CN106350055A - 超高温压裂液体系 - Google Patents

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谭锐
党伟
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Abstract

本发明公开了一种超高温压裂体系，包括以下重量份的组分(按总重量份为100份计)：0.5～0.7份羧甲基羟丙基胍胶，0.4～0.6份聚丙烯酰胺，0.4～0.6份聚乙烯醇，0.7～1.0份调理剂，0.5～0.7份防膨剂，0.5～0.7份助排剂，0.9～1.1份交联剂，0.05～0.07破胶剂，余量为水；所述聚丙烯酰胺的分子量为600～1200万，所述聚乙烯醇为醇解度为99％、分子量为1700万～2400万的固态聚乙烯醇；该超高温压裂液体系利用聚乙烯醇分子和聚丙烯酰胺分子对胍胶分子的保护作用，达到耐温200度的使用要求；通过聚乙烯醇分子的加入，减少了普通超高温压裂液体系对聚丙烯酰胺分子量的要求，对减小超高温压裂液基液粘度具有重要的指导意义。

Description

超高温压裂液体系
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种超高温压裂液体系。
背景技术
通常对低渗透率井进行水力压裂来提高它们的导流能力，并最终提高产油率。压裂增产用液体经过近百年的研究与发展，形成了以胍胶压裂液为主的压裂液体系。
近年来，随着世界对能源需求量的不断增加和勘探技术的进步，油气资源开发不断向纵深发展，井深大于4000m，温度超过170℃的异常高温井数日益增多，目前深气井最有效的强化增产技术仍是水力压裂，因此，耐温能力高于170℃，甚至200℃的压裂液体系开发很有必要性。
目前的超高温压裂液大多是采用羧甲基胍胶与聚丙烯酰胺复配获得，但是都对聚丙烯酰胺的分子量要求较高，在增加成本的同时也会导致压裂液基液的粘度较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够同时达到耐温200℃的使用要求有效减少普通超高温压裂液体系对聚丙烯酰胺分子量的要求的超高温压裂液体系。
为此，本发明技术方案如下：
一种超高温压裂液体系，包括以下重量份的组分(按总重量份为100份计)：
0.5～0.7份羧甲基羟丙基胍胶，0.4～0.6份聚丙烯酰胺，0.4～0.6份聚乙烯醇，0.7～1.0份调理剂，0.5～0.7份防膨剂，0.5～0.7份助排剂，0.9～1.1份交联剂，0.05～0.07破胶剂，余量为水；
其中，所述聚丙烯酰胺的分子量为600～1200万，所述聚乙烯醇为醇解度为99％、分子量为1700万～2400万的固态聚乙烯醇。
通过将羧甲基羟丙基胍胶、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇三者按照一定比例进行混合，由于羧甲基羟丙基胍胶与聚丙烯酰胺之间、羧甲基羟丙基胍胶与聚乙烯醇之间形成稳定的氢键，即使胍胶的分子链在高温时断裂，该氢键仍然存在，能够提高胍胶高温时的稳定性和抗剪切性，。
优选，所述固态聚乙烯醇的目数大于200目。
优选，所述调理剂为氢氧化钠或者碳酸钠溶液。
优选，所述防膨剂为KCl。
优选，所述交联剂为有机硼锆交联剂。
优选，所述破胶剂为过硫酸铵。
该超高温压裂液体系的制备和实施方法：
在搅拌状态下，将一定比例的羧甲基羟丙基胍胶、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇依次慢慢加入到水中，搅拌20min，得到压裂液增稠剂水溶液；然后将调理剂、助排剂和防硼剂加入到上述压裂液增稠剂水溶液中，搅拌均匀，得到压裂液基液，储存、备用；现场进行压裂作业时，向上述基液中加入交联剂和破胶剂，搅拌，直至形成压裂液冻胶，打入底层。
