CN102391851A - 酸性羧甲基胍胶压裂液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田压裂技术领域，是一种酸性羧甲基胍胶压裂液及其制备方法；该酸性羧甲基胍胶压裂液，其按原料组成为：羧甲基胍胶粉、助排剂、防膨剂、杀菌剂、破乳剂、酸性交联剂、交联时间延迟剂、破胶剂和水。该制备方法按下述步骤进行：第一步制备基液、第二步制备交联液、第三步制备酸性羧甲基胍胶压裂液。本发明的有益效果是：交联环境为酸性，工艺简单，现场便于操作，具有良好的综合性能：具有良好的配伍性能、延迟交联特性、良好的降滤失性能、良好的防膨效果、低残渣、破胶彻底优点，能满足 30 ℃至 100 ℃储层压裂施工。

Description

酸性羧甲基胍胶压裂液及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田压裂技术领域，是一种酸性羧甲基胍胶压裂液及其制备方法，特别是适应于水敏较强及具有返胶倾向的原油储层进行压裂改造。

背景技术

水力压裂是低渗、特低渗储层油气井增产、水井增注、提高油气井产能和采收率的重要的增产措施之一。该技术是利用地面高压泵注，将液体压裂液是水力压裂改造油气层过程中的工作液，起着传递压力、形成地层裂缝、携带支撑剂进入裂缝的作用。

水基压裂液以其适应范围广、成本低、易操作等优势成为我油田乃至全国各油田的首选压裂液。水基压裂液目前应用最广泛的压裂液体系，水基压裂液体系大多采用植物胶或者人工合成高分子聚合物为增稠剂，其中羟丙基胍胶在国内外已具有一定的研究、改性、应用和供应规模，是目前国际上应用最广泛的增稠剂。水基压裂液体系大都属于碱性条件下交联的压裂液，即压裂液的增粘和交联都是在碱性条件下进行，而地层中粘土遇水膨胀和非膨胀粘土颗粒遇水后的分散和运移，这两者都是在碱性条件下发生的。要改变水敏粘土矿物对地层的损害，只有从根本上做文章：即损害发生的条件不存在。因此开展酸性压裂液研究可以最大限度的抑制粘土矿物的膨胀和粘土矿物的分散运移，从而减少水基压裂液对地层的伤害。

另外，地层中大量2价离子的存在也是压裂液对地层伤害的一个潜在因素。2价离子在碱性条件下易形成絮状沉淀，从而使地层渗透滤降低。酸性环境可有效地抑制因粘土表面的负电性而引起膨胀运移 ,其中的H ⁺ 可将粘土分子中的金属离子置换 ,加强各层间的分子作用力 ,起到粘土稳定的作用，抑制水敏的发生和钙、镁、铁等二价离子发生沉淀，减少压裂液对地层伤害，提高压裂效果。

发明内容

本发明提供了一种酸性羧甲基胍胶压裂液及其制备方法，克服了上述现有技术存在的问题，其具有配制工艺简单、现场便于操作、良好的配伍性能、延迟交联特性、良好的降滤失性能、良好的防膨效果、低残渣、破胶彻底优点，能满足30℃至100℃储层压裂施工。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种酸性羧甲基胍胶压裂液，其按下述原料质量百分比组成为：羧甲基胍胶粉0.3%至0.8%，助排剂0.2%至1%，防膨剂0.5%至3%，杀菌剂0.01%至0.1%，破乳剂0.15%至1%，酸性交联剂0.5%至1.2%，交联时间延迟剂0.2%至1.2 %，破胶剂0.04%至5%，余量的水。

对上述本发明的技术方案之一可进一步进行如下的选择或/和优化：

上述酸性交联剂为HTC酸性交联剂，用量为0.5%至0.7%。

上述破胶剂为过硫酸钠或过硫酸钾，用量为0.1%至4%。

上述助排剂为氟碳链表面活性剂，最佳用量为0.3%至0.5%。

上述防膨剂为氯化钾，最佳用量为0.5%至2%。

上述交联时间延迟剂为柠檬酸或/和乳酸或/和水杨酸，最佳用量为0.2%至1%。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种根据上述的酸性羧甲基胍胶压裂液的制备方法,其按下述步骤进行：

第一步制备基液：将总水重量的一半与所需要量的羧甲基胍胶混合均匀后，依次加入所需要量的助排剂、杀菌剂、防膨剂、破乳剂搅拌均匀后得到基液备用；

第二步制备交联液：将总水重量的另一半与酸性交联剂、破胶剂、交联时间延迟剂搅拌均匀，制成交联液备用；

第三步制备酸性羧甲基胍胶压裂液：在上述基液中加入上述交联液，即可形成交联冻胶，交联时间为42s至60s，得到酸性羧甲基胍胶压裂液。

本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种酸性羧甲基胍胶压裂液的制备方法,其按下述步骤进行：

第一步制备基液：取1000ml水置于1000ml容积的吴茵混调器中，加入4.0g至6.0g羧甲基胍胶，搅拌2min溶解增粘，依次加入助排剂2ml，加入甲醛0.5ml，加入氯化钾10g，破乳剂5ml搅拌均匀，放置于1000ml烧杯中静置4小时，制成基液备用；

