CN101724389A - 一种交联酸加砂压裂酸液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交联酸加砂压裂酸液，按重量百分比由如下成份组成：0.7％稠化剂、1.5％交联剂、1.5％缓蚀剂、0.5％表面活性、0.15％稳定剂、20％盐酸和75.65％水；稠化剂按重量比由甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化铵6.61％、丙烯酰胺3.22％、丙烯酸1.25％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸9.52％、氢氧化钠6.15％和去离子水73.25组成；交联剂按重量比由氧氯化锆1％、甲醛80％和乙二醛19％组成；此交联酸加砂压裂酸液能在20％的盐酸中交联；耐温能力达到100℃；酸岩反应速度常数1.3744×10-6(mol/cm³)(1-m)×(cm/s)；破胶液粘度小于10mPa.s。

Description

一种交联酸加砂压裂酸液

技术领域

本发明涉及一种提高石油低渗高充填白云岩天然气藏单井产量的，可在高温强酸条件下交联，具有良好的流变性能以保证携砂、并在压裂后可及时破胶返排的交联酸加砂压裂酸液。

背景技术

针对高充填III类白云岩储层，为进一步提高单井产量，开展了依靠酸化溶蚀作用与加砂压裂双重效果的交联酸携砂压裂技术研究。该技术可延缓酸岩反应速度，增加酸蚀缝长，提高裂缝导流能力。

目前，常规加砂压裂液体系的性能虽然可以满足储层改造工艺要求，但多为碱性压裂液，CO₂压裂液体系也仅能在弱酸性下交联。

而以往应用的交联型稠化酸可在强酸条件下交联，但交联后的粘度较低，一般只在20mPa·s左右，并且采用多价金属离子或乙醛等作为交联剂，但由于这种最初研制的胶凝酸对剪切很敏感，高温稳定性差，残酸中破胶也较为困难，因此该酸液体系一直没有得到推广应用。近年来国外有关公司在此酸液的基础上发展了高效酸酸液体系(各家公司的名称不同)及相应的技术，并在现场进行了应用，但也仅用于普通酸化压裂施工，其性能不能满足加砂压裂施工工艺要求。

发明内容

本发明的目的是研制可在高温强酸条件下交联，具有良好的流变性能以保证携砂、并在压裂后可及时破胶返排的交联酸加砂压裂酸液。不但具有酸化压裂施工时较低的工作压力、并能与岩石反应在裂缝壁面形成形成凸凹不平的缝面，沟通形成的裂缝附近储层特点，还具有加砂压裂所具有的较高的液体粘度，较低的液体滤失并能够在施工的同时携带支撑剂，在人工裂缝内形成具有高导流能力的支撑裂缝的特点。

本交联酸加砂压裂酸液，按重量由如下成分组成：

稠化剂0.7％、交联剂1.5％、缓蚀剂1.5％、表面活性剂0.5％和稳定剂0.15％、20％盐酸和75.65％水，总重量100％；

1.稠化剂按重量由如下成分组成：

甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化铵        6.61％

丙烯酰胺                              3.22％

丙烯酸                                1.25％

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸             9.52％

6.15％氢氧化钠和73.25去离子水，总重量100％；

合成条件：

①配制20％的氢氧化钠溶液，并用该溶液在中和反应釜中中和丙烯酸单体。中和时需严格控制碱液滴加速度和釜内温度，避免爆沸和聚合。

②中和反应完毕后，将釜中的温度降至50℃以下，依次加入甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺单体、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、EDTA以及适量的去离子水，并搅拌均匀。

