一种适用于非常规储层的lpg无水压裂液制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于石油化工领域，具体设及一种可与LPG快速交联的交联剂及其制备和 应用。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着我国经济的快速发展，油气供需矛盾愈演愈烈，原油进口量逐年增 加。而常规油气资源面临着产能严重降低甚至枯竭的问题，运就使得页岩气，煤层气，致密 油气等非常规油气资源越来越受到全世界各国的重视。我国非常规油气资源十分丰富，总 储量约为常规油气资源的两倍，具有很大的开发开采前景。非常规油气储层开发的核屯、技 术是压裂改造，而压裂液体系是压裂改造成功实施的关键。由于非常规储集层物性差，渗透 率和孔隙度较低，常规压裂液容易造成水相圈闭伤害，不利于压裂增产，而且还附带有严重 的环境污染问题。为解决上述问题，国内外出现了新型的WLPG为代表的无水压裂技术， LPG无水压裂技术不仅可W解决缺水难题，还能减少油气层开发对环境造成的污染。
[0003] 液化石油气（LPG)作为压裂液，其主要成分就是丙烷（CsHs)还有少量乙烧、丙締、 下烧和化学添加剂，对地层无任何伤害。LPG压裂在地下的表现与水力压裂有所不同，在压 裂过程中携砂特性具有液态介质的特征。在返排期间LPG因压力和溫度变化而气化，又体 现出气体特征，再与天然气一起被重新返排至地面，分离后可重复利用，回收周期只需几天 时间，甚至无须分离直接进入生产管线且无需加入破胶剂，通过压裂作业后改变井底压力 即可使丙烷气化返排。运种压裂手段相比传统水力压裂技术来说基本不需要水，也无须投 入资金处理废水，极大地缓解了环境和水资源压力，杜绝了产层损害，是压裂技术发展的新 方向。常规水力压裂只有20%-50%的裂缝长度为有效裂缝，而LPG压裂产生的裂缝长度 全部为有效裂缝可将最终采收率提高20% -30%。LPG的黏度较高，能够使支撑剂完全悬 浮，避免了常规水力压裂液由于黏度较低而出现的支撑剂沉积现象，可W完全打开产层，获 得更好的压裂效果。
[0004] 现有技术中有一种W下烧为基液制备压裂液的方法，并采用侣酸钢、偏侣酸钢作 为交联剂。但该压裂液在65°C时其粘度只有50mPa，s，无法满足中高溫油田和超深井的增 产作业且该压裂液还要加入破胶剂，制备工艺复杂、成胶速度慢、耐溫耐剪切性能较差。 阳〇化]目前水力压裂仍然是油田增产稳产的主要方法，但其携沙效果差、耗水量大，不适 用于在缺水地区推广使用，尤其是在我国西北地区。并且压裂液返排周期长大数月或者上 年，水力压裂大约有40% -60%的压裂液无法返排出去将残留于地层从而给储层造成伤 害。此外压裂液返排后也会污染环境，返排液难W处理，不符合环保与可持续发展的理念。 而且其中部分水基聚合物还会堵塞压裂裂缝，降低压裂效果。
【发明内容】
[0006] 本发明针对上述存在的问题作出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种适 用于非常规储层的LPG无水压裂液及其制备方法与应用。 阳007] 本发明采用如下技术方案：
[0008] 本发明提供了一种全新的适用于非常规储层的LPG无水压裂液，W质量份计，所 述LPG无水压裂液的原料组成包括：憐酸醋胶凝剂1-2份，交联剂0. 5-1. 5份，丙烷100份。
[0009] 本发明还提供了一种制备LPG无水压裂液方法，包括W下步骤：
[0010] (1)制备全新的LPG无水压裂液单醇胶凝剂； W11] 似制备可与PLG快速交联的新型交联剂；
[0012] (3)在反应蓋中-50°C将LPG液化并按照一定配比加入步骤（1)和步骤（2)中的 胶凝剂和交联剂进行交联即可制得LPG无水压裂液。
[0013] 所述新型交联剂由W下物质按照重量份组成：
[0014] 复合主剂 17-39份； 活性添加荆 3-6份； 助交联剂 6-11份； 去离子水 38-54份。
[0015] 所述复合主剂为硫酸铁、巧樣酸铁按2:1-10:1比例混合，其中最优为4:1。
[0016] 所述助交联剂为N，N-二甲基化晚、苯并S氮挫的一种或者它们的混合物，所述的 N，N-二甲基化晚结构为：
[0017]
阳018] 其中R1，R2,R3为1-12个碳原子的直链或者支链控基，也可W为氧控基、化晚；所 述苯并=氮挫结构为：
[0019]
[0020] 其中R1，R2为1-7个碳原子的直链或者支链控基，也可W为氧控基、哇嘟。
[0021] 所述活性添加剂为阳G400、PEG2000、异丙醇胺、四正下基舰化锭、十八烷基S甲基 氯化锭的一种或者它们的混合物。
