CN104232071B - 一种超高温压裂液用非金属交联剂及压裂液、制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超高温压裂液用非金属交联剂及压裂液、制备和应用。本发明的非金属交联剂主要由如下重量百分比成分制备得到：有机醛0.1‑0.5％、有机酚0.01‑0.05％、有机醇0‑10％、有机酸0.05‑0.5％、余量为水。本发明的压裂液具有如下优点：对地层伤害小；成本低；耐温性能好；破胶性能好。
Description
技术领域
本发明涉及油气田储层改造技术领域，特别涉及一种油田超深井压裂中的压裂工作液，具体涉及一种超高温压裂液用非金属交联剂及压裂液、制备和应用。
背景技术
近年来,随着深层油气藏地质规律认识的深入与勘探技术的提高,深层油气藏勘探取得了重要进展,其对压裂技术的要求也越来越高。随着石油勘探技术的进步,油气资源的幵发不断向纵深发展,钻井越来越深,储层温度也越来越高,对压裂液体系的耐温耐剪切性能提出了更高的要求,要求压裂液在180℃甚至200℃以上的储层温度下可以保持良好的流变性和携砂能力。
目前所使用的压裂液体系主要以植物胶或其衍生物作为稠化剂，以有机金属化合物作为交联剂。然而存在一些问题，一方面常用植物胶稠化剂高分子长链在温度达到177℃时就迅速降解,且植物胶压裂液在体系pH值较低时,交联结构发生水解，尤其在高温下水解更为严重，且随着全球页岩气和致密气的大量开发，对胍胶的需求量越来越大，使瓜尔胶价格不断攀升(由2010年每吨2.5万元涨到2012年每吨12万元)，不仅导致压裂成本的大幅度增加，而且造成货源紧缺，影响油田油气藏改造正常生产和产量任务的完成。另一方面，传统的有机硼交联压裂液仅适合在温度150℃以下使用，很难在超高温(180℃以上)保持良好的性能，虽然有机锆交联剂能使压裂液的耐温性能提高，但是有机锆交联压裂液残渣含量大对地层伤害严重的缺点未能解决。
总体而言，目前的部分压裂液体系在一定程度上满足了超高温的要求，但是仍然不能满足压裂液低成本、低伤害、耐高温的要求。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种超高温压裂液用非金属交联剂；其具有酸性条件下成胶、低伤害等特点；
本发明的另一目的在于提供所述的超高温压裂液用非金属交联剂的制备方法；
本发明的又一目的在于提供所述超高温压裂液用非金属交联剂配制的压裂液；
本发明的又一目的在于提供所述压裂液的制备方法；
本发明的再一目的在于提供所述超高温压裂液用非金属交联剂在制备油气井压裂液中的应用。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种超高温压裂液用非金属交联剂，所述非金属交联剂主要由如下重量百分比成分制备得到：有机醛0.1-0.5％、有机酚0.01-0.05％、有机醇0-10％、有机酸0.05-0.5％、余量为水；
其中本发明优选的为：有机醛0.5％、有机酚0.05％、有机醇5％、有机酸0.5％、余量为水。
其中所述百分比是以交联剂总重量为100％计。
根据本发明所述的非金属交联剂，本发明优选所述有机醛选自多聚甲醛、甲醛和六次甲基四胺中的至少一种；其中优选六亚甲基四胺。
根据本发明所述的非金属交联剂，本发明优选所述有机酚选自对苯二酚、间苯二酚和苯酚中的至少一种；其中更优选为间苯二酚。
根据本发明所述的非金属交联剂，本发明优选所述有机醇选自正丁醇、异丙醇和乙基丁基丙二醇中的至少一种；其中更优选为异丙醇。
根据本发明所述的非金属交联剂，本发明优选所述有机酸选自乙酸、甲酸和氨基磺酸中的至少一种；其中更优选为氨基磺酸。
另一方面，本发明还提供了本发明任意所述的超高温压裂液用非金属交联剂的制备方法，所述方法包括：在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛，搅拌混合均匀加热升温；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应；即可制得上述非金属离子交联剂。
根据本发明所述的超高温压裂液用非金属交联剂的制备方法，其中优选在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛后，搅拌混合均匀加热升温到90-95℃；
根据本发明所述的超高温压裂液用非金属交联剂的制备方法，其中优选加入有机酚后，保持温度不变进行反应3-4小时；
又一方面，本发明还提供了前面任意所述超高温压裂液用非金属交联剂配制的压裂液；
根据本发明所述的压裂液，其中优选其在压裂液中的重量百分比用量为0.1％-0.25％；
其中所述重量百分比是以压裂液总重量为100％计；
根据本发明所述的压裂液，其中更优选所述压裂液还包含如下重量百分比成分：合成聚合物0.4-0.8％，十二烷基氯化铵0.1-0.2％、破乳剂SP1690.1-0.2％、过硫酸铵0.01-0.3％、余量为水；
根据本发明所述的压裂液，其中进一步优选所述超高温压裂液用非金属交联剂在压裂液中的重量百分比用量为0.25％；
根据本发明所述的压裂液，其中更优选所述压裂液还包含如下重量百分比成分：合成聚合物0.4％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂0.1％、过硫酸铵0.05％、余量为水。
即所述压裂液包含如下重量百分比成分：合成聚合物0.4％、十二烷基氯化铵0.2％、本发明所述的超高温压裂液用非金属交联剂0.25％、破乳剂0.1％、过硫酸铵0.05％、余量为水。
根据本发明所述的压裂液，其中所述破乳剂可以为本领域常规使用的破乳剂，任何本领域常规市售破乳剂均可用于本发明，而本发明进一步优选的是破乳剂SP169。
根据本发明所述的压裂液，其中优选所述合成聚合物为丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成得到，分子量在600-700万之间。
其中丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的合成反应可以为现有技术常规的反应，本发明优选的为聚合温度在10-25℃，反应时间3-5小时。
其中本发明进一步优选丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为1:1～3:1，其中更优选为2:1。
所述超高温压裂液中的十二烷基氯化铵用作粘土稳定剂，用于在水敏性地层防止粘土水合膨胀或运移；
所述超高温压裂液中的破乳剂SP169吸附于油/水界面，形成强度低的界面膜，有助于破乳；
所述超高温压裂液中的过硫酸铵作为破胶剂，用于压裂液破胶，保证施工完成后压裂液残渣能彻底返排。
又一方面，本发明还提供了所述的压裂液的制备方法，所述方法包括：在水中加入合成聚合物，搅拌，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入十二烷基氯化铵、破乳剂、过硫酸铵，混合均匀后再加入交联剂，搅拌后即可形成可调挂的冻胶压裂液。
根据本发明所述的压裂液的制备方法，其中优选在水中加入合成聚合物后，是在400r/min的条件下搅拌，形成均匀的聚合物水溶液；
根据本发明所述的压裂液的制备方法，其中进一步优选在水中加入合成聚合物后，搅拌0.5-1小时；其中更优选为2小时。
根据本发明所述的压裂液的制备方法，其中还优选加入交联剂后，搅拌2-5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。
再一方面，本发明还提供了前面任意所述的超高温压裂液用非金属交联剂在制备油气井压裂液中的应用；
根据本发明所述的应用，其中优选所述压裂液工作温度为低于200℃；其中更优选为190℃-200℃。
综上所述，本发明提供了一种超高温压裂液用非金属交联剂及压裂液、制备和应用。本发明的超高温压裂液用非金属交联剂制备的压裂液具有如下优点：