第二步制备交联液：取100ml水置于200ml容积的烧杯中，加入HTC交联剂6ml至10ml，加入过硫酸钠0.35g 至0.5g，加入乳酸0.6ml或（柠檬酸0.1g，水杨酸0.2ml），搅拌均匀，制成交联液备用；

第三步制备酸性羧甲基胍胶压裂液：取基液100ml置于200ml容积烧杯中，加入10ml交联液，用玻璃棒搅拌，即可形成交联冻胶，交联时间为42s至60s，得到酸性羧甲基胍胶压裂液。

本发明的有益效果是：

1、本发明的压裂液同现有技术配制的压裂液的不同在于，交联环境为酸性，PH值在1.0-3.0。

2、本发明液体配制工艺简单，现场便于操作。

3、本发明提出的酸性羧甲基胍胶压裂液具有良好的综合性能：

①、具有良好的配伍性能，与其他添加剂和地层流体有很好的配伍性；

②、具有延迟交联特性，交联时间30s-180s；

③、具有良好的降滤失性能，滤失系数为；1.2-5.8×10 ^-4 min ^1/2 ；

④、具有良好的防膨效果，在未加任何防膨剂的情况下，防膨率（针对粘土）可达70%；

⑤、低残渣，残渣远小于如羟丙基胍胶、香豆胶等植物胶，残渣量为﹤2%；

⑥、破胶彻底，满足返排要求，破胶液粘度小于2 mPa·s；

⑦、该压裂液体系满足30℃至100℃储层压裂施工。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可依据本发明的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1，该酸性羧甲基胍胶压裂液按下述原料质量百分比组成为：羧甲基胍胶粉0.3%至0.8%，助排剂0.2%至1%，防膨剂0.5%至3%，杀菌剂0.01%至0.1%，破乳剂0.15%至1%，酸性交联剂0.5%至1.2%，交联时间延迟剂0.2%至1.2 %，破胶剂0.04%至5%，余量的水。

实施例2，与实施例1的不同之处在于：实施例2的酸性交联剂为HTC酸性交联剂，最佳用量为0.5%至0.7%。

实施例3，与实施例1至2的不同之处在于：实施例3的破胶剂为过硫酸钠或过硫酸钾，最佳用量为0.1%至4%。

实施例4，与实施例1至3的不同之处在于：实施例4的助排剂为氟碳链表面活性剂，最佳用量为0.3%至0.5%。

实施例5，与实施例1至4的不同之处在于：实施例5的助排剂为氟碳链表面活性剂，最佳用量为0.3%至0.5%。

实施例6，与实施例1至5的不同之处在于：实施例6的防膨剂为氯化钾，最佳用量为0.5%至2%。

实施例7，与实施例1至6的不同之处在于：实施例7的防膨剂为氯化钾，最佳用量为0.5%至2%。

实施例8，与实施例1至7的不同之处在于：实施例4的交联时间延迟剂为柠檬酸或/和乳酸或/和水杨酸，最佳用量为0.2%至1%。

实施例9，实施例1至8的酸性羧甲基胍胶压裂液是按下述步骤得到的：

第一步制备基液：将总水重量的一半与所需要量的羧甲基胍胶混合均匀后，依次加入所需要量的助排剂、杀菌剂、防膨剂、破乳剂搅拌均匀后得到基液备用；

第二步制备交联液：将总水重量的另一半与酸性交联剂、破胶剂、交联时间延迟剂搅拌均匀，制成交联液备用；

第三步制备酸性羧甲基胍胶压裂液：在上述基液中加入上述交联液，即可形成交联冻胶，交联时间为42s至60s，得到酸性羧甲基胍胶压裂液。

实施例10：取1000ml水置于1000ml容积的吴茵混调器中，加入4.0g羧甲基胍胶，搅拌2min溶解增粘，依次加入助排剂2ml，加入甲醛0.5ml，加入氯化钾10g，破乳剂5ml搅拌均匀，放置于1000ml烧杯中静置4小时，制成基液备用。取100ml水置于200ml容积的烧杯中，加入HTC交联剂6ml，加入过硫酸钠0.5g，加入乳酸0.6ml，搅拌均匀，制成交联液备用。取基液100ml置于200ml容积烧杯中，加入10ml交联液，用玻璃棒搅拌，即可形成交联冻胶，交联时间为60s。用PH测定仪测试，测得基液PH值为7.0，交联液PH值为1.8，交联冻胶压裂液PH值为2.3。在室温25℃下，使用RV-20型旋转粘度仪在170S ^-1 剪切速率下，测得基液粘度71mPa·s，酸性交联冻胶粘度为574 mPa·s。耐温能力可以达到60℃。

