂液不腐败，耐温耐盐性能较好，在水中起粘快，满足连续混配要求，具有很好的增粘效果，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，本发明制备的压裂液应用在油气层压裂中，压裂液的返排效果好，低摩阻，可实现无液氮伴注条件下快速返排，而且返排液回收工艺简单，利用率高，只需要做简单过滤处理即可重复使用，能缓解压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0041]实施例2
[0042]本实施例中，压裂液的原料构成和各成分的质量如下:
[0043]三甲基羟丙基溴化铵:3.5g ;
[0044]十二烷基硫酸盐:3g ;
[0045]增稠剂:2g；
[0046]水:991.5g ;
[0047]具体制备过程如下:
[0048]在搅拌下，分别将3.5g三甲基羟丙基溴化铵和3g十二烷基硫酸盐溶于991.5g水中，搅拌3-5min，再缓慢加入2g增稠剂，再搅拌10_15min，即可得到本发明的压裂液，其中增稠剂由丙烯酰胺、丁烯酸、壬基酚聚氧丙烯醚丁烯酸酯、N，N- 二甲基-壬基叔胺、氯代环氧丙烷按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成。
[0049]将实施例2中制备的压裂液作为携砂液并进行检测，得到压裂液的各性能参数为:粘度:24-27mPa.s ;最高砂浓度:360-400kg/m3，耐温能力:70°C，适合垂深2500米左右的储层。
[0050]本实施例提供的压裂液不腐败，耐温耐盐性能较好，在水中起粘快，满足连续混配要求，具有很好的增粘效果，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，本发明制备的压裂液应用在油气层压裂中，压裂液的返排效果好，可实现无液氮伴注条件下快速返排，而且返排液回收工艺简单，利用率高，只需要做简单过滤处理即可重复使用，能缓解压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0051]实施例3
[0052]本实施例中，压裂液的原料构成和各成分的质量如下:
[0053]三甲基羟丙基溴化铵:3.5g ;
[0054]十二烷基磺酸盐:3g ;
[0055]增稠剂:3g；
[0056]水:990.5g ；
[0057]具体制备过程如下:
[0058]在搅拌下，分别将3.5g三甲基羟丙基溴化铵和3g十二烷基磺酸盐溶于990.5g水中，搅拌3-5min，再缓慢加入3g增稠剂，再搅拌10_15min，即可得到本发明的压裂液，其中增稠剂由丙烯酰胺、丙烯酸、辛基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯、N，N- 二甲基-葵基叔胺、溴代环氧丙烷按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成。
[0059]将实施例3中制备的压裂液作为携砂液并进行检测，得到压裂液的各性能参数为:粘度:33-36mPa.s ;最高砂浓度:480_520kg/m3，耐温能力:90°C，适合垂深3000米左右的储层。
[0060]本实施例提供的压裂液不腐败，耐温耐盐性能较好，在水中起粘快，满足连续混配要求，具有很好的增粘效果，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，本发明制备的压裂液应用在油气层压裂中，压裂液的返排效果好，可实现无液氮伴注条件下快速返排，而且返排液回收工艺简单，利用率高，只需要做简单过滤处理即可重复使用，能缓解压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0061]实施例4
[0062]本实施例中，压裂液的原料构成和各成分的质量如下:
[0063]三甲基羟丙基氯化铵:3.5g ;
[0064]十六烷基硫酸盐:5g ;
[0065]增稠剂:lg;
[0066]水:990.5g ；
[0067]具体制备过程如下:
[0068]在搅拌下，分别将3.5g三甲基羟丙基氯化铵和5g十六烷基硫酸盐溶于990.5g水中，搅拌3-5min，再缓慢加入Ig增稠剂，再搅拌10_15min，即可得到本发明的压裂液，其中增稠剂由丙烯酰胺、丙烯酸、十二烷基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯、N，N- 二甲基-十二烷基基叔胺、4-溴代环氧丁烷按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成。