(1)对地层伤害小：通过非金属离子交联剂在酸性条件下交联稠化剂，避免无机金属或有机金属化合物交联压裂液伤害大的缺点。
(2)成本低：相对于植物胶稠化剂，聚合物稠化剂具有酸性成胶、加量少、货源广、成本低等优点。
(3)耐温性能好：本发明的交联剂与合成聚合物交联制得的压裂液在190℃条件下具有优良的耐温耐剪切性能。
(4)破胶性能好：采用胶囊破胶技术，能保证压裂施工结束后压裂液彻底破胶返排，减少了对地层的危害。
附图说明
图1为压裂液在190℃、170s-1条件下耐温耐剪切性能曲线图。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为2:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为653万)0.4％、交联剂0.25％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP1690.1％、过硫酸铵0.05％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.4％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌1.5小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.05％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌2.5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：有机醛六次甲基四胺0.5％、有机酚间苯二酚0.05％、有机醇异丙醇5％、有机酸氨基磺酸0.5％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛，搅拌混合均匀加热升温到90℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表1，压裂液流变性能图见图1。
表1 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表1和图1的评价结果为：在温度为190℃、剪切120min粘度为358.8mPa·s，破胶后粘度为1.37mPa·s，且破胶液清澈透明，残渣含量为27mg/L。由此可知，超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例2
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为1:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为675万)0.8％、交联剂0.25％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP169 0.1％、过硫酸铵0.05％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.8％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌1小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.05％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌3.5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：甲醛0.5％、间苯二酚0.05％、正丁醇5％、乙酸0.5％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛，搅拌混合均匀加热升温到95℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应4小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表2。
表2 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表2表明，实施例2制备的超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例3
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为1.8:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为615万)0.8％、交联剂0.25％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP169 0.1％、过硫酸铵0.3％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.8％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌1.5小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.3％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌4min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：多聚甲醛0.5％、间苯二酚0.05％、异丙醇5％、甲酸0.5％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛，搅拌混合均匀加热升温到94℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3.5小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表3。
表3 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表3表明，实施例3制备的，超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例4
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为2.2:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为684万)0.8％、交联剂0.25％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP169 0.1％、过硫酸铵0.1％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.8％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌1.2小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.1％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：六亚甲基四胺0.5％、苯酚0.05％、乙基丁基丙二醇5％、乙酸0.5％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛，搅拌混合均匀加热升温到93℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3.5小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表4。
