CN106167697A - 一种油气田压裂助排组合物、压裂助排剂及其制备方法 - Google Patents

一种油气田压裂助排组合物、压裂助排剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种油气田压裂助排组合物、压裂助排剂及其制备方法，属于油气田压裂技术领域。本发明的油气田压裂助排组合物，包括如下重量份数的组分：有机硅聚氧乙烯醚0.1‑10.0份、脂肪醇聚氧乙烯醚1‑10份、二烷基甲基氧化胺0.1‑5.0份、溶剂0‑20份；所述二烷基甲基氧化胺为二辛基甲基氧化胺、二癸基甲基氧化胺中的一种。本发明的压裂助排组合物采用有机硅聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚搭配，并加入了二烷基甲基氧化胺，减少了含氟表面活性剂的使用，同时对压裂液的表面张力和界面张力有较大幅度的降低，与其他助剂的配伍性能良好。

Description

一种油气田压裂助排组合物、压裂助排剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种油气田压裂助排组合物、压裂助排剂及其制备方法，属于油气田压裂技术领域。
背景技术
油气田压裂过程中，注入的压裂液越多即滤失量越大则对岩心的伤害越大，滤失的压裂液在地层中滞留的时间越长对地层的伤害也越大。因此，减少压裂液的滤失、加快和提高压裂液的返排是减小压裂液伤害的重要措施。特别是对于低渗、特低渗油气藏，压裂改造过程中有大量外来液体浸入储层，会造成严重的油气层伤害，因此及时高效地返排出流体尤为重要。
在现有技术中，通过加入助排剂降低压裂液的表面张力、毛管阻力，迅速安全地将压裂液返排出，是有效提高返排率的措施之一。由于氟表面活性剂具有优越的表面活性，氟碳表面活性剂水溶液的最低表面张力可达20mN/m以下，甚至到15mN/m左右。为了获得更低的表面张力，目前国内各油田都广泛地使用氟碳表面活性剂与碳氢表面活性剂进行复配得到的助排剂，碳氢表面活性剂一般采用阳离子型和两性甜菜碱表面活性剂。
公开号为CN101538462A的中国发明专利(公开日为2009年9月23日)公开了一种油井助排剂，该油井助排剂的组分包括十二烷基二甲基苄基氯化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-4、脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-6，聚氧乙烯烷基醇醚-8(JFC)、氟碳表面活性剂FN-3，该油井助排剂鞥能够降低施工残液在储层中流动的粘附力，加快残液返排。但是该油井助排剂中添加了含氟的表面活性剂，在储层中降解的速度较慢，容易在自然界中导致累积而对环境造成破坏。
在含氟表面活性剂中，全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)衍生物也是应用较多的表面活性剂。研究表明，PFOA和PFOS的性质很稳定，极难分解而且具有生物累积性和环境持久性，到目前为止，还没有发现PFOA在自然条件下发生降解的途径，2007年，在美国环境保护署(EPA)的倡导下，包括杜邦在内的8家美国公司与EPA签订了PFOA减排协议，同意分阶段停止使用PFOA，并于2015年前在所有产品中全面禁用PFOA。虽然杜邦公司推出了短链C6全氟表面活性剂，但是同样面临着生物累积性和环境持久性。
随着体积压裂技术的广泛使用，压裂工作液量3-5万方/井，现场人员在短时间大量接触化学品添加剂，容易造成人身伤害，同时添加剂最终以各种形式排放到大自然中，面临的环境问题也日益严重。因此，在满足油气田使用对返排效果要求的情况下，为了尽可能地减少对人体和环境带来的损害，采用无毒或者低毒、可生物降解的表面活性剂来制备助排剂是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种返排效果好的、无氟的油气田压裂助排组合物。本发明的目的还在于提供一种压裂助排剂及其制备方法。
为了实现以上目的，本发明的油气田压裂助排组合物的技术方案如下：
一种油气田压裂助排组合物，包括如下重量份数的组分：有机硅聚氧乙烯醚0.1-10.0份、脂肪醇聚氧乙烯醚1-10份、二烷基甲基氧化胺0.1-5.0份、溶剂0-20份；所述二烷基甲基氧化胺为二辛基甲基氧化胺、二癸基甲基氧化胺中的一种。
本发明的压裂助排剂的技术方案如下：
一种压裂助排剂，由如下重量百分比的组分组成：有机硅聚氧乙烯醚0.1-10.0％、脂肪醇聚氧乙烯醚1-10％、二烷基甲基氧化胺0.1-5.0％、溶剂0-20％，余量为水；所述二烷基甲基氧化胺为二辛基甲基氧化胺、二癸基甲基氧化胺中的一种。
本发明的压裂助排组合物及压裂助排剂采用有机硅聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚搭配，并加入了二烷基甲基氧化胺，减少了含氟表面活性剂的使用，同时对压裂液的表面张力和界面张力有较大幅度的降低，与其他助剂的配伍性能良好。
本发明的压裂助排组合物及压裂助排剂中，所述有机硅聚氧乙烯醚为七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚。有机硅表面活性剂与一般表面活性剂相比，表面张力极低、具有超润湿性和良好的铺展性能、配伍性能好,无毒副作用，还具有气孔渗透性和良好的抗冲刷性能。
本发明的压裂助排组合物及压裂助排剂中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为现有技术中常用的脂肪醇聚氧乙烯醚，如平平加O-8、AEO9、E1310中的一种或者几种。
