CN106497535A - 一种耐高温耐剪切无水压裂液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温耐剪切无水压裂液及其制备方法，该压裂液，以重量份数计，包含以下组分：交联剂4‑5份，二烷基磷酸酯铁5‑7份，柠檬酸三钠1‑2份，低碳烃烷烃100份；其中所述交联剂包含以下成分：铝盐，交联促进剂，水。该无水压裂液，耐温性好，耐剪切性能佳，制备工艺简单，十分适合非常规油气藏开采使用。

Description

一种耐高温耐剪切无水压裂液及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油开采领域，特别是涉及一种耐高温耐剪切无水压裂液及其制备方法。
背景技术
随着工业化程度的逐渐增加，油气供需矛盾逐渐加剧，常规油气资源面临着产能降低甚至枯竭的问题，这使得页岩气，致密油气等非常规油气资源受到越来越多的重视。
页岩气是一种非常规油气资源，已经在北美地区有了较好的开发，随着资源的使用，我国液在不断的加大页岩气开发与研究力度。页岩气的开发过程中，一般会使用大型水力压裂的方法进行压裂，在施工过程中，每压裂一口井大约需要消耗上百万立方的水，并且，使用的压裂液中含有大量的化学物质，这会污染水资源，破坏生态环境。如果在开采过程中使用无水压裂的方法，那么在压裂过程中几乎不需要使用水，同时液化石油气与油气藏具有良好的配伍性，几乎可以做到完全返排。此外，无水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。无水压裂技术主要包括油基压裂技术、氮气泡沫压裂液技术、液态CO2压裂液技术和超临界CO2压裂液技术、液化石油气压裂液技术等。研究开发适合于非常规油气藏开发的无水压裂液有着较高的实用价值。
中国专利201410272506.8公开了一种适合非常规储层压裂用无水压裂液及其制备方法，由以下质量百分比的原料制成：胶凝剂1.0％-2.0％，胶束促进剂2.0％-4.0％，温度稳定剂0.1％-0.5％，余量为烷基烃类；所述温度稳定剂为氨基磺酸或十二烷基苯磺酸，烷基烃类为丙烷、丁烷和戊烷中的一种或几种；所述胶凝剂为二烷基磷酸酯铁；所述胶束促进剂为含三价金属离子的有机络合物。另外，该发明还公开了该无水压裂液的制备方法。该发明的胶凝剂在常温下为液体，流动性好，压裂液制备工艺简单，在地层温度和压力下压裂液气化，通过井管排出地面后可再回收利用，无废液外排和污染，具有环保等优点。但是该压裂液的耐高温和耐剪切性能还有待提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温耐剪切无水压裂液，该无水压裂液，耐温性好，耐剪切性能佳，制备工艺简单，十分适合非常规油气藏开采使用。
本发明的另一目的是提供该耐高温耐剪切无水压裂液的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种耐高温耐剪切无水压裂液，以重量份数计，包含以下组分：交联剂4-5份，二烷基磷酸酯铁5-7份，柠檬酸三钠1-2份，低碳烃烷烃100份；其中所述交联剂包含以下成分：铝盐，交联促进剂，水。
作为上述技术方案的优选，所述低碳烃烷烃为碳原子数为5-7的烷烃。
作为上述技术方案的优选，所述交联剂中各组分的含量，以重量分数计：铝盐22-35份，交联促进剂3-6份，水32-55份。
作为上述技术方案的优选，所述交联剂中铝盐为硫酸铝、硫化铝、氯化铝、偏铝酸钠和硝酸铝中的一种或多种混合物。
作为上述技术方案的优选，所述交联剂中铝盐为硫酸铝和偏铝酸钠的混合物。
作为上述技术方案的优选，所述交联剂中交联促进剂为二乙烯三胺、乙醇胺和异丙醇胺中的一种或多种混合物。
一种耐高温耐剪切无水压裂液的制备方法，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入32-55份水，再加入铝盐22-35份，超声分散30-45min，之后加入3-6份交联促进剂反应，搅拌20-40min，制得交联剂；
(2)将二烷基磷酸酯铁5-7份加入到100份的低碳烃烷烃中，搅拌均匀，加入柠檬酸三钠1-2份，之后将上一步骤制备的交联剂4-5份加入其中，搅拌4-5min，既得耐高温耐剪切无水压裂液。
本发明具有以下有益效果，本发明通过改良交联剂体系，提高整个压裂液体系的耐温性能和耐剪切性能，而且交联剂中无需使用醇类复合溶剂，降低了生产成本，简化了制备工艺。该压裂液的耐高温和耐剪切性能较高，可以在150℃环境下，经170s-1转速下剪切2h，仍保持较好的粘性，十分适合非常规油气藏开采使用。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
(1)向反应釜中加入32份水，再加入硫酸铝22份，超声分散30min，之后加入3份二乙烯三胺反应，搅拌30min，制得交联剂；
(2)将二烷基磷酸酯铁5份加入到100份的戊烷中，搅拌均匀，加入柠檬酸三钠1份，之后将上一步骤制备的交联剂4份加入其中，搅拌5min，既得耐高温耐剪切无水压裂液。
该裂解液在150℃环境下，经170s-1转速下剪切2h，粘度为60mPa.s以上。
实施例2
(1)向反应釜中加入36份水，再加入硫化铝32份，超声分散45min，之后加入4份异丙醇胺反应，搅拌35min，制得交联剂；
(2)将二烷基磷酸酯铁7份加入到100份的己烷中，搅拌均匀，加入柠檬酸三钠2份，之后将上一步骤制备的交联剂5份加入其中，搅拌5min，既得耐高温耐剪切无水压裂液。
该裂解液在150℃环境下，经170s-1转速下剪切2h，粘度为60mPa.s以上。
实施例3
(1)向反应釜中加入42份水，再加入氯化铝28份，超声分散30min，之后加入5份异丙醇胺反应，搅拌20min，制得交联剂；
(2)将二烷基磷酸酯铁6份加入到100份的戊烷中，搅拌均匀，加入柠檬酸三钠1份，之后将上一步骤制备的交联剂5份加入其中，搅拌4min，既得耐高温耐剪切无水压裂液。
该裂解液在150℃环境下，经170s-1转速下剪切2h，粘度为60mPa.s以上。
实施例4
(1)向反应釜中加入47份水，再加入硝酸铝35份，超声分散30min，之后加入6份二乙烯三胺反应，搅拌30min，制得交联剂；
(2)将二烷基磷酸酯铁7份加入到100份的己烷中，搅拌均匀，加入柠檬酸三钠2份，之后将上一步骤制备的交联剂4份加入其中，搅拌5min，既得耐高温耐剪切无水压裂液。
该裂解液在150℃环境下，经170s-1转速下剪切2h，粘度为60mPa.s以上。
实施例5
(1)向反应釜中加入55份水，再加入硫酸铝和偏铝酸钠质量比为1:1的混合物24份，超声分散45min，之后加入4份乙醇胺反应，搅拌30min，制得交联剂；
(2)将二烷基磷酸酯铁5份加入到100份的庚烷中，搅拌均匀，加入柠檬酸三钠2份，之后将上一步骤制备的交联剂4份加入其中，搅拌5min，既得耐高温耐剪切无水压裂液。
该裂解液在150℃环境下，经170s-1转速下剪切2h，粘度为60mPa.s以上。