表4 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表4表明，实施例4制备的超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例5
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为3:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为621)0.6％、交联剂0.25％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP169 0.1％、过硫酸铵0.05％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.6％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌1.5小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.05％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌3min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：甲醛0.5％、间苯二酚0.05％、乙基丁基丙二醇5％、甲酸0.5％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛，搅拌混合均匀加热升温到92℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3.5小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表5。
表5 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表5表明，实施例5制备的超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例6
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为1.5:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为642万)0.6％、交联剂0.25％、十二烷基氯化铵0.1％、破乳剂SP169 0.1％、过硫酸铵0.05％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.6％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌0.5小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.1％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.05％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌3min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：多聚甲醛0.5％、苯酚0.05％、乙基丁基丙二醇5％、氨基磺酸0.5％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛，搅拌混合均匀加热升温到93℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3.5小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表6。
表6 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表6表明，实施例6制备的超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例7
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为7:3，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为627万)0.6％、交联剂0.25％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP169 0.2％、过硫酸铵0.05％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.4％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌1小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.2％破乳剂、0.05％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌3.5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：甲醛0.5％、对苯二酚0.05％、异丙醇5％、氨基磺酸0.5％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛，搅拌混合均匀加热升温到94℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表7。
表7 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表7表明，实施例7制备的超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例8
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为1:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为675万)0.8％、交联剂0.25％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP169 0.1％、过硫酸铵0.09％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.8％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌1小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.05％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌4.5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：甲醛0.1％、间苯二酚0.05％、正丁醇5％、氨基磺酸0.5％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛，搅拌混合均匀加热升温到92.5℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3.5小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表8。
表8 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表8表明，实施例8制备的超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例9