本发明的压裂助排组合物及压裂助排剂中，所述溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇中的一种或者几种。
本发明的压裂助排剂的制备方法的技术方案如下：
上述压裂助排剂的制备方法，包括如下步骤：
将有机硅聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、二烷基甲基氧化胺、溶剂加入水中，40-60℃下混合均匀，即得。
本发明的压裂助排剂的制备方法操作简单，制备效率高，适于在油气田施工现场配制，使用方便。
所述混合均匀采用的方式为搅拌30min。
所述有机硅聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、二烷基甲基氧化胺先加入占水总质量的10％-30％的水中，在混合均匀后再加入剩余的水。进一步优选为加入总质量10-15％的水中。
本发明的油气田压裂助排剂为一种无氟助排剂，能够克服现有技术中的助排剂面临的生物累积性和环境持久性问题，能够降低油气田压裂液表界面张力，并与其他各种助剂具有良好的配伍性，尤其与阴离子型聚丙烯酰胺减阻水压裂液配伍性非常好。
附图说明
图1为本发明的实施例1的压裂助排剂的表、界面张力测试曲线；
图2为本发明的实施例2的压裂助排剂的表、界面张力测试曲线；
图3为本发明的实施例3的压裂助排剂的表、界面张力测试曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。
实施例1
本实施例的油气田压裂助排组合物由如下重量的组分组成：30kg七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚、100kg脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9、10kg二癸基甲基氧化胺。
本实施例的压裂助排剂由如下重量的组分组成：30kg七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚、100kg脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9、10kg二癸基甲基氧化胺、860kg水。
本实施例的压裂助排剂的制备方法包括如下步骤：在夹套反应釜中，加入100kg软水，开启反应釜的搅拌装置进行搅拌，同时开启加热装置升温至50℃，依次加入七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9、二癸基甲基氧化胺，然后再补加剩余的760kg水，搅拌30min，即得。
实施例2
本实施例的油气田压裂助排组合物由如下重量的组分组成：40kg七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚、150kg异构十三醇聚氧乙烯醚E1310、25kg二癸基甲基氧化胺、50kg溶剂异丙醇。
本实施例的压裂助排剂由如下重量的组分组成：40kg七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚、150kg异构十三醇聚氧乙烯醚E1310、25kg二癸基甲基氧化胺、50kg溶剂异丙醇、735kg水。
本实施例的压裂助排剂的制备方法包括如下步骤：在夹套反应釜中，加入100kg软水，开启反应釜的搅拌装置进行搅拌，同时开启加热装置升温至50℃，依次加入40kg七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚、150kg异构十三醇聚氧乙烯醚E1310、25kg二癸基甲基氧化胺、50kg溶剂异丙醇，然后再补加剩余的635kg水，搅拌30min，即得。
实施例3
本实施例的油气田压裂助排组合物由如下重量的组分组成：100kg七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚、50kg平平加O-9、50kg异构十三醇聚氧乙烯醚E1310、30kg二辛基甲基氧化胺、10kg二癸基甲基氧化胺、50kg溶剂乙醇。
本实施例的压裂助排剂由如下重量的组分组成：100kg七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚、50kg平平加O-9、50kg异构十三醇聚氧乙烯醚E1310、30kg二辛基甲基氧化胺、10kg二癸基甲基氧化胺、50kg溶剂乙醇、710kg水。
本实施例的压裂助排剂的制备方法包括如下步骤：在夹套反应釜中，加入100kg软水，开启反应釜的搅拌装置进行搅拌，同时开启加热装置升温至50℃，依次加入100kg七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚、50kg平平加O-9、50kg异构十三醇聚氧乙烯醚E1310、30kg二辛基甲基氧化胺、10kg二癸基甲基氧化胺、50kg溶剂乙醇，然后再补加剩余的610kg水，搅拌30min，即得。
实验例
1)在100g蒸馏水中加入0.15g实施例1、2、3中的压裂助排剂，在25℃下，用德国KRUSS全自动表面张力仪K100测试其表界面张力，测试结果分别如图1、图2、图3所示。
2)将实施例1-3的压裂助排剂分别与不同种类的增稠剂配制成0.3％的稠化剂溶液，观察其配伍性，结果如表1所示。
表1实施例1-3中的压裂助排剂分别与不同种类的增稠剂的配伍性
由上表可知，本发明提供的助排剂与羟丙基瓜胶、阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙酰胺类增稠剂无絮状物或者絮凝现象，配伍性良好。

