专利名称：混合乳化剂及其在压裂液中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种乳化剂及其应用。
背景技术：
压裂液(fracturing fluid)是水力压裂改造油气层过程中的工作液，起着传递压 力、形成和延伸裂缝、携带支撑剂的作用。压裂液及其性能是影响压裂成败的重要因素，对 大型压裂来说这个因素更为突出。压裂液及其性能对能否造出一条足够尺寸的，有足够导 流能力的填砂裂缝是有密切关系的。在压裂施工的各项费用中，压裂液要占1/2或更多，使 用恰当性能的压裂液也是提高压裂经济效益的重要途径。压裂液是一个总称，按照在不同阶段注入井内的压裂液所起的作用，压裂液组成 分为以下3类(1)前置液即不含支撑剂的压裂液，用于形成和延伸地层裂缝，为支撑剂进入地 层建立必要的空间，同时可以降低地层温度以保持压裂液粘度(2)携砂液用于进一步延伸裂缝，将支撑剂带入压裂裂缝预定位置，充填裂缝而 形成高渗透支撑裂缝带。携砂液实质是一种混有支撑剂的压裂液，用量很大，视地层情况、 液体性能和改造规模而定；(3)顶替液用于将井筒内携砂液全部顶入地层裂缝，避免井底沉砂。对于占液量绝大部分的前置液及携砂液都应具备一定的造缝能力并使压裂后的 裂缝壁面及填砂裂缝有足够的导流能力，这样它们必须具备如下的性能要求(1)滤失少这是造长缝、宽缝的重要性能。压裂液的滤失性主要取决于它的粘度 与造壁性，粘度高则滤失少。在压裂液中添加降滤失剂能改善造壁性，大大减少滤失量。(2)悬砂能力强压裂液的悬砂能力主要取决于粘度，压裂液只要有足够高的粘 度，砂子即可完全悬浮，这对砂子在缝中的分布是非常有利的。(3)摩阻低压裂液在管道中的摩阻越小，则在设备功率一定的条件下利用来造 缝的有效功率越多。摩阻过高不仅降低了设备的利用效率，甚至由于井口压力过高而限制 了施工。(4)热稳定性和抗剪切稳定性保证液体不能由于温度升高或在机械剪切作用下 而使粘度大幅度降低。(5)配伍性压裂液进入地层后与地层中的岩石矿物接触，不应起不利于油气渗 滤的物理或化学反应，例如不要引起粘土膨胀或发生沉淀而堵塞地层。这种配伍性的要求 是非常重要的，往往有些低渗地层压裂后效果不佳，有部分原因就是由于配伍性不好造成 的。(6)破胶快速、彻底保证压裂液施工后能快速返排，提高施工效率。(7)残渣含量低降低压裂液残渣对地层的伤害。(8)货源广便于配制，成本适中，经济上切实可行。基于上述要求，如果仅仅使用现有的压裂液，是难以完全满足的，因此，必须要在现有的压裂液中添加性能稳定的乳化剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合乳化剂，将0P-10和SpanSO进行适当的混合，使 其稳定性得到显著的提升。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下一种混合乳化剂，其特征在于，包括0P-10和SpanSO，其质量比为5 15 85 95。所述0P-10和Span80的最优质量比为10 90。在此基础上，本发明还提供了上述混合乳化剂的一种应用，即其在压裂液中作为 乳化剂使用。在压裂液中，乳化剂主要用于降低两种液体之间的界面张力，由于压裂液一般都 是高温、高碱条件下使用，因此要求乳化剂不仅具有良好的乳化稳定性，还要求具有很高的 抗盐性和耐温性。为了达到压裂液的使用要求，本发明使用了由0P-10和SpanSO组成的 混合乳化剂，通过实验可以明显看出，混合乳化剂的乳化稳定性、抗盐性和耐温性比单一的 0P-10或Span80要好很多。本发明主要用于压裂液中，特别是交联水包油乳化压裂液中，其有益效果在于降 低残渣、增加粘接能力，降低浓缩胶对支撑裂缝的伤害，使压裂液彻底破胶。
图1为本发明-实施例中单一 0P-10的乳化稳定性示意图。图2为本发明-实施例中0P-10或SpanSO的混合液的乳化稳定性示意图。
具体实施例方式下面对本发明作进一步说明。一种混合乳化剂，包括0P-10和Span80，其质量比为5 15 85 95。所述0P-10和Span80的最优质量比为10 90。在此基础上，本发明还提供了上述混合乳化剂的一种应用，即其在压裂液中作为 乳化剂使用。下面通过实验将单一乳化剂的乳化稳定性与本发明的乳化稳定性进行对比。一.单一乳化剂的乳化稳定性设油水体积比10 90，温度60°C，不同乳化剂0P-10加量下形成的乳状液稳定
性，结果见图1。通过稀释法判断出所形成的乳状液均为0/W型。从图1可以看出，乳化剂形成的 乳状液表现为随着时间的增加，乳化层体积逐渐减小，随着乳化剂加量的增加，相同时间下 的乳化层体积逐渐增大，但当加量增加到0. 6%以后，相同时间下的乳化层体积相差不大， 这主要是由于乳化剂分子在乳液液滴界面上的吸附达到饱和后，界面能降到了最低值，此 时通过增加乳化剂用量来提高乳化效率已无多大意义。二.混合乳化剂的乳化稳定性
将0P-10与Span80(失水山梨醇单油酸脂，HLB值4. 3)按不同质量配比混合，得 到不同HLB值下的混合乳化剂。设混合乳化剂加量为0.6%，油水体积比10 90下的乳化 稳定性，实验温度60°C，结果见图2。从图2可以看出，0P-10与SpanSO混合后的乳化稳定性比单一乳化剂的乳化稳定 性高很多，在m(OP-lO) m(Span80) =7 3时形成的混合乳化剂乳化效率最高，2h内乳 状液基本不分层，此时混合乳化剂的HLB值在11.4左右。混合乳化剂分子间的相互作用， 使界面膜中分子的排列更紧密，形成的膜具有相当高的强度，不易破裂，因此所形成的乳状 液更稳定。
权利要求
1.混合乳化剂，其特征在于，包括0P-10和Span80，其质量比为5 15 85 95。
2.根据权利要求1所述的混合乳化剂，其特征在于，所述0P-10和SpanSO的质量比为 10 90。
3.权利要求1所述的混合乳化剂在压裂液中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种混合乳化剂，属于压裂液乳化技术，主要解决了现有技术中单一乳化剂性能差的问题。该混合乳化剂包括OP-10和Span80，其质量比为5～15∶85∶95。所述OP-10和Span80的最优质量比为10∶90。在此基础上，本发明还提供了上述混合乳化剂的一种应用，即其在压裂液中作为乳化剂使用。与现有技术相比，本发明具有更高的乳化稳定性、抗盐性和抗温性。
文档编号B01F17/42GK102091563SQ200910216748
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月14日 优先权日2009年12月14日
发明者黄友华 申请人:武侯区巅峰机电科技研发中心