本发明涉及压裂液低温破胶技术领域,特别涉及一种低温破胶体系及其制备方法。
背景技术:
在压裂过程中,压裂液破胶返排是决定压裂成功与否的一个关键环节,国内外在压裂液破胶剂已做了大量研究,但是,低温下(25-50℃)破胶技术仍然存在着破胶返排不彻底、对地层伤害较大等问题,因此压裂液低温破胶一直是该领域的技术难题。
目前,过硫酸铵、过硫酸钾等常规破胶剂在高于50℃时破胶效果良好,但是在温度低于50℃时,破胶性能降低,存在破胶不彻底等缺点;生物酶虽然在低温下破胶性能好,但是保持80%以上活性应在3.0~7.5的ph范围内使用,而压裂液体系ph一般在8.0以上,二者之间存在严重的矛盾,而且生物酶破胶剂成本高,难以推广应用,因此单独的过硫酸铵和生物酶在低温下破胶效果均不理想。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种解决现有技术中低温下破胶性能差、成本高等问题的低温破胶体系。
本发明的另一目的是提供一种制备上述低温破胶体系的制备方法。
为此,本发明技术方案如下:
一种低温破胶体系,包括以质量分数计的0.3~0.5%的过硫酸铵、0.05~0.1%的硫酸亚铁、0.15~0.25%的乙二胺和余量的水,各组分的质量总和按100%计。
其中,硫酸亚铁和乙二胺为该破胶体系的激活剂,其作用是在低温下加速过硫酸铵分解,释放出游离氧,使压裂液冻胶破胶。
优选,所述低温破胶体系包括以质量分数计的0.5%的过硫酸铵、0.06%的硫酸亚铁、0.25%的乙二胺和99.19%的水。
该低温破胶体系的制备方法,步骤如下:将0.3~0.5%的过硫酸铵、0.15~0.25%的乙二胺和0.05~0.1%的硫酸亚铁依次加入到水中并搅拌均匀,即得低温破胶体系。
与现有技术相比,该低温破胶体系具有用量小、破胶时间可控的特点,且制备方法简单、成本低,满足在现场使用时现用现配,具有很好的推广应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明,但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
实施例1
一种低温破胶体系,其制备方法如下:将0.3重量份的过硫酸铵、0.15重量份的乙二胺、0.05重量份的硫酸亚铁依次加入到99.5重量份的水中,并搅拌均匀。
实施例2
一种低温破胶体系,其制备方法如下:将0.4重量份的过硫酸铵、0.21重量份的乙二胺、0.08重量份的硫酸亚铁依次加入到99.31重量份的水中,并搅拌均匀。
实施例3
一种低温破胶体系,其制备方法如下:将0.5重量份的过硫酸铵、0.2重量份的乙二胺、0.1重量份的硫酸亚铁依次加入到99.2重量份的水中,并搅拌均匀。
实施例4
一种低温破胶体系,其制备方法如下:将0.5重量份的过硫酸铵、0.25重量份的乙二胺、0.06重量份的硫酸亚铁依次加入到99.19重量份的水中,并搅拌均匀。
实施例5
一种低温破胶体系,其制备方法如下:将0.35重量份的过硫酸铵、0.15重量份的乙二胺、0.06重量份的硫酸亚铁依次加入到99.44重量份的水中,并搅拌均匀。
性能测试:
按照sy/t6380-2008压裂用破胶剂性能试验方法,对实施例1~5制备的低温破胶体系进行低温下破胶能力评价实验。其中,低温破胶剂在压裂液中的加入量为0.05wt.%,压裂液配方为:0.3wt.%羟丙基胍胶、0.3wt.%防膨剂、0.5wt.%助排剂、0.1wt.%碳酸钠和适量的有机硼交联剂,有机硼交联剂的加入量满足交联比为100:0.3。测试结果如表1所示。
表1:
从表1中可以看出,实施例1~5制备的低温破胶体系适用于20~50℃的温度范围内,破胶时间和粘度均满足低温施工要求。
进一步,以实施例4为例,测试在40℃温度条件下的压裂液中,不同加量的低温破胶体系显示出的不同的破胶效果。其中,压裂液配方为:0.3wt.%羟丙基胍胶、0.3wt.%防膨剂、0.5wt.%助排剂、0.1wt.%碳酸钠和适量的有机硼交联剂,有机硼交联剂的加入量满足交联比为100:0.3。测试结果如表2所示。
表2:
从表2中可以看出,该低温破胶体系用量小,其在压裂液中的加量为0.03%即可实现破胶的效果,破胶后粘度<5mpa.s,满足施工要求,且破胶时间可以通过其在压裂液中的加量进行调节,在压裂液中的加量为0.03%时,相应破胶时间为235min,在压裂液中的加量为0.06%时,相应破胶时间可缩短为207min。