CN108531160A - 一种自生能型清洁压裂液及其制备方法 - Google Patents

一种自生能型清洁压裂液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自生能型清洁压裂液，包括以下重量百分比的原料：C12‑C22季铵盐类阳离子表面活性剂1.5％～5.5％，水杨酸0.25％～0.70％，氯化物1.0％～4.0％，二氧化碳释放剂2.0％～4.5％，余量为水；所述氯化物为氯化钾和/或氯化铵，所述二氧化碳释放剂为碳酸钠或碳酸氢钠。另外，本发明还公开了该压裂液的制备方法。本发明的自生能型清洁压裂液与现有清洁压裂液相比，显著降低了制备成本；原料反应产生胶束促进剂的同时释放大量的CO2气体，形成凝胶泡沫，具有泡沫压裂液的性能特点，同时增加地层能量，有利于破胶液的返排；压裂液无残渣，伤害低，尤其适用于低压、低渗和低温油气增压裂增产。

Description

一种自生能型清洁压裂液及其制备方法
技术领域
本发明属于油田化学及压裂增产技术领域，具体涉及一种自生能型清洁压裂液及其制备方法。
背景技术
压裂是使油田增产的主要措施之一。在现有技术中，阳离子型清洁压裂液一般由不同碳链的季铵盐型表面活性剂、反向离子和无机盐复合而成。该压裂液具有组成简单、配液方便、无残渣、无破胶剂、抗盐性能好和低伤害等优点，倍受现场工程师的欢迎，适合于地渗、低压低温型油气储藏的压裂增产需要。但是压裂液的耐温性差，制备成本高一直影响大规模化的压裂施工。
二氧化碳泡沫压裂是利用液态二氧化碳与聚合物溶液或交联冻胶液混合形成的一种新型压裂携砂液技术。该压裂液的技术优势：液体用量少，一般可减少压裂液用量的50％-80％；滤失小，携砂能力强；返排效率高，对地层伤害低等特点。泡沫压裂液的泡沫稳定剂是合成的高分子聚合物和植物型胶类如瓜胶，气体依靠液态氮或者液态二氧化碳提供，尤其适合低压、低渗油气藏的压裂改造。在目前所普遍实用的泡沫压裂液制备方法中，氮气和二氧化碳一般由专门储存液氮和液态二氧化碳的特殊高压低温储罐提供，使得施工设备复杂、压裂液制备工艺繁琐压裂液制备成本高，不利于大规模现场应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种自生能型清洁压裂液。该压裂液利用原料之间的化学反应，在生成清洁压裂液所需的水杨酸钠的同时，产生大量的生产泡沫压裂液所需的气体二氧化碳，同时兼顾了清洁压裂液和泡沫压裂液两种技术优势，压裂液制备工艺简单，压裂施工简单。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自生能型清洁压裂液，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂1.5％～5.5％，水杨酸0.25％～0.70％，氯化物1.0％～4.0％，二氧化碳释放剂2.0％～4.5％，余量为水；所述氯化物为氯化钾和/或氯化铵，所述二氧化碳释放剂为碳酸钠或碳酸氢钠。
上述的一种自生能型清洁压裂液，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂3.0％～5.0％，水杨酸0.40％～0.60％，氯化物1.5％～3.5％，二氧化碳释放剂3.0％～4.5％，余量为水。
上述的一种自生能型清洁压裂液，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂4.0％，水杨酸0.5％，氯化物2.0％，二氧化碳释放剂4.5％，余量为水。
另外，本发明还提供了一种制备上述自生能型清洁压裂液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂、水杨酸和氯化物加入水中搅拌均匀，得到组分A；
步骤二、将二氧化碳释放剂溶解于水中，得到组分B；
步骤三、将步骤一中所述组分A和步骤二中所述组分B按照1:1的体积比一同注入油井内。
本发明依据粘弹性表面活性剂型清洁压裂液和自生气泡沫压裂液的技术特点，研究开发制备工艺简单且同时兼顾清洁压裂液和自生泡沫压裂液两种技术优势的自生能型清洁压裂液。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的自生能型清洁压裂液与现有清洁压裂液相比，显著降低了制备成本；与现有的二氧化碳泡沫压裂液技术相比，省去了液态二氧化碳运输、储存及液态二氧化碳的费用，减少了工艺和施工费用，节约了成本。
2、本发明将含有C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂、水杨酸和氯化物的组分A与含有二氧化碳释放剂的组分B一同注入油井内，原料反应产生胶束促进剂的同时释放大量的CO2气体，形成凝胶泡沫，具有泡沫压裂液的性能特点，同时增加地层能量，有利于破胶液的返排，兼顾了清洁压裂液和泡沫压裂液两种技术优势，压裂液制备工艺简单，压裂施工简单。
3、本发明的自生能型清洁压裂液制备成分简单，泡沫稳定性好，采用本发明的自生能型清洁压裂液进行施工，能自发产生大量气体，增加地层内部压力帮助返排，具有破胶液易返排、伤害低的特点。
4、本发明的自生能型清洁压裂液无残渣，伤害低，尤其适用于低压、低渗和低温油气增压裂增产。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例2的压裂液的粘度随剪切时间的变化曲线。
图2为本发明实施例4的压裂液的粘度随剪切时间的变化曲线。
具体实施方式
实施例1
本实施例的自生能型清洁压裂液，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂1.5％，水杨酸0.25％，氯化物4.0％，二氧化碳释放剂2.0％，余量为水；所述C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵，所述氯化物为氯化钾，所述二氧化碳释放剂为碳酸氢钠。
本实施例的自生能型清洁压裂液的制备方法为：
步骤一、将C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂、水杨酸和氯化物加入水中搅拌均匀，得到组分A；