③在中和反应釜中通入氮气驱氧，持续30min。

④将混合反应液放入若干聚合槽中，加入定量的复合引发剂，密封反应4～6小时，得聚合物凝胶。

甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化铵——高温稳定性，pH稳定性，亲水性；

丙烯酰胺、丙烯酸——亲水性，高聚合活性，并提供在酸性条件下可交联的基团。

因此，该聚合物在酸性条件下，具有较好的耐温性并能提供较高的溶液粘度。

2、交联剂按重量比由氧氯化锆1％、甲醛80％和乙二醛19％组成：

合成方式：控制合成温度和合成时间；

合成条件：合成温度在在50～70℃，合成时间为4～6小时。

表面活性剂为：全氟聚氧乙烯烷基醇醚非离子表面活性剂

稳定剂为：柠檬酸；

缓蚀剂为：吡啶和吡啶衍生物。

通过室内性能评价，该交联酸体系具有强酸条件下交联稳定、耐温抗剪切和携砂性能优良、滤失小、易破胶等特点，可以保证加砂压裂的工艺要求。此外交联酸反应速度常数和反应级数明显低于普通酸和稠化酸，表明交联酸液同其它酸液体系相比，具有更好的缓速性能，因此，使用交联酸更利于降低酸岩反应速度、提高酸液有效作用距离。单井产量的一项重要技术，对填隙物含量高、喉道半径小的储层改造具有一定借鉴意义。

目前常规压裂液体系仅能在碱性和弱酸性条件下交联，而国内外所应用的交联酸液体系主要应用于酸化压裂，且其性能不足以应用于携砂压裂。

所研制的新型交联酸液体系不但可以在高温强酸条件下交联，还具有优良的携砂及破胶性能，满足了大规模加砂压裂工艺的要求，在碳酸盐岩储层加砂压裂现场施工中性能稳定，压后破胶返排彻底，应用效果显著，具体性能如下：

1、能在20％的盐酸中交联；

2、耐温能力达到100℃；

3、酸岩反应速度常数1.3744×10-6(mol/cm3)(1-m)×(cm/s)；

4、能彻底破胶，破胶液粘度小于10mPa.s。

具体实施方式

按重量百分比由如下成份组成：0.7％稠化剂、1.5％交联剂、1.5％缓蚀剂、0.5％表面活性、0.15％稳定剂、20％盐酸和75.65％水，总重量100％；

稠化剂按重量百分比由甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化铵6.61％、丙烯酰胺3.22％、丙烯酸1.25％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸9.52％、氢氧化钠6.15％和73.25去离子水，总重量100％；

制备方法：

①配制20％的氢氧化钠溶液，并用该溶液在中和反应釜中中和丙烯酸单体。中和时需严格控制碱液滴加速度和釜内温度，避免爆沸和聚合。

②中和反应完毕后，将釜中的温度降至50℃以下，依次加入甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺单体、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、EDTA以及适量的去离子水，并搅拌均匀。

③在中和反应釜中通入氮气驱氧，持续30min。

④将混合反应液放入若干聚合槽中，加入定量的复合引发剂，密封反应4～6小时，得聚合物凝胶。

交联剂按重量百分比由氧氯化锆1％、甲醛80％和乙二醛19％，总重量100％；

合成条件：合成温度在在50～70℃，合成时间为4～6小时。

表面活性剂为：全氟聚氧乙烯烷基醇醚非离子表面活性剂

铁离子稳定剂为：柠檬酸；

缓蚀剂：吡啶和吡啶衍生物。

交联酸液体系累计在长庆靖边气田现场试验11口井，最高加砂量突破25m³，平均加砂达18.1m³，砂比达19.6％，表现出良好的施工工艺性能。

G6-11B井于2006年9月20日施工，入地酸液体系105.8m³。加砂9.1m³，最高综合砂浓度为360kg/m³，砂比为18.6％。

G22-19A井于2006年10月18日施工，入地酸液体系202.9m³。加砂22.2m³，最高综合砂浓度为460kg/m³，砂比为20.0％。

Claims (1)

1.一种交联酸加砂压裂酸液，其特征在于：按重量百分比由如下成份组成：0.7％稠化剂、1.5％交联剂、1.5％缓蚀剂、0.5％表面活性、0.15％稳定剂、20％盐酸和75.65％水，总重量100％；

稠化剂按重量百分比由甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化铵6.61％、丙烯酰胺3.22％、丙烯酸1.25％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸9.52％、氢氧化钠6.15％和去离子水73.25，总重量100％；

交联剂按重量百分比由氧氯化锆1％、甲醛80％和乙二醛19％，总重量100％；

表面活性剂为：全氟聚氧乙烯烷基醇醚非离子表面活性剂

铁离子稳定剂为：柠檬酸；

缓蚀剂：吡啶和吡啶衍生物。