CN101220264A - 一种co2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法 - Google Patents

一种co2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101220264A
CN101220264A CN 200710018998 CN200710018998A CN101220264A CN 101220264 A CN101220264 A CN 101220264A CN 200710018998 CN200710018998 CN 200710018998 CN 200710018998 A CN200710018998 A CN 200710018998A CN 101220264 A CN101220264 A CN 101220264A
Authority
CN
China
Prior art keywords
crosslinking agent
acidic crosslinking
preparation
foam fracturing
inorganic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200710018998
Other languages
English (en)
Other versions
CN101220264B (zh
Inventor
吴金桥
宋振云
李志航
李勇
李养池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corp
CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Original Assignee
Changqing Petroleum Exploration Bureau
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changqing Petroleum Exploration Bureau filed Critical Changqing Petroleum Exploration Bureau
Priority to CN 200710018998 priority Critical patent/CN101220264B/zh
Publication of CN101220264A publication Critical patent/CN101220264A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101220264B publication Critical patent/CN101220264B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及一种油气田压裂液体系，特别是一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：酸性交联剂由以下重量百分比的原料组分配制而成：无机锆盐5.0～30.0％；有机助剂1.0～10.0％；无机助剂0.1～20.0％；水40.0～95.0％。本发明交联强度大；成本低廉、制备工艺简单，易于操作。

