CN104371694A - 一种无水相压裂液体系的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无水相压裂液体系交联剂的制备方法；向反应容器中加入烷基磷酸酯溶液、铝盐溶液、有机溶剂；升温至100℃-110℃，反应4h-6h，得到液体烷基磷酸酯铝；将烷基磷酸酯铝加入到低碳链有机烷烃中，烷基磷酸酯铝:低碳链有机烷烃体积比1∶5-2∶5，在40s-80s内形成粘度在100-130mPa·s的无水相压裂液体系；烷基磷酸酯溶液为二甲基磷酸酯或二乙基磷酸酯；铝盐溶液溶液为：硫酸铝、硝酸铝或磷酸铝；有机溶剂为环己烷或甲苯；有机溶剂的用量为反应容器体积的1/2-1/3；烷基磷酸酯与铝盐摩尔比为：3∶1-6∶1；本交联剂成胶速度快，加量少，形成的无水压裂液体系耐温性能良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合低渗油气藏油井或天然气井压裂增产工艺中所使用的无水相压裂液的制备方法。
背景技术
相比于传统的水力压裂技术，无水相压裂技术是一种新的压裂手段，基本不需要水，极大地缓解了对水资源的压力。使用传统的水力压裂方法，只有很少液体返排到地面被安全的处理，高达80%的压裂液滞留在油藏中。而使用液化石油气可以让操作者利用已经生产出的碳氢化合物来提取更多的碳氢化合物，同时也无须常规压裂中所需的灭生物剂。同时使用无水相压裂液还减少了燃烧处理，比传统的压裂液更清洁，并减少了二氧化碳的排放量。而且由于压裂液中液体丙烷的比重是水的一半，极大程度降低了压裂过程中使用设备的数量，它可以减少高达90％的设备数量。具有低表面张力、低粘度和密度以及能与储层中的烃类物质相融合、环保可再生利用等多项优良属性，对地层无伤害。
目前国内外一般以磷酸酯为胶凝剂,它成胶速度慢、加量高、胶凝剂的流动性差等使得压裂施工总成本大大升高,制约了其大规模应用。为此作者在以前研究的基础上又研制开发了一种成胶速度快、加量少、抗温能力强,的适用于无水相压裂液体系的交联剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种无水相压裂液体系，其配方组成简单、成胶速度快、加量少、抗温能力强。
本发明所述的无水相压裂液体系交联剂，由以下步骤制备：
1.向反应容器中加入烷基磷酸酯溶液、铝盐溶液、有机溶剂。
2．混合均匀后，升温至100℃-110℃，保持温度不变，继续搅拌反应4h-6h，得到的浅灰褐色的液体即为无水相压裂液体系交联剂。
3）将烷基磷酸酯铝加入到丙烷、异丁烷或正己烷等低碳链有机烷烃中（烷基磷酸酯铝:低碳链有机烷烃=1∶5-2∶5,体积比），在40s-80s内形成粘度在100-130mPa·s的无水相压裂液体系；
所述的磷酸酯溶液为二甲基磷酸酯或二乙基磷酸酯。
所述的铝盐溶液溶液为：硫酸铝、硝酸铝或磷酸铝。
所述的有机溶剂为环己烷或甲苯。有机溶剂的用量为反应容器体积的1/2-1/3。
所述的磷酸酯与铝盐反应生成烷基磷酸酯铝，摩尔比为：烷基磷酸酯∶铝盐溶液=3-6∶1。
本发明无水相压裂液体系交联剂是一种有机金属螯合物。
本发明具有以下优点：
1.制备工艺简单，本发明使用的原料种类少，制备过程操作简单。
2.交联剂的耐温性能优良，其教练结构的特殊稳定性，使其适用于深井油、气藏的改造。
3．交联剂/无水相压裂液体系的延迟时间可控。
4.与常规压裂液体系相比，无水压裂液可以循环利用，回收率接近100%，无损害、无水锁、无聚合物残留，无粘土膨胀，压后仅有支撑剂留在底层，提高油气井产量和延长油气田生产寿命。
采用RS6000流变仪评价其耐温流变性能，体系耐温可以达到120℃-130℃，完全可以满足高温深井的压裂需要，100℃剪切1小时粘度仍在100mPa·s左右，流变稳定性好，满足携砂要求。
具体实施方式
实施例1：
将装有磁力搅拌、回流冷凝器、分水器及温度计的250mL三口烧瓶置于磁力搅拌控温电热套上，向三口瓶中加入90g二甲基磷酸酯、38g硫酸铝溶液、30mL环己烷，混合均匀后，升温至100℃，持续搅拌下反应5h，得到的浅灰褐色的液体即为无水相压裂液体系交联剂。
实施例2：
将装有磁力搅拌、回流冷凝器、温度计的250mL三口烧瓶置于磁力搅拌控温电热套上，向三口瓶中加入90.2g二乙基磷酸酯、39g硝酸铝溶液、30mL环己烷，混合均匀后，升温至100℃，持续搅拌下反应5h，得到的浅灰褐色的液体即为无水相压裂液体系交联剂。
实施例3：
将装有磁力搅拌、回流冷凝器、温度计的250mL三口烧瓶置于磁力搅拌控温电热套上，向三口瓶中加入90.4g二乙基磷酸酯、40g磷酸铝溶液、30mL甲苯，混合均匀后，升温至105℃，持续搅拌下反应4h，，得到的浅灰褐色的液体即为无水相压裂液体系交联剂。
实施例4：
将装有磁力搅拌、回流冷凝器、温度计的250mL三口烧瓶置于磁力搅拌控温电热套上，向三口瓶中加入90.4g二甲基磷酸酯、40g硫酸铝溶液、30mL甲苯，混合均匀后，升温至105℃，持续搅拌下反应4h，得到的浅灰褐色的液体即为无水相压裂液体系交联剂。
实施例1 效果试验：
在100mL的异丁烷中，加入0.8g由上述所得的磷酸酯铝无水相压裂液交联剂、一定量小分子胺类调节剂和表面活性剂，在40s-80s内可形成粘度在100-130mPa·s的无水相压裂液体系。采用RS6000流变仪评价其耐温流变性能，体系耐温可以达到130℃，完全可以满足高温深井的压裂需要，100℃剪切1小时粘度仍在105mPa·s左右，流变稳定性好，满足携砂要求。
Claims (1)
1.一种无水相压裂液体系的制备方法，其特征在于：
1）向反应容器中加入烷基磷酸酯溶液、铝盐溶液、有机溶剂；
2）混合均匀后，升温至100℃-110℃，保持温度不变，继续搅拌反应4h-6h，得到的浅灰褐色的液体烷基磷酸酯铝无水相压裂液体系交联剂；
3）将烷基磷酸酯铝加入到丙烷、异丁烷或正己烷低碳链有机烷烃中，烷基磷酸酯铝:低碳链有机烷烃体积比1∶5-2∶5，在40s-80s内形成粘度在100-130mPa·s的无水相压裂液体系；
所述的烷基磷酸酯溶液为二甲基磷酸酯或二乙基磷酸酯；
所述的铝盐溶液溶液为：硫酸铝、硝酸铝或磷酸铝；
所述的有机溶剂为环己烷或甲苯；有机溶剂的用量为反应容器体积的1/2-1/3；
所述的烷基磷酸酯与铝盐反应生成烷基磷酸酯铝，摩尔比为：3∶1-6∶1。
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