[0069]将实施例4中制备的压裂液作为降阻剂并进行检测，得到压裂液的各性能参数为:粘度:9-12mPa.s ;降阻率:63% -66%。
[0070]本实施例提供的压裂液不腐败，耐温耐盐性能较好，在水中起粘快，满足连续混配要求，具有很好的增粘效果，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，本发明制备的压裂液应用在油气层压裂中，压裂液的返排效果好，可实现无液氮伴注条件下快速返排，低摩阻，而且返排液回收工艺简单，利用率高，只需要做简单过滤处理即可重复使用，能缓解压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0071]实施例5
[0072]本实施例中，压裂液的原料构成和各成分的质量如下:
[0073]三甲基羟丙基溴化铵:3.5g ;
[0074]十六烷基硫酸盐:5g ;
[0075]增稠剂:2g；
[0076]水:989.5g ；
[0077]具体制备过程如下:
[0078]在搅拌下，分别将3.5g三甲基羟丙基溴化铵和5g十六烷基硫酸盐溶于989.5g水中，搅拌3-5min，再缓慢加入2g增稠剂，再搅拌10_15min，即可得到本发明的压裂液，其中增稠剂由丙烯酰胺、丁烯酸、壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯、N，N-二甲基-辛基叔胺、4-氟代环氧丁烷按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成。
[0079]将实施例5中制备的压裂液作为携砂液并进行检测，得到压裂液的各性能参数为:粘度:24-27mPa.s ;最高砂浓度:360-400kg/m3，耐温能力:75°C，适合垂深2700米左右的储层。
[0080]本实施例提供的压裂液不腐败，耐温耐盐性能较好，在水中起粘快，满足连续混配要求，具有很好的增粘效果，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，本发明制备的压裂液应用在油气层压裂中，压裂液的返排效果好，可实现无液氮伴注条件下快速返排，而且返排液回收工艺简单，利用率高，只需要做简单过滤处理即可重复使用，能缓解压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0081]实施例6
[0082]本实施例中，压裂液的原料构成和各成分的质量如下:
[0083]三甲基羟丙基溴化铵:3.5g ;
[0084]十六烷基磺酸盐:5g ;
[0085]增稠剂:3g；
[0086]水:988.5g ；
[0087]具体制备过程如下:
[0088]在搅拌下，分别将3.5g三甲基羟丙基溴化铵和5g十六烷基磺酸盐溶于988.5g水中，搅拌3-5min，再缓慢加入3g增稠剂，再搅拌10_15min，即可得到本发明的压裂液，其中增稠剂由丙烯酰胺、丁烯酸、辛基酚聚乙烯醚丙烯酸酯、N，N- 二甲基-十六烷基叔胺、氯代环氧丙烷按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成。
[0089]将实施例6中制备的压裂液作为携砂液并进行检测，得到压裂液的各性能参数为:粘度:33-36mPa.s ;最高砂浓度:480_520kg/m3，耐温能力:100°C，适合垂深3300米左右的储层。
[0090]本实施例提供的压裂液不腐败，耐温耐盐性能较好，在水中起粘快，满足连续混配要求，具有很好的增粘效果，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，本发明制备的压裂液应用在油气层压裂中，压裂液的返排效果好，可实现无液氮伴注条件下快速返排，而且返排液回收工艺简单，利用率高，只需要做简单过滤处理即可重复使用，能缓解压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0091]实施例7
[0092]本实施例中，压裂液的原料构成和各成分的质量如下:
[0093]三甲基羟丙基氯化铵:5g ;
[0094]十八烷基硫酸盐:5g ;
[0095]增稠剂:lg;
[0096]水:989g；
[0097]具体制备过程如下:
[0098]在搅拌下，分别将5g三甲基羟丙基氯化铵和5g十八烷基硫酸盐溶于989g水中，搅拌3-5min，再缓慢加入Ig增稠剂，再搅拌10_15min，即可得到本发明的压裂液，其中增稠剂由丙烯酰胺、丙烯酸、壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯、N，N- 二甲基-十八烷基叔胺、溴代环氧丙烷按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成。