交联剂和破胶剂现用现配，即现场施工时与压裂液基液混合后打入底层；其中，交联剂与压裂液基液混合后1min即发生交联反应，而破胶剂要等到进入底层后在地下高温环境下起作用。
与现有技术相比，该超高温压裂液体系利用聚乙烯醇分子和聚丙烯酰胺分子对胍胶分子的保护作用，达到耐温200度的使用要求；同时，通过聚乙烯醇分子的加入，减少了普通超高温压裂液体系对聚丙烯酰胺分子量的要求，对减小超高温压裂液基液粘度具有重要的指导意义。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的超高温压裂液体系(未加入破胶剂前)的剪切粘度随时间变化曲线；
图2为本发明实施例2制备的超高温压裂液体系(未加入破胶剂前)的剪切粘度随时间变化曲线；
图3为本发明实施例3制备的超高温压裂液体系(未加入破胶剂前)的剪切粘度随时间变化曲线；
图4为本发明实施例4制备的超高温压裂液体系(未加入破胶剂前)的剪切粘度随时间变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
在下述实施例1～4中，交联剂选用北京希涛技术开发有限公司生产的SJL 283型有机硼锆交联剂；助排剂选用滨州慧源石油技术有限公司生产的HY207型助排剂；其余各组分也均从市场购买得到。
实施例1
一种超高温压裂液体系，通过下述方法制备：
在搅拌状态下，将0.5份的羧甲基羟丙基胍胶、0.4份分子量为600万的聚丙烯酰胺和0.4份醇解度为99％，分子量为2400万的聚乙烯醇依次慢慢加入到96份水中，搅拌20min，得到压裂液增稠剂水溶液；然后将0.8份10wt％的氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液(氢氧化钠与碳酸钠的质量比为1:2)、0.5份助排剂和0.5份KCl加入到上述压裂液增稠剂水溶液中，搅拌均匀，得到压裂液基液；现场进行压裂作业时，向上述基液中加入0.9份交联剂搅拌直至形成冻胶压裂液，而后加入0.005份破胶剂混匀后打入底层。
其中，压裂液基液粘度为78mPa·s；添加0.005份破胶剂后，破胶液粘度低于5mPa·s，满足现场需求。
如图1所示为采用RS6000流变仪对本实施例1未加入破胶剂时的的冻胶压裂液的耐温耐剪切性能进行测试。其中，线(I)为温度变化曲线，线(II)为剪切年度随时间变化曲线，图2～图4同。
从图1可以看出，当测试温度为198℃，剪切速率为170s-1条件下，剪切65min，压裂液粘度能够保持在62mPa·s以上，具有较好的耐温耐剪切性能。
实施例2
一种超高温压裂液体系，通过下述方法制备：
在搅拌状态下，将0.7份的羧甲基羟丙基胍胶、0.6份分子量为1200万的聚丙烯酰胺和0.6份醇解度为99％，分子量为1700万的聚乙烯醇依次慢慢加入到94.7份水中，搅拌20min，得到压裂液增稠剂水溶液；然后将0.9份10wt％的氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液(氢氧化钠与碳酸钠的质量比为1:4)、0.7份助排剂和0.7份KCl加入到上述压裂液增稠剂水溶液中，搅拌均匀，得到压裂液基液；现场进行压裂作业时，向上述基液中加入1.1份交联剂搅拌直至形成冻胶压裂液，而后加入0.007份破胶剂混匀后打入底层。
其中，压裂液基液粘度为98mPa·s；添加0.007份破胶剂后，破胶液粘度低于5mPa·s，满足现场需求。
如图2所示为采用RS6000流变仪对本实施例2未加入破胶剂时的的冻胶压裂液的耐温耐剪切性能进行测试。从图2可以看出，当测试温度为200℃，剪切速率为170s-1条件下，剪切65min，压裂液粘度能够保持在170mPa·s以上，具有较好的耐温耐剪切性能。