实施例11：取1000ml水置于1000ml容积的吴茵混调器中，加入6.0g羧甲基胍胶，搅拌2min溶解增粘，依次加入助排剂2ml，加入甲醛0.5ml，加入氯化钾10g，破乳剂5ml搅拌均匀，放置于1000ml烧杯中静置4小时，制成基液备用。取100ml水置于200ml容积的烧杯中，加入HTC交联剂10ml，加入过硫酸钠0.35g，加入柠檬酸0.1g，加入水杨酸0.2ml，搅拌均匀，制成交联液备用。取基液100ml置于200ml容积烧杯中，加入10ml交联液，用玻璃棒搅拌，即可形成交联冻胶，交联时间为42s。用PH测定仪测试，测得基液PH值为7.0，交联液PH值为1.2，交联冻胶压裂液PH值为2.1。在室温25℃下，使用RV-20型旋转粘度仪在170S ^-1 剪切速率下，测得基液粘度83mPa·s，酸性交联冻胶粘度为638 mPa·s。耐温能力可以达到80℃。

Claims (10)

1.一种酸性羧甲基胍胶压裂液，其特征在于按下述原料质量百分比组成为：羧甲基胍胶粉0.3%至0.8%，助排剂0.2%至1%，防膨剂0.5%至3%，杀菌剂0.01%至0.1%，破乳剂0.15%至1%，酸性交联剂0.5%至1.2%，交联时间延迟剂0.2%至1.2 %，破胶剂0.04%至5%，余量的水。

2.根据权利要求1所述的酸性羧甲基胍胶压裂液,其特征在于酸性交联剂为HTC酸性交联剂，用量为0.5%至0.7%。

3.根据权利要求1或2所述的酸性羧甲基胍胶压裂液,其特征在于破胶剂为过硫酸钠或过硫酸钾，用量为0.1%至4%。

4.根据权利要求1或2所述的酸性羧甲基胍胶压裂液,其特征在于助排剂为氟碳链表面活性剂，用量为0.3%至0.5%。

5.根据权利要求3所述的酸性羧甲基胍胶压裂液,其特征在于助排剂为氟碳链表面活性剂，用量为0.3%至0.5%。

6.根据权利要求1或2所述的酸性羧甲基胍胶压裂液,其特征在于防膨剂为氯化钾，用量为0.5%至2%。

7.根据权利要求5所述的酸性羧甲基胍胶压裂液,其特征在于防膨剂为氯化钾，用量为0.5%至2%。

8.根据权利要求7所述的酸性羧甲基胍胶压裂液,其特征在于交联时间延迟剂为柠檬酸或/和乳酸或/和水杨酸，用量为0.2%至1%。

9.一种根据权利要求1至8所述任意一个权利要求的酸性羧甲基胍胶压裂液的制备方法,其特征在于按下述步骤进行：

第一步制备基液：将总水重量的一半与所需要量的羧甲基胍胶混合均匀后，依次加入所需要量的助排剂、杀菌剂、防膨剂、破乳剂搅拌均匀后得到基液备用；

第二步制备交联液：将总水重量的另一半与酸性交联剂、破胶剂、交联时间延迟剂搅拌均匀，制成交联液备用；

第三步制备酸性羧甲基胍胶压裂液：在上述基液中加入上述交联液，即可形成交联冻胶，交联时间为42s至60s，得到酸性羧甲基胍胶压裂液。

10.一种酸性羧甲基胍胶压裂液的制备方法,其特征在于按下述步骤进行：

第一步制备基液：取1000ml水置于1000ml容积的吴茵混调器中，加入4.0g至6.0g羧甲基胍胶，搅拌2min溶解增粘，依次加入助排剂2ml，加入甲醛0.5ml，加入氯化钾10g，破乳剂5ml搅拌均匀，放置于1000ml烧杯中静置4小时，制成基液备用；

第二步制备交联液：取100ml水置于200ml容积的烧杯中，加入HTC交联剂6ml至10ml，加入过硫酸钠0.35g 至0.5g，加入乳酸0.6ml或（柠檬酸0.1g，水杨酸0.2ml），搅拌均匀，制成交联液备用；

第三步制备酸性羧甲基胍胶压裂液：取基液100ml置于200ml容积烧杯中，加入10ml交联液，用玻璃棒搅拌，即可形成交联冻胶，交联时间为42s至60s，得到酸性羧甲基胍胶压裂液。