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为2.5:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为682万)0.8％、交联剂0.25％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP169 0.1％、过硫酸铵0.2％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.8％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌2小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.05％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌4.5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：多聚甲醛0.3％、对苯二酚0.02％、正丁醇10％、乙酸0.05％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛，搅拌混合均匀加热升温到93℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3.5小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表9。
表9 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表9表明，实施例9制备的超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例10
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为1.7:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为645万)0.8％、交联剂0.25％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP169 0.1％、过硫酸铵0.25％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.8％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌1.5小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.05％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌4.5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：六亚甲基四胺0.1％、苯酚0.025％、乙酸0.25％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机酸、有机醛，搅拌混合均匀加热升温到94℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表10。
表10 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表10表明，实施例10制备的超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例11
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为2.5:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为695万)0.8％、交联剂0.25％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP169 0.1％、过硫酸铵0.15％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.8％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌1.5小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.05％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：多聚甲醛0.2％、间苯二酚0.03％、异丙醇8％、氨基磺酸0.25％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛，搅拌混合均匀加热升温到94℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3.5小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表11。
表11 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表11表明，实施例11制备的超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例12
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为1.7:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为645万)0.8％、交联剂0.1％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP169 0.1％、过硫酸铵0.25％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.8％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌1.5小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.05％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌4.5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：甲醛1％、苯酚025％、乙酸25％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机酸、有机醛，搅拌混合均匀加热升温到94℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表12。
表12 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表12表明，实施例12制备的超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
实施例13
将合成聚合物(将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按质量比为1.7:1，在12℃条件下反应4小时制备，粘均分子量为645万)0.8％、交联剂0.2％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂SP169 0.1％、过硫酸铵0.25％及余量的水配制本发明的超高温压裂液(制备方法：在水中加入0.8％合成聚合物稠化剂，在400r/min转速下搅拌1.5小时，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入0.2％十二烷基氯化铵、0.1％破乳剂、0.05％过硫酸铵，混合均匀后再加入0.25％交联剂，搅拌4.5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。)