Description

一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种油气田压裂液体系，特别是一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法。
背景技术
CO2泡沫压裂液是一种优质低伤害的压裂液体系，具有粘度高、携砂能力强、滤失低、清洁压裂裂缝、对储层伤害小、易返排等特点，特别适用于低渗、低压、水敏性储层的压裂改造。由于CO2的存在，泡沫压裂液的pH值在3～4之间。因此，酸性交联是CO2泡沫压裂液的技术关键。常规水基压裂液在碱性或中性条件下交联，在酸性条件下破胶。针对酸性交联的问题，卢拥军等人在专利CN1524921A中采用氧氯化锆作为酸性交联泡沫压裂液的交联剂。氧氯化锆可以在酸性条件下交联瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶等植物胶，但交联强度较低，而且不耐剪切。另外，一种AC-8酸性交联剂在文献中多次报道并成功应用。使用AC-8交联的CO2泡沫压裂液，基本能满足现场压裂施工的要求，但也存在着交联强度不是很高、交联冻胶挑挂性不好以及使用的羟丙基瓜尔胶浓度过高等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，它粘度高、携砂能力强、滤失低、清洁压裂裂缝、对储层伤害小、易返排，交联强度高、交联冻胶挑挂性好。
本发明的目的是这样实现的，设计一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：酸性交联剂由以下重量百分比的原料组分配制而成：无机锆盐3.0～30.0％；有机助剂1.0～10.0％；无机助剂0.1～20.0％；水40.0～95.0％。
所述的无机锆盐是四氯化锆、硝酸锆、硫酸锆、氧氯化锆、硝酸氧锆。
所述的无机锆盐最佳方案是选用硫酸锆，最佳使用浓度为10.0～15.0％。
所述的有机助剂是多元醛、多元酮、羟基羧酸盐。
所述的多元醛是乙二醛、戊二醛；多元酮是乙酰丙酮；羟基羧酸盐是乳酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠。
所述的有机助剂最佳方案是选用乙酰丙酮，最佳使用浓度为5.0～8.0％。
所述的无机助剂是盐酸、硝酸、硫酸。
所述的无机助剂最佳方案选用盐酸，最佳使用浓度为2.0～5.0％。
所述的CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备步骤如下：
(1)将上述重量百分比的无机锆盐加入到上述重量百分比的清水中，搅拌至其大部分溶解；
(2)将上述重量百分比的有机助剂加入到步骤(1)的混合液中，并升温至30～80℃，搅拌反应1.0～4.0h；
(3)反应结束后，将上述重量百分比的无机助剂缓慢加入到步骤(1)的溶液中，搅拌均匀，冷却至室温即得酸性交联剂产品。
所述的升温至30～80℃，最佳反应温度为60～70℃；搅拌反应1.0～4.0h，最佳反应时间为1.5～2.5h。
本发明的特点是：本发明涉及一种酸性交联剂的制备方法，具体涉及到一种应用于CO2泡沫压裂液体系酸性交联剂的制备方法。该酸性交联剂由无机锆盐、有机助剂、无机助剂、水在一定温度下反应而成。无机锆盐提供酸性环境下交联非离子植物胶的金属离子基团，有机助剂能延缓金属离子基团与非离子植物胶的交联速度并提高交联冻胶的耐温抗剪切性能，无机助剂改善酸性交联剂的交联环境并提高交联冻胶的交联强度。本发明较好地解决了泡沫压裂液在酸性条件下交联性能不好、不耐剪切的问题，是一种适合CO2泡沫压裂用的酸性交联剂。
本发明与现有技术相比，具有以下技术特点：①能与瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶等植物胶在pH值3～5的范围内交联，交联强度大；②降低了瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶等植物胶的使用浓度，本发明交联羟丙基瓜尔胶的浓度为0.60～0.70％，现有技术在现场使用羟丙基瓜尔胶的浓度在0.70～0.75％；③本发明成本低廉、制备工艺简单，易于操作。
具体实施方式
实施方案1：本发明CO2泡沫压裂用酸性交联剂是具有以下组分的重量百分比的混合物：
无机锆盐硫酸锆15.0％；有机助剂乙酰丙酮7.0％；无机助剂盐酸3.0％；水75.0％。
实施例中无机锆盐、有机助剂、无机助剂属市售工业产品，无机锆盐自身使用浓度可选择在90％-100％、有机助剂自身使用浓度可选择在50％-100％、无机助剂自身使用浓度可选择在50％-100％。
实施例1为最佳方案。
实施方案2：本发明CO2泡沫压裂用酸性交联剂是具有以下组分的重量百分比的混合物：
无机锆盐四氯化锆5.0％；有机助剂乙二醛10.0％；无机助剂硝酸10.0％；水75.0％。
实施方案3：本发明CO2泡沫压裂用酸性交联剂是具有以下组分的重量百分比的混合物：
无机锆盐硝酸锆30.0％；有机助剂戊二醛1.0％；无机助剂盐酸20.0％；水49.0％。
实施方案4：本发明CO2泡沫压裂用酸性交联剂是具有以下组分的重量百分比的混合物：
无机锆盐氧氯化锆3.0％；有机助剂乳酸钠1.9％；无机助剂硫酸0.1％；水95.0％。
实施方案5：本发明CO2泡沫压裂用酸性交联剂是具有以下组分的重量百分比的混合物：
无机锆盐硝酸氧锆30.0％；有机助剂柠檬酸钠或葡萄糖酸钠20.0％；无机助剂盐酸10.0％；水40.0％。
以上无机锆盐是四氯化锆、硝酸锆、硫酸锆、氧氯化锆、硝酸氧锆，提供酸性环境下与非离子植物胶(如瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶等)交联的金属离子基团；无机锆盐最好使用硫酸锆，最佳使用浓度为10.0～15.0％。有机助剂是多元醛(如乙二醛、戊二醛等)、多元酮(如乙酰丙酮)、羟基羧酸盐(如乳酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠等)，能延缓酸性交联剂与非离子植物胶的交联速度，并提高交联冻胶的耐温抗剪切性能；有机助剂最好使用乙酰丙酮，最佳使用浓度为5.0～8.0％。无机助剂是盐酸、硝酸、硫酸，能改善酸性交联剂的交联环境，提高交联冻胶的交联强度；无机助剂最好使用盐酸，最佳使用浓度为2.0～5.0％。
本发明CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备步骤如下：
(1)将上述方案中定量的无机锆盐加入到清水中，搅拌至其大部分溶解；
(2)将上述方案中定量的有机助剂加入到上述混合液中，并升温至30～80℃，搅拌反应1.0～4.0h；
(3)反应结束后，将上述方案中定量的无机助剂缓慢加入到上述溶液中，搅拌均匀，冷却至室温即得酸性交联剂产品。
本发明中的无机锆盐是四氯化锆、硝酸锆、硫酸锆、氧氯化锆、硝酸氧锆，最好使用硫酸锆，最佳使用浓度为10.0～15.0％。
本发明中的有机助剂是多元醛、多元酮、羟基羧酸盐，最好使用乙酰丙酮，最佳使用浓度为5.0～8.0％。
本发明中的无机助剂是盐酸、硝酸、硫酸，最好使用盐酸，最佳使用浓度为2.0～5.0％。
本发明中的反应温度为30～80℃，最佳反应温度为60～70℃。
本发明中的反应时间为1.0～4.0h，最佳反应时间为1.5～2.5h。
实施例1：
取250mL烧杯，加入80.0g自来水，放置在磁力搅拌器上搅拌，加入10.0g硫酸锆，待硫酸锆大部分溶解后，加入8.0g乙酰丙酮，缓慢升温至60℃，搅拌反应2.0h，再加入2.0g工业盐酸，搅拌混匀，然后冷却至室温即得酸性交联剂产品。
取500mL水置于1000mL的混调器中，加入5.0gKCl，搅拌2min溶解，再边搅拌边缓慢加入3.25g羟丙基瓜尔胶，高速搅拌5分钟后，在30℃水浴中静置4.0小时，制成基液备用。取基液100mL，加入上述制备的酸性交联剂0.8mL，即可形成能挑挂的交联冻胶。用精密pH试纸，测得基液的pH值为7.5，交联冻胶的pH值为3.5。用PVS流变仪测得基液粘度为96mPa.s，交联冻胶的粘度为396mPa.s。
实施例2：
在2m3的搪瓷反应器中加入750kg自来水，边搅拌边加入120kg硫酸锆，并搅拌至硫酸锆大部分溶解；然后加入100kg乙酰丙酮，缓慢升温至60℃，搅拌反应2.0h；最后缓慢加入30kg工业盐酸，搅拌混匀，然后冷却至室温即得酸性交联剂产品。
取500mL水置于1000mL的混调器中，加入5.0gKCl，搅拌2min溶解，再边搅拌边缓慢加入3.5g羟丙基瓜尔胶，高速搅拌5分钟后，并依次加入起泡剂、助排剂、杀菌剂，然后在30℃水浴中静置4.0小时，制成基液备用。取基液100mL，加入上述制备的酸性交联剂1.0mL，即可形成能挑挂的交联冻胶。用精密pH试纸，测得基液的pH值为7.5，交联冻胶的pH值为3.5。用PVS流变仪测得基液粘度为105mPa.s，交联冻胶的粘度为478mPa.s，在70℃、170s-1下剪切70min后，冻胶粘度保持在70.6mPa.s。