Claims (7)

1.一种耐高温耐剪切无水压裂液，其特征在于，以重量份数计，包含以下组分：交联剂4-5份，二烷基磷酸酯铁5-7份，柠檬酸三钠1-2份，低碳烃烷烃100份；其中所述交联剂包含以下成分：铝盐，交联促进剂，水。
2.根据权利要求1所述的耐高温耐剪切无水压裂液，其特征在于，所述低碳烃烷烃为碳原子数为5-7的烷烃。
3.根据权利要求1所述的耐高温耐剪切无水压裂液，其特征在于，所述交联剂中各组分的含量，以重量分数计：铝盐22-35份，交联促进剂3-6份，水32-55份。
4.根据权利要求1所述的耐高温耐剪切无水压裂液，其特征在于，所述交联剂中铝盐为硫酸铝、硫化铝、氯化铝、偏铝酸钠和硝酸铝中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的耐高温耐剪切无水压裂液，其特征在于，所述交联剂中铝盐为硫酸铝和偏铝酸钠的混合物。
6.根据权利要求1所述的耐高温耐剪切无水压裂液，其特征在于，所述交联剂中交联促进剂为二乙烯三胺、乙醇胺和异丙醇胺中的一种或多种混合物。
7.一种耐高温耐剪切无水压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入32-55份水，再加入铝盐22-35份，超声分散30-45min，之后加入3-6份交联促进剂反应，搅拌20-40min，制得交联剂；
(2)将二烷基磷酸酯铁5-7份加入到100份的低碳烃烷烃中，搅拌均匀，加入柠檬酸三钠1-2份，之后将上一步骤制备的交联剂4-5份加入其中，搅拌4-5min，既得耐高温耐剪切无水压裂液。
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