其中交联剂组成为：六亚甲基四胺0.1％、对苯二酚0.025％、乙酸0.25％、余量为水，按照如下步骤反应制备：
在水中加入有机酸、有机醛，搅拌混合均匀加热升温到94℃；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应3小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表13。
表13 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
表13表明，实施例13制备的超高温压裂液具有良好的耐高温抗剪切性能、破胶彻底、残渣含量低等特点，能够满足现场的施工要求。
对比例1
本对比例按照实施例1进行，区别仅在于交联剂的组成不同于实施例1，其余与实施例1都相同
其中交联剂组成为：有机醛0.7％、有机酚0.05％、有机醇5％、有机酸0.5％、余量为水。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表14。
表14 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
对比例2
本对比例按照实施例1进行，区别仅在于交联剂的组成不同于实施例1，其余与实施例1都相同
其中交联剂组成为：有机醛0.5％、有机酚0.05％、有机醇5％、有机酸0.7％、余量为水。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表15。
表15 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
对比例3
本对比例按照实施例1进行，区别仅在于交联剂的组成不同于实施例1，其余与实施例1都相同
其中交联剂组成为：乙醛0.5％、有机酚0.05％、有机醇5％、有机酸0.5％、余量为水。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表16。
表16 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
对比例4
本对比例按照实施例1进行，区别仅在于交联剂的用量为0.5％，其余与实施例1都相同。
对其性能进行性能评价：依据石油天然气行业标准SY/T 5107—2005“水基压裂液性能评价方法”进行测定，结果如表17。
表17 本发明压裂液性能评价结果(190℃)
Claims (24)
1.一种超高温压裂液用非金属交联剂，其特征在于，所述非金属交联剂主要由如下重量百分比成分制备得到：有机醛或六次甲基四胺0.1-0.5％、有机酚0.01-0.05％、有机醇0-10％、有机酸0.05-0.5％、余量为水；所述有机酚选自对苯二酚、间苯二酚和苯酚中的至少一种；所述有机醛选自多聚甲醛和甲醛中的至少一种；所述有机醇选自正丁醇、异丙醇和乙基丁基丙二醇中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的非金属交联剂，其特征在于，所述非金属交联剂主要由如下重量百分比成分制备得到：有机醛或六次甲基四胺0.5％、有机酚0.05％、有机醇5％、有机酸0.5％、余量为水。
3.根据权利要求1所述的非金属交联剂，其特征在于，所述有机酚为间苯二酚。
4.根据权利要求1所述的非金属交联剂，其特征在于，所述有机醇为异丙醇。
5.根据权利要求1所述的非金属交联剂，其特征在于，所述有机酸选自乙酸、甲酸和氨基磺酸中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的非金属交联剂，其特征在于，所述有机酸为氨基磺酸。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的超高温压裂液用非金属交联剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛或六次甲基四胺，搅拌混合均匀加热升温；然后加入有机酚，保持温度不变进行反应；即可制得上述非金属离子交联剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在水中加入有机醇、有机酸、以及有机醛或六次甲基四胺，搅拌混合均匀加热升温到90-95℃；然后加入有机酚，保持温度不变反应3-4小时；即可制得上述非金属离子交联剂。
9.权利要求1～6任意一项所述超高温压裂液用非金属交联剂配制的压裂液。
10.根据权利要求9所述的压裂液，其特征在于，所述超高温压裂液用非金属交联剂在压裂液中的重量百分比用量为0.1％-0.25％。
11.根据权利要求10所述的压裂液，其特征在于，所述超高温压裂液用非金属交联剂在压裂液中的重量百分比用量为0.25％。
12.根据权利要求9所述的压裂液，其特征在于，所述压裂液还包含如下重量百分比成分：合成聚合物0.4-0.8％、十二烷基氯化铵0.1-0.2％、破乳剂0.1-0.2％、过硫酸铵0.01-0.3％、余量为水。
13.根据权利要求12所述的压裂液，其特征在于，所述压裂液还包含如下重量百分比成分：合成聚合物0.4％、十二烷基氯化铵0.2％、破乳剂0.1％、过硫酸铵0.05％、余量为水。
14.根据权利要求13所述的压裂液，其特征在于，所述破乳剂为破乳剂SP169。
15.根据权利要求12～14任意一项所述的压裂液，其特征在于，所述合成聚合物为丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成得到，粘均分子量在600-700万之间。
16.根据权利要求15所述的压裂液，其特征在于，所述合成聚合物为丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在如下条件下合成得到：聚合温度在10-25℃，反应时间3-5小时，得到所述合成聚合物，丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸质量比为1:1～3:1。
17.根据权利要求16所述的压裂液，其特征在于，丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸质量比为2:1。
18.权利要求9～17任意一项所述的压裂液的制备方法，所述方法包括：在水中加入合成聚合物，搅拌，形成均匀的聚合物水溶液；在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入十二烷基氯化铵、破乳剂、过硫酸铵，混合均匀后再加入交联剂，搅拌后即可形成可调挂的冻胶压裂液。
19.根据权利要求18所述的制备方法，所述方法包括：在水中加入合成聚合物，在400r/min的条件下搅拌，形成均匀的聚合物水溶液。
20.根据权利要求18所述的制备方法，所述方法包括：在水中加入合成聚合物，搅拌0.5-1小时，形成均匀的聚合物水溶液。
21.根据权利要求18所述的制备方法，所述方法包括：在所述均匀的聚合物水溶液中依次加入十二烷基氯化铵、破乳剂、过硫酸铵，混合均匀后再加入交联剂，搅拌2-5min后即可形成可调挂的冻胶压裂液。
22.权利要求1～6任意一项所述的超高温压裂液用非金属交联剂在制备油气井压裂液中的应用。
23.根据权利要求22所述的应用，所述压裂液工作温度低于200℃。
24.根据权利要求22所述的应用，所述压裂液工作温度为190℃-200℃。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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