CN105112041B - 耐受低pH值环境和较高矿化度的压裂液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及耐受低pH值环境和较高矿化度的压裂液及其制备方法。常规压裂液多是在碱性环境下才能表现出良好的粘弹性，通常所用的天然植物胶，在酸性条件下交联相对困难。本发明将粘弹性表面活性剂、酸、分散降凝剂混合均匀形成液体组分混合物；在常温下将水溶性非离子聚合物增稠剂溶在水中，在加入液体组分混合物，搅拌均匀获得压裂液。本发明在不使用交联剂的情况下，利用粘弹性表面活性剂的蠕虫状聚集将线状高分子部分包裹其中，使得线状高分子在遇酸收缩时，因为粘弹性表面活性剂的存在产生了类似交联的效果。压裂液在中性环境下，因为线性高分子的存在具有高粘的性质，在酸性条件下也不会因为粘度大幅降低使其携砂能力。

Description

耐受低pH值环境和较高矿化度的压裂液及其制备方法
技术领域
本发明属于压裂液技术领域，具体涉及一种耐受低pH值环境和较高矿化度的压裂液及其制备方法。
背景技术
压裂液在油田增产增注措施中具有重要作用。常规压裂液多是在碱性环境下才能表现出良好的粘弹性。但是在一些特殊地层环境进行酸化处理，或是需要配合二氧化碳注入等特殊操作环境中，需要压裂液在酸性条件和较高矿化度下工作。通常所用的天然植物胶，在酸性条件下交联相对困难。可以产生较高粘度且有一定耐酸能力的线性高分子溶液因难以抵抗较高矿化度和难以交联无法独立工作。能在酸性条件下形成凝胶的粘弹性表面活性剂也因为成本高，难以推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐受低pH值环境和较高矿化度的压裂液及其制备方法，提高对酸的携带能力，解决现有技术存在的高pH使用限制的问题。
本发明所采用的技术方案是：
耐受低pH值环境和较高矿化度的压裂液，其特征在于：
由以下质量百分比的组分配制而成：
水溶性非离子聚合物增稠剂 0.2%-0.4%；
粘弹性表面活性剂 0.8%-1.5%；
分散降凝剂 0.2%-0.3%；
酸 0.4%-0.8%；
水 余量。
所述水溶性非离子聚合物增稠剂为聚氧化乙烯或聚丙烯酰胺。
所述粘弹性表面活性剂选自叔胺型表面活性剂或氧化胺型表面活性剂；
叔胺型表面活性剂选取芥酸酰胺丙基二甲胺；
氧化胺型表面活性剂选取十四烷基二甲基氧化胺。
所述分散降凝剂为丙二醇单甲醚或丙二醇乙醚。
所述酸为醋酸或磷酸。
耐受低pH值环境和较高矿化度的压裂液的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
按以下质量百分比准备各组分：
水溶性非离子聚合物增稠剂 0.2%-0.4%；
粘弹性表面活性剂 0.8%-1.5%；
分散降凝剂 0.2%-0.3%；
酸 0.4%-0.8%；
水 余量；
将粘弹性表面活性剂、酸、分散降凝剂混合均匀形成液体组分混合物；在常温下将水溶性非离子聚合物增稠剂溶在水中，在加入液体组分混合物，搅拌均匀获得压裂液。
所述水溶性非离子聚合物增稠剂为聚氧化乙烯或聚丙烯酰胺；
所述粘弹性表面活性剂选自叔胺型表面活性剂或氧化胺型表面活性剂；
叔胺型表面活性剂选取芥酸酰胺丙基二甲胺；
氧化胺型表面活性剂选取十四烷基二甲基氧化胺；
所述分散降凝剂为丙二醇单甲醚或丙二醇乙醚；
所述酸为醋酸或磷酸。
本发明具有以下优点：
1、可以在酸性条件下使用；常规植物胶要在酸性条件下使用，必须开发专用的交联剂，并且在植物胶上进行改性使植物胶能被酸性交联剂交联。本发明利用的是酸性条件下聚集方式的改变保证足够的粘度。
2、压裂液中的所有原料都是人工合成的可溶性物质，相比天然植物胶中15%-20%的不溶物，压裂之后的残渣含量会大幅度减少。降低了压裂液对含油地层的伤害。
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。
本发明涉及的耐受低pH值环境和较高矿化度的压裂液，在不使用交联剂的情况下，利用粘弹性表面活性剂的蠕虫状聚集将线状高分子部分包裹其中，使得线状高分子在遇酸收缩时，因为粘弹性表面活性剂的存在产生了类似交联的效果。压裂液在中性环境下，因为线性高分子的存在具有高粘的性质，在酸性条件下也不会因为粘度大幅降低使其携砂能力。
原理是在室温下将水溶性非离子聚合物增稠剂分散于水中，使体系进行初步的增稠。随后加入小分子混合液，其中的酸使聚合物线团进行收缩以防止工作过程中pH值的下降产生的粘度减少问题，同时可以促进粘弹性表面活性剂的蠕虫状聚集，形成粘弹性。小分子混合液中的分散降凝剂则保证混合物处于流动状态并易于分散在水中。各组分添加完成后，收缩的高分子线团在蠕虫状胶束之间穿插，使体系获得足够的粘弹性。当环境中的pH值降低时，由于聚合物线团和乳中状胶束已经处于稳定聚集状态，整个压裂液体系的粘度不会产生剧烈的变化，从而形成耐酸特征。
其制备方法具体由以下步骤实现：
按以下质量百分比准备各组分：
水溶性非离子聚合物增稠剂 0.2%-0.4%；
粘弹性表面活性剂 0.8%-1.5%；
分散降凝剂 0.2%-0.3%；
酸 0.4%-0.8%；
水 余量；
将粘弹性表面活性剂、酸、分散降凝剂混合均匀形成液体组分混合物；在常温下将水溶性非离子聚合物增稠剂溶在水中，在加入液体组分混合物，搅拌均匀获得压裂液。
所述水溶性非离子聚合物增稠剂为聚氧化乙烯或聚丙烯酰胺。
所述粘弹性表面活性剂选自叔胺型表面活性剂或氧化胺型表面活性剂；
叔胺型表面活性剂选取芥酸酰胺丙基二甲胺；
氧化胺型表面活性剂选取十四烷基二甲基氧化胺。
所述分散降凝剂为丙二醇单甲醚或丙二醇乙醚。
所述酸为醋酸或磷酸。
实施例1：
在常温下混合芥酸酰胺丙基二甲胺1.5g、丙二醇乙醚0.2g、冰醋酸0.8g形成液体组分。使用时，先在100g水中溶解0.2g聚氧化乙烯，然后将液体组分倒入溶液中，搅拌2-3min即可形成耐酸压裂液，在pH为7剪切速率为100s-1时的粘度为120mPa.s,在pH降为3时依然可以获得90mPa.s的粘度。
实施例2：
在常温下混合芥酸酰胺丙基二甲胺1.5g、丙二醇甲醚0.3g、磷酸0.4g形成液体组分。使用时，先在100g水中溶解0.2g聚氧化乙烯，然后将液体组分倒入溶液中，搅拌2-3min即可形成耐酸压裂液，在pH为7剪切速率为100s-1时的粘度为110mPa.s,在pH降为3时依然可以获得85mPa.s的粘度。
实施例3：
在常温下混合十四烷基二甲基氧化胺1.5g、丙二醇乙醚0.3g、冰醋酸0.2g形成液体组分。使用时，先在100g水中溶解0.4g聚氧化乙烯，然后将液体组分倒入溶液中，搅拌2-3min即可形成耐酸压裂液，在pH为7剪切速率为100s-1时的粘度为140mPa.s,在pH降为3时依然可以获得95mPa.s的粘度。
实施例4：
在常温下混合十四烷基二甲基氧化胺0.8g、丙二醇甲醚0.2g、磷酸0.2g形成液体组分。使用时，先在100g水中溶解0.3g聚氧化乙烯，然后将液体组分倒入溶液中，搅拌2-3min即可形成耐酸压裂液，在pH为7剪切速率为100s-1时的粘度为90mPa.s,在pH降为3时依然可以获得60mPa.s的粘度。
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 (2)

