CN103409128A - 一种使用液态稠化剂的清洁压裂液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用液态稠化剂的清洁压裂液及其制备方法。在清洁压裂液的使用过程中，稠化剂的溶解问题是造成清洁压裂液难以广泛使用的难题之一，大部分粘弹性表面活性剂通常难以在室温条件下快速溶解。本发明将高熔点的不饱和脂肪酸与低熔点不饱和脂肪酸按1:2~1:3的比例混合制得不饱和脂肪酸稠化剂；制备氢氧化钠和氯化钾的混合水溶液，质量百分比分别为0.8%~1.2%、2.2%~3%；将二者按2.4:100~3:100的比例在剧烈搅拌条件下混合，制得产品。本发明由于稠化剂本身为液态，在使用时较其他的表面活性剂的清洁压裂液工艺方便许多，各成分的溶解性极好，采用的稠化剂为小分子，对地层伤害小，更易于提高采油效率。

Description

一种使用液态稠化剂的清洁压裂液及其制备方法

技术领域

    本发明涉及一种石油开采中的压裂液，具体涉及一种使用液态稠化剂的清洁压裂液及其制备方法。

背景技术

水基压裂液是目前原油开采之前普遍采用的一项增产措施，为了使压裂液获得一定的粘弹性，稠化剂是其中必不可少的原料，目前使用较多的稠化剂是水溶性高分子。但是为了降低对地层的伤害，以小分子的粘弹性表面活性剂制备的稠化剂开始受到越来越多的重视，并称为清洁压裂液。

在清洁压裂液的使用过程中，稠化剂的溶解问题是造成清洁压裂液难以广泛使用的难题之一。目前使用的粘弹性表面活性剂多是固体粉末，在压裂施工过程中需要将表面活性剂均匀分散于水中。因为自身拥有较多的长碳链结构，大部分粘弹性表面活性剂通常难以在室温条件下快速溶解。为了能使小分子稠化剂能均匀分散于水中，需要采取一定的措施，但这些措施大多会造成施工环节的增加或压裂液粘弹性能的降低。如果使用加热促溶的方法会造成现场设备的增加，使用提前制备浓缩液的方法则会因为表面活性剂的溶解度问题造成稠化剂体积大幅增加而造成运输的不便，使用有机溶剂预制高浓度溶液的方法则会因为有机溶剂的介入对压裂液的粘弹性造成破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本较低、使用更为方便的使用液态稠化剂的清洁压裂液及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种使用液态稠化剂的清洁压裂液，其特征在于：

包含不饱和脂肪酸稠化剂和强碱溶液两部分，两者的质量比为2.4:100~3:100。

所述的不饱和脂肪酸稠化剂由高熔点的不饱和脂肪酸与低熔点不饱和脂肪酸组成，其质量比为1:2~1:3；

高熔点的不饱和脂肪酸为芥酸，低熔点不饱和脂肪酸为油酸或棕榈油酸。

所述的强碱溶液是氢氧化钠和氯化钾的混合水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为0.8%~1.2%，氯化钾的质量百分比为2.2%~3%。

一种使用液态稠化剂的清洁压裂液的制备方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：将高熔点的不饱和脂肪酸与低熔点不饱和脂肪酸按质量比为1:2~1:3的比例混合，制得不饱和脂肪酸稠化剂；

步骤二：制备强碱溶液，即氢氧化钠和氯化钾的混合水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为0.8%~1.2%，氯化钾的质量百分比为2.2%~3%；

步骤三：将步骤一的不饱和脂肪酸稠化剂和步骤二的强碱溶液按质量比为2.4:100~3:100的比例，在剧烈搅拌条件下混合，即可在3min内形成可携砂的清洁压裂液水凝胶。

步骤一中，高熔点的不饱和脂肪酸为芥酸，低熔点不饱和脂肪酸为油酸或棕榈油酸。

本发明具有以下优点：

本发明提供了一种清洁压裂液的配置方法，由于稠化剂本身为液态，在使用时较其他的表面活性剂的清洁压裂液工艺方便许多。为使稠化剂处于液体状态，本发明所使用的低熔点不饱和脂肪酸与起主要作用的高熔点不饱和脂肪酸具有良好的相容性，且分子结构在形成水凝胶过程中不会发生破坏作用。另外，强碱溶液的配置过程中，因为各成分的溶解性极好，且自身为小颗粒状态存在，配置所需的设备完全可以采用常见的植物胶压裂液配置设备完成，无需准备特殊设备。并且，与植物胶作稠化剂的压裂液相比，本发明采用的稠化剂为小分子，对地层伤害小，更易于提高采油效率。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明提供的技术方案原理是利用低熔点不饱和脂肪酸溶解高熔点的不饱和脂肪酸，制成的稠化剂可在室温下以液态形式存在。再利用酸碱中和反应克服长链脂肪酸在水中难以溶解分散的缺陷。在使用过程中需要提前预备的只有强碱溶液，而本方案中采用的强碱物质，除了具有易溶的特征，还可以确保发生中和反应后生成的不饱和脂肪酸盐能在水中快速形成水凝胶，便于现场操作。