[0099]将实施例7中制备的压裂液作为降阻剂并进行检测，得到压裂液的各性能参数为:粘度:9-12mPa.s ;降阻率:65% -68%。
[0100]本实施例提供的压裂液不腐败，耐温耐盐性能较好，在水中起粘快，满足连续混配要求，具有很好的增粘效果，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，本发明制备的压裂液应用在油气层压裂中，压裂液的返排效果好，低摩阻，可实现无液氮伴注条件下快速返排，而且返排液回收工艺简单，利用率高，只需要做简单过滤处理即可重复使用，能缓解压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0101]实施例8
[0102]本实施例中，压裂液的原料构成和各成分的质量如下:
[0103]三甲基羟丙基溴化铵:5g ;
[0104]十八烷基硫酸盐:5g;
[0105]增稠剂:2g;
[0106]水:988g;
[0107]具体制备过程如下:
[0108]在搅拌下，分别将5g三甲基羟丙基溴化铵和5g十八烷基硫酸盐溶于988g水中，搅拌3-5min，再缓慢加入2g增稠剂，再搅拌10-15min，即可得到本发明的压裂液，其中增稠剂由丙烯酰胺、丙烯酸、辛基酚聚氧丙烯醚丁烯酸酯、N，N- 二甲基-十二烷基叔胺、4-氯代环氧丁烷按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成。
[0109]将实施例8中制备的压裂液作为携砂液并进行检测，得到压裂液的各性能参数为:粘度:24-27mPa.s ;最高砂浓度:360-40kg/m3，耐温能力:80°C，适合垂深2700米左右的储层。
[0110]本实施例提供的压裂液不腐败，耐温耐盐性能较好，在水中起粘快，满足连续混配要求，具有很好的增粘效果，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，本发明制备的压裂液应用在油气层压裂中，压裂液的返排效果好，可实现无液氮伴注条件下快速返排，而且返排液回收工艺简单，利用率高，只需要做简单过滤处理即可重复使用，能缓解压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0111]实施例9
[0112]本实施例中，压裂液的原料构成和各成分的质量如下:
[0113]三甲基羟丙基溴化铵:5g ;
[0114]十八烷基磺酸盐:5g;
[0115]增稠剂:3g;
[0116]水:987g;
[0117]具体制备过程如下:
[0118]在搅拌下，分别将5g三甲基羟丙基溴化铵和5g十八烷基磺酸盐溶于987g水中，搅拌3-5min，再缓慢加入3g增稠剂，再搅拌10-15min，即可得到本发明的压裂液，其中增稠剂由丙烯酰胺、丙烯酸钠、十二烷基酚聚氧丙烯醚丁烯酸酯、N，N- 二甲基-壬基叔胺、4-溴代环氧丁烷按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成。
[0119]将实施例9中制备的压裂液作为携砂液并进行检测，得到压裂液的各性能参数为:粘度:33-36mPa.s ;最高砂浓度:480_520kg/m3，耐温能力:90°C，适合垂深3000米左右的储层。
[0120]本实施例提供的压裂液不腐败，耐温耐盐性能较好，在水中起粘快，满足连续混配要求，具有很好的增粘效果，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，本发明制备的压裂液应用在油气层压裂中，压裂液的返排效果好，可实现无液氮伴注条件下快速返排，而且返排液回收工艺简单，利用率高，只需要做简单过滤处理即可重复使用，能缓解压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0121]实施例10
[0122]本实施例中，压裂液的原料构成和各成分的质量如下:
[0123]三甲基羟丙基氯化铵:2.5g ;
[0124]三甲基羟丙基溴化铵:2.5g ;
[0125]十八烷基磺酸盐:5g;
[0126]增稠剂:4g;
[0127]水:986g;
[0128]具体制备过程如下:
[0129]在搅拌下，分别将2.5g三甲基羟丙基氯化铵、2.5g三甲基羟丙基溴化铵和5.0g十八烷基磺酸盐溶于986g水中，搅拌3-5min，再缓慢加入4g增稠剂，再搅拌10_15min，即可得到本发明的压裂液，其中增稠剂由丙烯酰胺、丁烯酸、辛基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯、N，N-二甲基-十八烷基叔胺、溴代环氧丙烷按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成。