1.耐受低pH值环境和较高矿化度的压裂液，其特征在于：
由以下质量百分比的组分配制而成：
水溶性非离子聚合物增稠剂 0.2%-0.4%；
粘弹性表面活性剂 0.8%-1.5%；
分散降凝剂 0.2%-0.3%；
酸 0.4%-0.8%；
水 余量；
所述水溶性非离子聚合物增稠剂为聚氧化乙烯；
所述粘弹性表面活性剂选自叔胺型表面活性剂或氧化胺型表面活性剂；叔胺型表面活性剂选取芥酸酰胺丙基二甲胺；氧化胺型表面活性剂选取十四烷基二甲基氧化胺；
所述分散降凝剂为丙二醇单甲醚或丙二醇乙醚；
所述酸为醋酸或磷酸。
2.耐受低pH值环境和较高矿化度的压裂液的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
按以下质量百分比准备各组分：
水溶性非离子聚合物增稠剂 0.2%-0.4%；
粘弹性表面活性剂 0.8%-1.5%；
分散降凝剂 0.2%-0.3%；
酸 0.4%-0.8%；
水 余量；
将粘弹性表面活性剂、酸、分散降凝剂混合均匀形成液体组分混合物；在常温下将水溶性非离子聚合物增稠剂溶在水中，在加入液体组分混合物，搅拌均匀获得压裂液；
所述水溶性非离子聚合物增稠剂为聚氧化乙烯；
所述粘弹性表面活性剂选自叔胺型表面活性剂或氧化胺型表面活性剂；
叔胺型表面活性剂选取芥酸酰胺丙基二甲胺；
氧化胺型表面活性剂选取十四烷基二甲基氧化胺；
所述分散降凝剂为丙二醇单甲醚或丙二醇乙醚；
所述酸为醋酸或磷酸。
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