CN105505370A - 一种清洁压裂液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种清洁压裂液体系及其制备方法，其特征在于：本发明的压裂液体系组成为：按质量比，阳离子表面活性剂3%-6%，两性离子表面活性剂1%-4%，反离子0.5%-1.5%，电解质2%-5%，其余为水。该清洁压裂液制备方法如下：首先将阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂和水混合得到均匀透明液体，然后在搅拌的情况下向均匀透明液体中加入电解质盐和反离子的水溶液混合均匀得到。该清洁压裂液制备方法简单、操作方便，体系的粘弹性好，携砂能力强、无残渣，与水或油自动破胶，易返排，对地层伤害小。
Description
技术领域
本发明涉及清洁压裂液的制备方法，本发明制备的清洁压裂液适用于常规和非常规油气资源的勘探开发。
背景技术
水力压裂作为油气藏的一种增产措施，已经应用近50年，它是利用较高的排量和压力，将含有高浓度支撑剂的非牛顿高粘压裂液注入井下，以实现在目的层造缝，并延伸扩展裂缝。目前国内外常用的压裂液主要是以天然的植物胶、纤维素和合成聚合物为稠化剂的水基压裂液，但通过聚合物增稠或交联的水基压裂液都有残渣，这些残渣必然会对地层及充填层造成严重堵塞使其渗透率大幅下降，从而大大降低了压裂的效果。目前油气田开发过程中，如何消除残渣，降低对地层的伤害成为压裂界亟待解决的重大技术问题。
近年来，粘弹性表面活性剂压裂液（VES）由于其具有高表面活性及独特的流变特性而备受国内外学者广泛关注，且对粘弹性表活剂的性质及在压裂、砾石充填、酸化、二次采油等等领域进行了广泛的研究。VES是一种能在一定条件下于水溶液中形成柔性棒状胶束并相互缠绕形成可逆三维空间网状结构并表面出特殊的流变性能的表面活性剂溶液体系，总体来看，VES压裂液具有配制容易、施工简单、用量少、摩阻小、携砂能力强、返排容易、无残渣、对地层或地下造成的伤害小，不需要用酶或氧化剂来降低粘度，容易水化可以更快地形成最佳粘度，从而使整个压裂作业变得简单高效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种清洁压裂液体系及其制备方法，可用于油气井水力压裂改造。
为达到上述目的，本发明的压裂液体系组成为：按质量比，阳离子表面活性剂3%-6%，两性离子表面活性剂1%-4%，反离子0.5%-1.5%，电解质2%-5%，其余为水。
所述的阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或数种混合物。
所述的两性离子表面活性剂为氧化胺类甜菜碱表面活性剂，具体为十六烷基二甲基氧化胺，十八烷基二甲基氧化胺、牛油基二甲基氧化胺、十六烷基二羟乙基氧化胺或十八烷基二羟乙基氧化胺中的一种或数种混合物。
所述的反离子为结构中含有苯环的有机酸盐，具体为水杨酸钠、十二烷基苯磺酸钠、苯甲酸钠、没食子酸钠、对羟基苯磺酸钠。
所述的电解质盐为氯化钾、氯化钠、氯化铵中的一种或数种混合物。
本发明的制备方法如下：首先将阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂和水混合得到均匀透明液体，然后在搅拌的情况下向均匀透明液体中加入电解质盐和反离子的水溶液混合均匀得到。
本发明所公开的清洁压裂液制备方法简单、操作方便，压裂液体系是由小分子的表面活性剂组成，携砂能力强、无残渣，与水或油自动破胶，易返排，对地层伤害小。
具体实施方式
实施例1
称取十八烷基三甲基氯化铵16.0g，2.0g十二烷基二甲基氧化胺甜菜碱，加入到370g水中，充分混合得到均匀透明液体，再加入4.0g水杨酸钠和8.0g氯化钾，搅拌均匀，即得到清洁压裂液产品。对本实施例的压裂液性能进行检测，性能如下：
表1实施例1所得压裂液性能测试结果
| 序号 | 项目 | 结果 |
| 1 | 外观 | 无色粘稠液体 |
| 2 | pH值 | 8.0 |
| 3 | 基液表观粘度（mPas，170 s-1） | 420 |
| 4 | 高温剪切粘度（mPas，170 s-1，80℃） | 210 |
| 5 | 携砂沉降速率（mm/min，80℃） | 6.60 |
| 6 | 破胶后粘度（mPas，170 s-1） | 3.0 |
| 7 | 残渣（mg/L） | 0 |
| 8 | 破胶液表面张力（mN/m） | 24.6 |
实施例2
称取十六烷基三甲基溴化铵12.0g，4.0g十四烷基二甲基氧化胺甜菜碱，加入到376g水中，充分混合得到均匀透明液体，再加入4.0g水杨酸钠和4.0g氯化钾，搅拌均匀，即得到清洁压裂液产品。对本实施例的压裂液性能进行检测，性能如下：
表2实施例2所得压裂液性能测试结果