实施例3
一种超高温压裂液体系，通过下述方法制备：
在搅拌状态下，将0.6份的羧甲基羟丙基胍胶、0.5份分子量为600万的聚丙烯酰胺和0.5份醇解度为99％，分子量为1700万的聚乙烯醇依次慢慢加入到95.5份水中，搅拌20min，得到压裂液增稠剂水溶液；然后将0.7份10wt％的氢氧化钠溶液、0.6份助排剂和0.6份KCl加入到上述压裂液增稠剂水溶液中，搅拌均匀，得到压裂液基液；现场进行压裂作业时，向上述基液中加入1.0份交联剂搅拌直至形成冻胶压裂液，而后加入0.006份破胶剂混匀后打入底层。
其中，压裂液基液粘度为87mPa·s；添加0.006份破胶剂后，破胶液粘度低于5mPa·s，满足现场需求。
如图3所示为采用RS6000流变仪对本实施例3未加入破胶剂时的的冻胶压裂液的耐温耐剪切性能进行测试。从图3可以看出，当测试温度为200℃，剪切速率为170s-1条件下，剪切65min，压裂液粘度能够保持在100mPa·s以上，具有较好的耐温耐剪切性能。
实施例4
一种超高温压裂液体系，通过下述方法制备：
在搅拌状态下，将0.6份的羧甲基羟丙基胍胶、0.5份分子量为600万的聚丙烯酰胺和0.6份醇解度为99％，分子量为2400万的聚乙烯醇依次慢慢加入到95.1份水中，搅拌20min，得到压裂液增稠剂水溶液；然后将1.0份10wt％的氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液(氢氧化钠与碳酸钠的质量比为1:1)、0.6份助排剂和0.6份KCl加入到上述压裂液增稠剂水溶液中，搅拌均匀，得到压裂液基液；现场进行压裂作业时，向上述基液中加入1.0份交联剂搅拌直至形成冻胶压裂液，而后加入0.006份破胶剂混匀后打入底层。
其中，压裂液基液粘度为80mPa·s；添加0.006份破胶剂后，破胶液粘度低于5mPa·s，满足现场需求。
如图4所示为采用RS6000流变仪对本实施例4未加入破胶剂时的的冻胶压裂液的耐温耐剪切性能进行测试。从图4可以看出，当测试温度为200℃，剪切速率为170s-1条件下，剪切65min，压裂液粘度能够保持在110mPa·s以上，具有较好的耐温耐剪切性能。
综上所述，该超高温压裂液体系通过将羧甲基羟丙基胍胶、聚乙烯醇分子和聚丙烯酰胺以一定比例进行复配，制备出耐温温度能够达到200℃，且与现有普遍使用的超高温压裂液体系相比，其在剪切速率为170s-1条件下50min后即可满足压裂施工要求，性能更优。

Claims (6)

1.一种超高温压裂液体系，其特征在于，包括以下重量份的组分(按总重量份为100份计)：0.5～0.7份羧甲基羟丙基胍胶，0.4～0.6份聚丙烯酰胺，0.4～0.6份聚乙烯醇，0.7～1.0份调理剂，0.5～0.7份防膨剂，0.5～0.7份助排剂，0.9～1.1份交联剂，0.05～0.07破胶剂，余量为水；其中，所述聚丙烯酰胺的分子量为600～1200万，所述聚乙烯醇为醇解度为99％、分子量为1700万～2400万的固态聚乙烯醇。
2.根据权利要求1所述的超高温压裂液体系，其特征在于，所述固态聚乙烯醇的目数大于200目。
3.根据权利要求1所述的超高温压裂液体系，其特征在于，所述调理剂为氢氧化钠或者碳酸钠溶液。
4.根据权利要求1所述的超高温压裂液体系，其特征在于，所述防膨剂为KCl。
5.根据权利要求1所述的超高温压裂液体系，其特征在于，所述交联剂为有机硼锆交联剂。
6.根据权利要求1所述的超高温压裂液体系，其特征在于，所述破胶剂为过硫酸铵。
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