本发明涉及的一种使用液态稠化剂的清洁压裂液的制备方法，由以下步骤实现：

步骤一：将高熔点的不饱和脂肪酸与低熔点不饱和脂肪酸按质量比为1:2~1:3的比例混合，制得不饱和脂肪酸稠化剂；

其中，高熔点的不饱和脂肪酸为芥酸，低熔点不饱和脂肪酸为油酸或棕榈油酸。

步骤二：制备强碱溶液，即氢氧化钠和氯化钾的混合水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为0.8%~1.2%，氯化钾的质量百分比为2.2%~3%。

步骤三：将步骤一的不饱和脂肪酸稠化剂和步骤二的强碱溶液按质量比为2.4:100~3:100的比例，在剧烈搅拌条件下混合，即可在3min内形成可携砂的清洁压裂液水凝胶。

实施例1：

步骤一：将高熔点的不饱和脂肪酸与低熔点不饱和脂肪酸按质量比为1:2的比例混合，制得不饱和脂肪酸稠化剂；

其中，高熔点的不饱和脂肪酸为芥酸，低熔点不饱和脂肪酸为油酸。

步骤二：制备强碱溶液，即氢氧化钠和氯化钾的混合水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为0.8%，氯化钾的质量百分比为2.2%。

步骤三：将步骤一的不饱和脂肪酸稠化剂和步骤二的强碱溶液按质量比为2.4:100的比例，在剧烈搅拌条件下混合，即可在3min内形成可携砂的清洁压裂液水凝胶，室温下的粘度可达70mPa.s，作为压裂液使用，可耐受50℃以上的温度。

实施例2：

步骤一：将高熔点的不饱和脂肪酸与低熔点不饱和脂肪酸按质量比为1:2.5的比例混合，制得不饱和脂肪酸稠化剂；

其中，高熔点的不饱和脂肪酸为芥酸，低熔点不饱和脂肪酸为油酸。

步骤二：制备强碱溶液，即氢氧化钠和氯化钾的混合水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为1.0%，氯化钾的质量百分比为2.6%。

步骤三：将步骤一的不饱和脂肪酸稠化剂和步骤二的强碱溶液按质量比为2.7:100的比例，在剧烈搅拌条件下混合，即可在3min内形成可携砂的清洁压裂液水凝胶，室温下的粘度可达65mPa.s，作为压裂液使用，可耐受50℃以上的温度。

实施例3：

步骤一：将高熔点的不饱和脂肪酸与低熔点不饱和脂肪酸按质量比为1:3的比例混合，制得不饱和脂肪酸稠化剂；

其中，高熔点的不饱和脂肪酸为芥酸，低熔点不饱和脂肪酸为棕榈油酸。

步骤二：制备强碱溶液，即氢氧化钠和氯化钾的混合水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为1.2%，氯化钾的质量百分比为3%。

步骤三：将步骤一的不饱和脂肪酸稠化剂和步骤二的强碱溶液按质量比为3:100的比例，在剧烈搅拌条件下混合，即可在3min内形成可携砂的清洁压裂液水凝胶，室温下的粘度可达65mPa.s，作为压裂液使用，可耐受50℃以上的温度。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种使用液态稠化剂的清洁压裂液，其特征在于：

包含不饱和脂肪酸稠化剂和强碱溶液两部分，两者的质量比为2.4:100~3:100。

2.根据权利要求1所述的一种使用液态稠化剂的清洁压裂液，其特征在于：

所述的不饱和脂肪酸稠化剂由高熔点的不饱和脂肪酸与低熔点不饱和脂肪酸组成，其质量比为1:2~1:3；

高熔点的不饱和脂肪酸为芥酸，低熔点不饱和脂肪酸为油酸或棕榈油酸。

3.根据权利要求1或2所述的一种使用液态稠化剂的清洁压裂液，其特征在于：

所述的强碱溶液是氢氧化钠和氯化钾的混合水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为0.8%~1.2%，氯化钾的质量百分比为2.2%~3%。

4.一种使用液态稠化剂的清洁压裂液的制备方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：将高熔点的不饱和脂肪酸与低熔点不饱和脂肪酸按质量比为1:2~1:3的比例混合，制得不饱和脂肪酸稠化剂；

步骤二：制备强碱溶液，即氢氧化钠和氯化钾的混合水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为0.8%~1.2%，氯化钾的质量百分比为2.2%~3%；

步骤三：将步骤一的不饱和脂肪酸稠化剂和步骤二的强碱溶液按质量比为2.4:100~3:100的比例，在剧烈搅拌条件下混合，即可在3min内形成可携砂的清洁压裂液水凝胶。

5.根据权利要求4所述的一种使用液态稠化剂的清洁压裂液的制备方法，其特征在于：

步骤一中，高熔点的不饱和脂肪酸为芥酸，低熔点不饱和脂肪酸为油酸或棕榈油酸。