步骤二、将二氧化碳释放剂溶解于水中，得到组分B；
步骤三、将步骤一中所述组分A和步骤二中所述组分B按照1:1的体积比一同注入油井内。
实施例2
本实施例的自生能型清洁压裂液，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂4.0％，水杨酸0.5％，氯化物2.0％，二氧化碳释放剂4.5％，余量为水；所述C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂为十八烷基二羟乙基甲基氯化铵，所述氯化物为氯化钾，所述二氧化碳释放剂为碳酸氢钠。
本实施例的自生能型清洁压裂液的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例的自生能型清洁压裂液，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂5.5％，水杨酸0.70％，氯化物1.0％，二氧化碳释放剂3.0％，余量为水；所述C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂为十八烷基甲基二羟乙基氯化铵，所述氯化物为氯化钾，所述二氧化碳释放剂为碳酸氢钠。
本实施例的自生能型清洁压裂液的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本实施例的自生能型清洁压裂液，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂3.0％，水杨酸0.4％，氯化物3.5％，二氧化碳释放剂3.5％，余量为水；所述C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂为十八烷基三甲基溴化铵，所述氯化物为氯化钾，所述二氧化碳释放剂为碳酸钠。
本实施例的自生能型清洁压裂液的制备方法与实施例1相同。
实施例5
本实施例的自生能型清洁压裂液，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂5.0％，水杨酸0.6％，氯化物1.5％，二氧化碳释放剂3.0％，余量为水；所述C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵，所述氯化物为氯化钾，所述二氧化碳释放剂为碳酸氢钠。
本实施例的自生能型清洁压裂液的制备方法与实施例1相同。
实施例6
本实施例的自生能型清洁压裂液，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂3.5％，水杨酸0.45％，氯化物1.5％，二氧化碳释放剂3.0％，余量为水；所述C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，所述氯化物为氯化铵，所述二氧化碳释放剂为碳酸氢钠。
本实施例的自生能型清洁压裂液的制备方法与实施例1相同。
实施例7
本实施例的自生能型清洁压裂液，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂4.5％，水杨酸0.5％，氯化物3.0％，二氧化碳释放剂3.0％，余量为水；所述C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵，所述氯化物为氯化钾，所述二氧化碳释放剂为碳酸钠。
本实施例的自生能型清洁压裂液的制备方法与实施例1相同。
实施例8
本实施例的自生能型清洁压裂液，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂4.0％，水杨酸0.4％，氯化物3.0％，二氧化碳释放剂3.0％，余量为水；所述C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂为二十二烯基二羟乙基甲基氯化铵，所述氯化物为等质量的氯化钾和氯化铵，所述二氧化碳释放剂为碳酸钠。
本实施例的自生能型清洁压裂液的制备方法与实施例1相同。
表1自生能型清洁压裂液泡沫质量
采用旋转流变仪(德国HAAKE公司Mas60)对实施例2和实施例4的自生能型清洁压裂液进行剪切试验，结果见图1和图2。从图中可以看出，在测试温度为70℃、压力为5MPa时，170s-1条件下连续剪切60min后，实施例2和实施例4的自生能型泡沫压裂液的有效粘度均在50mPa·s左右，满足压力携砂的要求。另外，一定质量的泡沫对提高压裂液的抗剪切性有利。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种自生能型清洁压裂液，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂1.5％～5.5％，水杨酸0.25％～0.70％，氯化物1.0％～4.0％，二氧化碳释放剂2.0％～4.5％，余量为水；所述氯化物为氯化钾和/或氯化铵，所述二氧化碳释放剂为碳酸钠或碳酸氢钠。
2.根据权利要求1所述的一种自生能型清洁压裂液，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂3.0％～5.0％，水杨酸0.40％～0.60％，氯化物1.5％～3.5％，二氧化碳释放剂3.0％～4.5％，余量为水。
3.根据权利要求2所述的一种自生能型清洁压裂液，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂4.0％，水杨酸0.5％，氯化物2.0％，二氧化碳释放剂4.5％，余量为水。
4.一种制备如权利要求1、2或3所述的自生能型清洁压裂液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将C12-C22季铵盐类阳离子表面活性剂、水杨酸和氯化物加入水中搅拌均匀，得到组分A；
步骤二、将二氧化碳释放剂溶解于水中，得到组分B；
步骤三、将步骤一中所述组分A和步骤二中所述组分B按照1:1的体积比一同注入油井内。
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