Claims (10)

1.一种油气田压裂助排组合物，其特征在于，包括如下重量份数的组分：有机硅聚氧乙烯醚0.1-10.0份、脂肪醇聚氧乙烯醚1-10份、二烷基甲基氧化胺0.1-5.0份、溶剂0-20份；所述二烷基甲基氧化胺为二辛基甲基氧化胺、二癸基甲基氧化胺中的一种。
2.如权利要求1所述的油气田压裂助排组合物，其特征在于，所述有机硅聚氧乙烯醚为七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚。
3.如权利要求1所述的油气田压裂助排组合物，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为平平加O-8、AEO9、E1310中的一种或者几种。
4.如权利要求1所述的油气田压裂助排组合物，其特征在于，所述溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇中的一种或者几种。
5.一种压裂助排剂，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：有机硅聚氧乙烯醚0.1-10.0％、脂肪醇聚氧乙烯醚1-10％、二烷基甲基氧化胺0.1-5.0％、溶剂0-20％，余量为水；所述二烷基甲基氧化胺为二辛基甲基氧化胺、二癸基甲基氧化胺中的一种。
6.如权利要求5所述的压裂助排剂，其特征在于，所述有机硅聚氧乙烯醚为七甲基四硅氧烷聚氧乙烯醚。
7.如权利要求5所述的压裂助排剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为平平加O-8、AEO9、E1310中的一种或者几种。
8.如权利要求5所述的压裂助排剂，其特征在于，所述溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇中的一种或者几种。
9.如权利要求5所述的压裂助排剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将有机硅聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、二烷基甲基氧化胺、溶剂加入水中，40-60℃下混合均匀，即得。
10.如权利要求9所述的压裂助排剂的制备方法，其特征在于，所述混合均匀采用的方式为搅拌30min。
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