CN101633839A - 200℃超高温压裂液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种200℃超高温压裂液。该压裂液包括下列各组分,下列各组分按质量百分比配比:羧甲基羟丙基胍胶0.60%、聚丙烯酰胺0.35%、有机硅聚醚0.18%、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.09%、十二烷基氯化铵0.24%、阳离子长链聚合物0.12%、有机金属交联剂0.33%、过硫酸盐0.00027%、高价含氧酸盐0.0001%及余量为水。该压裂液耐高温、抗剪切、破胶彻底。
Description
技术领域:
本发明涉及油田采油领域所用的一种压裂液,具体涉及一种应用于200℃超高温储层压裂中的压裂工作液。
背景技术:
随着深层勘探进程的不断深入,埋深在4000m左右发现天然气储层,已提交千亿立方米探明储量,在下一步向更深层致密气藏增产改造的过程中,超高温压裂液是更深储层压裂改造的核心技术之一。
压裂液是压裂施工的工作液,用于在施工中传递能量,使油层张开裂缝,并沿裂缝输送支撑剂,从而在油层中形成一条高导流能力通道,以利于油气由地层远处流向井底,达到增产目的。由于大庆深层压裂改造规模大、施工时间长,压裂液在储层高温环境下长时间经受过度的剪切,如不能保持良好的耐温度、抗剪切性能,将会过早降解从而失去稳定、持续的造缝和悬砂能力,导致施工失败,因此,超高温压裂液性能是决定施工成败的关键因素之一。
对水基压裂作业中普遍采用的改性胍胶高分子来说,在高温环境中,溶解于水中的氧分子将获得足够的能量,通过裂变形成活泼的氧自由基,而高分子中的醚键最脆弱,受到氧自由基的攻击后易导致氧化降解;并且由于受植物胶耐温极限的限制,超过177℃植物胶分子主链断裂,也将导致压裂液降解;此外,交联剂活性降低。因此,将导致压裂液抗剪切性能差,无法形成有效的动态裂缝和适合加砂的缝宽,压裂措施失去增产效果,因此,以往成熟的高温压裂液已不能满足200℃超高温储层压裂需要。
发明内容:
本发明是针对200℃超高温储层增产改造而提出的一项高性能压裂措施工作液技术,综合性能评价表明,该压裂液具有耐高温、抗剪切、低滤失、破胶彻底等优点。
本发明的技术方案是:该压裂液包括下列各组分,各组分按质量百分比配比:羧甲基羟丙基胍胶0.60%、聚丙烯酰胺0.35%、有机硅聚醚0.18%、破乳剂SP169 0.09%、十二烷基氯化铵0.24%、阳离子长链聚合物0.12%、有机锆交联剂0.33%、过硫酸钾0.00027%、亚硝酸钠0.0001%,余量为水。
上述的聚丙烯酰胺分子量1200万;有机硅聚醚由10%环氧乙烷、89%环氧丙烷、1%有机硅聚合而成,聚合度为48;阳离子长链聚合物为十六烷基氯化吡啶;有机锆交联剂:氧氯化锆和异丙醇混合后与多羟基羧酸钠按质量比为1∶1反应,得到的产物再与烷基醇胺和硼酸的混合物按质量比1∶1反应制成,其中氧氯化锆和异丙醇质量比为1∶4.5;烷基醇胺和硼酸质量比2.2∶1。
上述方案中羧甲基羟丙基胍胶、聚丙烯酰胺为稠化剂,用于提高水溶液的粘度,与交联剂形成冻胶,压裂施工时向地层携带支撑剂;有机硅聚醚是一种表面活性剂,用于降低压裂液破胶液的表面张力,促进其返排;破乳剂SP169吸附于油/水界面,形成的新界面膜的强度降低,利于破乳;十二烷基氯化铵用作粘土稳定剂,用于防止粘土水合膨胀或分散运移;十六烷基氯化吡啶用作杀菌剂,用来杀灭溶液中的细菌,保证压裂液配制后不腐败变质;有机锆用作高温交联剂,用来与稠化剂联结成网状体型结构;过硫酸钾用作破胶剂,用来使压裂液破胶,保证施工后压裂液返排彻底;亚硝酸钠用作破胶催化剂,用来促使压裂液破胶。
本发明具有如下有益效果:本发明与现有技术相比具有如下特点:(1)耐高温性能好:通过增加不可水解单体,降低因高温氧化造成分子断链的可能性,通过氢键相互作用形成互穿网络,提高了压裂工作液的粘度和携砂性能。(2)抗剪切性能好:压裂液是具有良好输送性能的高粘溶液,其流变性特点有利于地层的破裂和人工裂缝的延伸,以及悬浮和输送支撑剂,形成有足够流通能力的填砂裂缝。(3)破胶性能好:采用包裹破胶技术,结合数值模拟方法计算的不同施工阶段缝内压裂液温度分布,确定包裹破胶剂用量,保证压裂施工后压裂液破胶彻底,及时返排,减少对储层造成的伤害,以获得预期的增产效果。
附图说明:
图1是本发明压裂液流变性能曲线。
具体实施方式:
下面结合实施例对本发明作进一步说明:将羧甲基羟丙基胍胶0.60%、聚丙烯酰胺0.35%、有机硅聚醚0.18%、破乳剂SP1690.09%、十二烷基氯化铵0.24%、阳离子长链聚合物0.12%、有机锆交联剂0.33%、过硫酸钾0.00027%、亚硝酸钠0.0001%及余量的水混合制得本发明的压裂液,对该压裂液进行性能评价,性能评价所用方法参照标准ST/Y 5107-2005,结果如表1,压裂液流变性能见图1。
本发明压裂液性能评价结果 表1
表1和图1的评价结果为:200℃超高温压裂液在温度200℃、剪切150min,粘度达到88.1mPa.s,且破胶后粘度为3.6mPa.s,可见,超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶性能以及滤失性能,能够满足现场施工要求。
Claims (5)
1、一种200℃超高温压裂液。其特征在于:该压裂液包括下列各组分,各组分按质量百分比配比:羧甲基羟丙基胍胶0.60%、聚丙烯酰胺0.35%、有机硅聚醚0.18%、破乳剂SP169 0.09%、十二烷基氯化铵0.24%、阳离子长链聚合物0.12%、有机锆交联剂0.33%、过硫酸钾0.00027%、亚硝酸钠0.0001%,余量为水。
2、根据权利要求1所述的200℃超高温压裂液,其特征在于:聚丙烯酰胺分子量1200万。
3、根据权利要求1所述的200℃超高温压裂液,其特征在于:有机硅聚醚由10%环氧乙烷、89%环氧丙烷、1%有机硅聚合而成,聚合度为48。
4、根据权利要求1所述的200℃超高温压裂液,其特征在于:阳离子长链聚合物为十六烷基氯化吡啶。
5、根据权利要求1所述的200℃超高温压裂液,其特征在于:有机锆交联剂:氧氯化锆和异丙醇混合后与多羟基羧酸钠按质量比为1∶1反应,得到的产物再与烷基醇胺和硼酸的混合物按质量比1∶1反应制成,其中氧氯化锆和异丙醇质量比为1∶4.5;烷基醇胺和硼酸质量比2.2∶1。
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