Claims (10)

1.一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：酸性交联剂由以下重量百分比的原料组分配制而成：无机锆盐5.0～30.0％；有机助剂1.0～10.0％；无机助剂0.1～20.0％；水40.0～95.0％。
2.根据权利要求1所述的一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：所述的无机锆盐是四氯化锆、硝酸锆、硫酸锆、氧氯化锆、硝酸氧锆。
3.根据权利要求1所述的一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：所述的无机锆盐最佳方案是选用硫酸锆，最佳使用浓度为10.0～15.0％。
4.根据权利要求1所述的一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：所述的有机助剂是多元醛、多元酮、羟基羧酸盐。
5.根据权利要求4所述的一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：所述的多元醛是乙二醛、戊二醛；多元酮是乙酰丙酮；羟基羧酸盐是乳酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：所述的有机助剂最佳方案是选用乙酰丙酮，最佳使用浓度为5.0～8.0％。
7.根据权利要求1所述的一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：所述的无机助剂是盐酸、硝酸、硫酸。
8.根据权利要求1所述的一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：所述的无机助剂最佳方案选用盐酸，最佳使用浓度为2.0～5.0％。
9.根据权利要求1所述的一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：所述的酸性交联剂的制备步骤如下：
(1)将上述重量百分比的无机锆盐加入到上述重量百分比的清水中，搅拌至其大部分溶解；
(2)将上述重量百分比的有机助剂加入到步骤(1)的混合液中，并升温至30～80℃，搅拌反应1.0～4.0h；
(3)反应结束后，将上述重量百分比的无机助剂缓慢加入到步骤(1)的溶液中，搅拌均匀，冷却至室温即得酸性交联剂产品。
10.根据权利要求9所述的一种CO2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法，其特征是：所述的升温至30～80℃，其最佳反应温度为60～70℃；所述的搅拌反应1.0～4.0h，其最佳反应时间为1.5～2.5h。
CN 200710018998 2007-12-18 2007-12-18 一种co2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法 Active CN101220264B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200710018998 CN101220264B (zh) 2007-12-18 2007-12-18 一种co2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200710018998 CN101220264B (zh) 2007-12-18 2007-12-18 一种co2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101220264A true CN101220264A (zh) 2008-07-16
CN101220264B CN101220264B (zh) 2011-02-02

Family

ID=39630350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200710018998 Active CN101220264B (zh) 2007-12-18 2007-12-18 一种co2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101220264B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102040995A (zh) * 2010-11-11 2011-05-04 陕西科技大学 高温延缓型有机锆交联剂的制备方法
CN102352230A (zh) * 2011-08-03 2012-02-15 西安长庆化工集团有限公司 一种能与cj2-9稠化剂形成交联冻胶的交联剂及其制备方法
CN102757779A (zh) * 2012-07-10 2012-10-31 陕西科技大学 应用于羧甲基瓜尔胶的酸性交联剂的制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4460751A (en) * 1983-08-23 1984-07-17 Halliburton Company Crosslinking composition and method of preparation
CN1004138B (zh) * 1985-07-05 1989-05-10 华东石油学院 锆冻胶水基压裂液
CN1003048B (zh) * 1986-12-31 1989-01-11 胜利油田采油工艺研究院 锆冻胶堵水剂
CN1524921A (zh) * 2003-02-28 2004-09-01 中国石油天然气股份有限公司 起泡剂与酸性交联泡沫压裂液
US7732382B2 (en) * 2006-02-14 2010-06-08 E.I. Du Pont De Nemours And Company Cross-linking composition and method of use