[0130]将实施例10中制备的压裂液作为携砂液并进行检测，得到压裂液的各性能参数为:粘度:39-45mPa.s ;最高砂浓度:600-640kg/m3，耐温能力:120°C，适合垂深4000米左右的储层。
[0131]本实施例提供的压裂液不腐败，耐温耐盐性能较好，在水中起粘快，满足连续混配要求，具有很好的增粘效果，解决了现有技术中以胍胶及其改性物为稠化剂的压裂液所引起的返排液处理难度大，成本高，重复利用可行性差的技术问题，本发明制备的压裂液应用在油气层压裂中，压裂液的返排效果好，可实现无液氮伴注条件下快速返排，而且返排液回收工艺简单，利用率高，只需要做简单过滤处理即可重复使用，能缓解压裂过程中对储层的污染同时能够很好满足“工厂化”压裂作业要求。
[0132]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种压裂液，其特征在于，所述压裂液的质量百分比组成为:增稠剂0.10% -0.45%、粘土稳定剂0.35% -0.55%、表面活性剂0.3% -0.5%和余量的水，其中，所述增稠剂由丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N-二甲基-烷基叔胺、卤代环醚反应生成，且所述丙烯酰胺、所述不饱和羧酸、所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、所述N，N-二甲基-烷基叔胺和所述卤代环醚的摩尔比为99:25:1:1:1。2.根据权利要求1所述的压裂液，其特征在于，所述不饱和羧酸为丙烯酸、丁烯酸或金属酸盐中的一种或多种； 所述N，N- 二甲基-烷基叔胺中烷基碳原子数为6-18 ; 所述卤代环醚中卤代基团为氟、氯或溴。3.根据权利要求1所述的压裂液，其特征在于，所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯中烷基碳原子数为7、8或12，且所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯中聚氧烯醚为聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚，所述烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯中不饱和酸酯为丙烯酸酯或丁烯酸酯。4.根据权利要求1所述的压裂液，其特征在于，所述粘土稳定剂为季铵盐粘土稳定剂。5.根据权利要求4所述的压裂液，其特征在于，所述季铵盐粘土稳定剂为三甲基羟丙基季氯化铵和/或三甲基羟丙基季溴化铵； 且当所述季铵盐粘土稳定剂由三甲基羟丙基季氯化铵和三甲基羟丙基季溴化铵组成时，所述三甲基羟丙基季氯化铵和所述三甲基羟丙基季溴化铵按照质量比为1:1混合。6.根据权利要求1-5任一所述的压裂液，其特征在于，所述表面活性剂剂为烷基硫酸盐或烷基磺酸盐。7.根据权利要求6所述的压裂液，其特征在于，所述烷基硫酸盐为十二烷基硫酸盐、十六烷基硫酸盐或十八烷基硫酸盐； 所述烷基磺酸盐为十二烷基磺酸盐、十六烷基磺酸盐、十八烷基磺酸盐。8.权利要求1-7任一所述的压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下过程: 将粘土稳定剂、表面活性剂加入水中，搅拌3-5min，得到均一稳定的溶液； 将增稠剂加入，搅拌10-15min后得到压裂液，其中， 所述增稠剂由丙烯酰胺、不饱和羧酸、烷基酚聚氧烯醚不饱和酸酯、N，N- 二甲基-烷基叔胺、卤代环醚按照摩尔比为99:25:1:1:1反应生成； 且所述增稠剂、粘土稳定剂和表面活性剂的质量份数分别为:0.10-0.45,0.35-0.55和0.3-0.5，余量份数为水。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述粘土稳定剂为季钱盐粘土稳定剂，所述表面活性剂剂为烷基硫酸盐或烷基磺酸盐。10.权利要求1-7任一项所述的压裂液在油气层压裂中的应用。
【文档编号】C09K8/68GK105985764SQ201510083584
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月16日
【发明人】李宁军, 赵振峰, 李宪文, 丁里, 来轩昂, 李小玲, 孟磊, 石华强, 吕小明, 祖凯, 沈磊, 何明舫, 刘晓瑞, 马占国
【申请人】中国石油天然气股份有限公司