[0022] 制备所述新型交联剂包括如下步骤：
[0023] (1)在反应容器中加入一定配比的去离子水并升溫至60°C左右；
[0024] 似再加入活性添加剂、复合主剂揽拌均匀反应；
[00巧](3)降溫至30°C下最后加入助交联剂揽拌反应20分钟即可。
[0026] 所述的憐酸醋胶凝剂的制备方法如下：
[0027] (1)憐酸S乙醋和憐酸在80°C-95°C条件下W正庚烧、二甲苯、甲苯或者它们的混 合物作为溶剂反应2-4个小时生成聚憐酸醋中间体；
[0028] (2)步骤（I)中的聚憐酸醋中间体与C2-C18的一元醇、二元醇、多元醇或者它们的 混合物在120°C-135°C条件下反应4-6个小时生成憐酸醋胶凝剂。
[0029] 本发明的有益效果：本发明通过在-50°C条件下将丙烷液化，加入憐酸醋胶凝剂 和新型交联剂交联制得LPG无水压裂液。并在MarsIII型高溫高压旋转流变仪中，进行耐 溫耐剪切性测试，在转速为170s1，溫度120°C的条件下连续剪切120min其粘度仍能达到 125mPa-S，完全可W满足绝大部分油田压裂增产的目的；其次，本发明的丙烷可W多次回 收再利用，将会大大降低压裂成本，也充分体现节约环保的理念；而且本发明制得的LPG无 水压裂液无伤害，表面张力低、密度低、黏度低，压裂后返排率高；悬砂、携砂性能优异且与 储层流体混溶，压后产生的有效裂缝长度更长，进而达到增产的目的。
【附图说明】
[0030] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0031] 图1为在80°C，170s1的条件下对实施例一中的压裂液凝胶体系进行耐溫耐剪切 性能测试图；
[0032] 图2为在100°C，170s1的条件下对实施例二中的压裂液凝胶体系进行耐溫耐剪切 性能测试图；
[0033] 图3为在120°C，170s1的条件下对实施例S中的压裂液凝胶体系进行耐溫耐剪切 性能测试图；
[0034] 图4为在150°C，170s1的条件下对实施例四中的压裂液凝胶体系进行耐溫耐剪切 性能测试图；
[0035] 附图中n为粘度；T为溫度；t为时间。
【具体实施方式】
[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。 阳〇37] 实施例1 :
[0038] 本实施例的LPG无水压裂液由W下质量百分比的原料制成：4.0%的胶凝剂、 2.0%的交联剂和烷基控类。其中烷基控类为80%-95%的丙烷和少量的下烧。所述胶凝 剂为烷基憐酸醋胶凝剂，其中的混合醇包括正戊醇、正己醇和正癸醇。混合醇中正戊醇质量 百分数为21 %，正己醇的质量百分数为54%，正癸醇的质量百分数为25%。所述交联剂中 的复合主剂为硫酸铁和巧樣酸铁，质量百分比为3:1。活性添加剂为PEG400,助交联剂为 N，N-二甲基化晚，其中Ri为正下基，Rz为乙基，Rs为氧控基。所述烷基憐酸醋胶凝剂的制 备方法如下：
[0039] (1)憐酸=乙醋和憐酸在80°C-95°C条件下W正庚烧作为溶剂反应3个小时生成 聚憐酸醋中间体。其中憐酸S乙醋与憐酸的摩尔比为1. 2:1。 W40] 0)步骤（1)中的聚憐酸醋中间体与本实施例所述的混合醇在120°C-135°C条件 下反应6个小时生成烷基憐酸醋胶凝剂。其中混合醇与憐酸的摩尔比为2. 8:1。
[0041] 本实施例的LPG无水压裂液制备方法为：按一定配比量取烷基憐酸醋胶凝剂和交 联剂，在-50°C条件下将丙烷液化并加入交联剂和胶凝剂揽拌5分钟左右即可。 阳0创实施例2 :
[0043] 本实施例的LPG无水压裂液由W下质量百分比的原料制成：3.0%的胶凝剂、 1.5%的交联剂和烷基控类。其中烷基控类为80%-95%的丙烷和少量的下烧。所述胶凝 剂为烷基憐酸醋胶凝剂，其中的混合醇包括正丙醇、正己醇和十六醇。混合醇中正丙醇质量 百分数为14%，正己醇的质量百分数为74%，十六醇的质量百分数为12%。所述交联剂中 的复合主剂为硫酸铁和巧樣酸铁，质量百分比为5:1。活性添加剂为四正下基舰化锭，助交 联剂为苯并S氮挫，其中Ri为正下基，Rz为丙基，Rs为化晚。所述烷基憐酸醋胶凝剂的制备 方法如下：
[0044] (1)憐酸=乙醋和憐酸在80°C-95°C条件下W正庚烧作为溶剂反应4个小时生成 聚憐酸醋中间体。其中憐酸S乙醋与憐酸的摩尔比为1. 3:1。 W45] 似步骤（1)中的聚憐酸醋中间体与本实施例所述的混合醇在120°C-135°C条件 下反应5个小时生成烷基憐酸醋胶凝剂。其中混合醇与憐酸的摩尔比为3. 0:1。
[0046] 本实施例的LPG无水压裂液制备方法为：按一定配比量取烷基憐酸醋胶凝剂和交 联剂，在-50°C条件下将丙烷液化并加入交联剂