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102040995A (zh) * 2010-11-11 2011-05-04 陕西科技大学 高温延缓型有机锆交联剂的制备方法
CN102040995B (zh) * 2010-11-11 2012-11-07 陕西科技大学 高温延缓型有机锆交联剂的制备方法
CN102352230A (zh) * 2011-08-03 2012-02-15 西安长庆化工集团有限公司 一种能与cj2-9稠化剂形成交联冻胶的交联剂及其制备方法
CN102352230B (zh) * 2011-08-03 2012-10-24 西安长庆化工集团有限公司 一种能与cj2-9稠化剂形成交联冻胶的交联剂及其制备方法
CN102757779A (zh) * 2012-07-10 2012-10-31 陕西科技大学 应用于羧甲基瓜尔胶的酸性交联剂的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101220264B (zh) 2011-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7728044B2 (en) Saponified fatty acids as breakers for viscoelastic surfactant-gelled fluids
AU2005252686B2 (en) Metal-mediated viscosity reduction of fluids gelled with viscoelastic surfactants
CA2771404C (en) Metal-mediated viscosity reduction of fluids gelled with viscoelastic surfactants
US6232274B1 (en) Viscoelastic surfactant based gelling composition for wellbore service fluids
CN100453703C (zh) 一种控制二氧化碳腐蚀的缓蚀剂及其制备方法
EP2111434B1 (en) Organic acid treating fluids with viscoelastic surfactants and internal breakers
NZ583208A (en) Treatment fluids comprising clarified xanthan and associated methods
TW200948761A (en) Methods for salt production
CN101220264B (zh) 一种co2泡沫压裂用酸性交联剂的制备方法
US20110214868A1 (en) Clean Viscosified Treatment Fluids and Associated Methods
CN104710973A (zh) 一种无残渣聚合物压裂液
CA2959126A1 (en) Crosslinked fluid treatment and methods for fracturing underground formations based on flowback, production water, seawater, fresh water, and mixtures of same
US8044106B2 (en) Saponified fatty acids as viscosity modifiers for viscoelastic surfactant-gelled fluids
CN110743552B (zh) 一种粘土负载零价金属稠油水热裂解催化剂及其制备方法
CN103613761B (zh) 具有降粘降凝和缓蚀作用聚酰肼的制备方法及其应用
CA2793339A1 (en) Metallic particle induced saponification of fatty acids as breakers for viscoelastic surfactant-gelled fluids
JP2005530853A (ja) 非腐食性両性界面活性剤および井戸処理方法
CN114213464B (zh) 一种硼锑复合交联剂及其制备方法、羧甲基羟丙基瓜尔胶压裂液体系
WO2010047705A1 (en) Saponified fatty acids as viscosity modifiers for viscoelastic surfactant-gelled fluids
CN115433362B (zh) 一种用于低浓度耐温抗剪切胍胶的交联剂的制备方法
CN115043822A (zh) 苯并三氮唑衍生物及其制备方法、苯并三氮唑类缓蚀剂及其应用
CN115537193A (zh) 一种高效清洁压裂液的制备方法及应用
UA46239U (ru) Способ извлечения алмазов из их смесей с углеродистой составляющей
CN109233786A (zh) 一种耐高温清洁压裂液及其制备方法
CN111195517A (zh) 一种酯加氢催化剂及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20090306

Address after: Shaanxi province Xi'an Weiyang Weiyang Road No. 151 in Changqing Garden District Changqing headquarters and the Ministry of science and technology project post encoding: 710021

Applicant after: Chuanqing Drilling Engineering Co., Ltd. of China National Petroleum Corporation

Address before: Shaanxi province Xi'an Weiyang Changqing prosperous garden district Exploration Bureau Department of science and technology post encoding: 710021

Applicant before: Changqing Petroleum Prospection Bureau

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: CHINA PETROLEUM GROUP CHUANQING DRILLING ENGINEERI

Free format text: FORMER OWNER: CHANGQING PETROLEUM EXPLORATION BUREAU

Effective date: 20090306

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201118

Address after: 100007 Dongcheng District, Dongzhimen, China, North Street, No. 9 Oil Mansion, No.

Patentee after: CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp.

Patentee after: CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co.,Ltd.

Address before: 710021 Shaanxi province Xi'an Weiyang Weiyang Road No. 151 in Changqing Garden District Changqing headquarters and the Ministry of science and Engineering

Patentee before: CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co.,Ltd.