| 序号 | 项目 | 结果 |
| 1 | 外观 | 无色粘稠液体 |
| 2 | pH值 | 8.0 |
| 3 | 基液表观粘度（mPas，170 s-1） | 290 |
| 4 | 高温剪切粘度（mPas，170 s-1，80℃） | 130 |
| 5 | 携砂沉降速率（mm/min，80℃） | 12.30 |
| 6 | 破胶后粘度（mPas，170 s-1） | 3.0 |
| 7 | 残渣（mg/L） | 0 |
| 8 | 破胶液表面张力（mN/m） | 24.1 |
实施例3
称取十八烷基三甲基氯化铵12.0g，6.0g十八烷基二甲基氧化胺甜菜碱，加入到372g水中，充分混合得到均匀透明液体，再加入4.0g苯甲酸酸钠和8.0g氯化钠，搅拌均匀，即得到清洁压裂液产品。对本实施例的压裂液性能进行检测，性能如下：
表3实施例32所得压裂液性能测试结果
| 序号 | 项目 | 结果 |
| 1 | 外观 | 无色粘稠液体 |
| 2 | pH值 | 8.0 |
| 3 | 基液表观粘度（mPas，170 s-1） | 330 |
| 4 | 高温剪切粘度（mPas，170 s-1，80℃） | 140 |
| 5 | 携砂沉降速率（mm/min，80℃） | 10.90 |
| 6 | 破胶后粘度（mPas，170 s-1） | 3.0 |
| 7 | 残渣（mg/L） | 0 |
| 8 | 破胶液表面张力（mN/m） | 23.7 |
实施例4
称取十八烷基三甲基溴化铵16.0g，8.0g牛油基二甲基氧化胺甜菜碱，加入到368g水中，充分混合得到均匀透明液体，再加入4.0g没食子酸钠和8.0g氯化钾，搅拌均匀，即得到清洁压裂液产品。对本实施例的压裂液性能进行检测，性能如下：
表4实施例4所得压裂液性能测试结果
| 序号 | 项目 | 结果 |
| 1 | 外观 | 无色粘稠液体 |
| 2 | pH值 | 8.5 |
| 3 | 基液表观粘度（mPas，170 s-1） | 460 |
| 4 | 高温剪切粘度（mPas，170 s-1，80℃） | 180 |
| 5 | 携砂沉降速率（mm/min，80℃） | 9.10 |
| 6 | 破胶后粘度（mPas，170 s-1） | 3.0 |
| 7 | 残渣（mg/L） | 0 |
| 8 | 破胶液表面张力（mN/m） | 25.2 |
实施例5
称取十八烷基三甲基溴化铵16.0g，16.0g十八烷基二羟乙基氧化胺，加入到368g水中，充分混合得到均匀透明液体，再加入4.0g水杨钠和8.0g氯化铵，搅拌均匀，即得到清洁压裂液产品。对本实施例的压裂液性能进行检测，性能如下：
表5实施例5所得压裂液性能测试结果
| 序号 | 项目 | 结果 |
| 1 | 外观 | 无色粘稠液体 |
| 2 | pH值 | 8.5 |
| 3 | 基液表观粘度（mPas，170 s-1） | 520 |
| 4 | 高温剪切粘度（mPas，170 s-1，80℃） | 210 |
| 5 | 携砂沉降速率（mm/min，80℃） | 5.82 |
| 6 | 破胶后粘度（mPas，170 s-1） | 3.0 |
| 7 | 残渣（mg/L） | 0 |
| 8 | 破胶液表面张力（mN/m） | 23.8 |
Claims (6)
1.一种清洁压裂液体系，其特征在于：压裂液体系组成为：按质量比，阳离子表面活性剂3%-6%，两性离子表面活性剂1%-4%，反离子0.5%-1.5%，电解质2%-5%，其余为水。
2.如权利要求1所述的所述的清洁压裂液体系，其特征在于：所述的阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或数种混合物。
3.如权利要求1所述的清洁压裂液体系，其特征在于：所述的两性离子表面活性剂为氧化胺类甜菜碱表面活性剂，选自十六烷基二甲基氧化胺，十八烷基二甲基氧化胺、牛油基二甲基氧化胺、十六烷基二羟乙基氧化胺或十八烷基二羟乙基氧化胺中的一种或数种混合物。
4.如权利要求1所述的的清洁压裂液体系，其特征在于：所述的反离子为结构中含有苯环的有机酸盐，选自水杨酸钠、十二烷基苯磺酸钠、苯甲酸钠、没食子酸钠、对羟基苯磺酸钠。
5.如权利要求1所述的清洁压裂液体系，其特征在于：所述的电解质盐为氯化钾、氯化钠、氯化铵中的一种或数种混合物。
6.如权利要求1所述的清洁压裂液体系的制备方法，其特征在于：该压裂液的制备方法如下：首先将阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂和水混合得到均匀透明液体，然后在搅拌的情况下向均匀透明液体中加入电解质盐和反离子的水溶液混合均匀得到。
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