CN108707454B - 一种稠化剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稠化剂及其应用，由以下重量百分比的物质组成：表面活性剂50‑65%，有机溶剂15‑25%，余量为水。该稠化剂根据表面活性剂耐盐性的差别及分子间的协同促进作用，通过选用不同类型的表面活性剂进行复配，在不同的矿化度下分别发挥作用，且随着盐浓度的增加，促进棒状、虫状胶束的生长，胶束逐渐增大，使得体系的粘度迅速增大。具有耐高矿化度、重复利用等特点，在高矿化度条件下无需化学处理，可直接用于配制压裂液或者驱油剂，实现多种类型返排液的重复利用，通过采用“清水配制压裂液‑返排配制压裂液‑末端返排液配制驱油剂”的现场施工模式，实现油田作业“零污染、零排放”的目标。
Description
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，具体涉及一种稠化剂及其应用，主要用于油田压裂增产改造施工。
背景技术
当前油气田开发中，返排液重复利用是迫切需要解决的一大关键难题，而目前普遍在用的植物胶和聚合物压裂液体系虽然较之前在重复利用性能方面有所突破，但耐矿化度性能仍较差，尤其是酸压合排液，不仅矿化度高，且pH值低，导致返排液无法直接回用，井场残存大量返排液，占罐高，给施工组织带来很大难度。若采用化学方式处理后进行回用，又存在处理工艺流程复杂、处理效率低、处理费用昂贵等问题。
为此，急需开发一种压裂液用增稠剂，在高矿化度条件下无需化学处理，即可实现自身返排液、胍胶返排液、聚合物返排液、酸液合排液等多种类型返排液的重复利用，且末端返排液经简单处理，可作为调驱剂使用，不仅能有效解决了现场返排液的回收利用难题，实现了节能减排和降本增效的目的，且达到了油田现场作业“零污染、零排放”的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稠化剂，解决了现场返排液的回收利用难题。
本发明的另一个目的在于提供一种稠化剂的应用。
本发明提供的技术方案如下：
一种稠化剂，由以下重量百分比的物质组成：表面活性剂50-65%，有机溶剂15-25%，余量为水。
所述表面活性剂为芥酸酰胺丙基二甲胺、油酸酰胺丙基二甲基叔胺、脂肪醇单乙酸酰胺、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺、芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱、油酸酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、十六烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱、十八烷基羟磺基甜菜碱中的三种或三种以上。
所述有机溶剂为甲醇、乙醇或丙醇。
所述表面活性剂为55%，有机溶剂18%，水为27%。
一种稠化剂的应用，加入压裂返排液或水中配制清洁压裂液。
稠化剂的用量占压裂返排液或水质量的1.8-2.2%。
所述压裂返排液矿化度在10×104-10×105mg/L，pH值在4-7之间。
所述压裂返排液包括植物胶类返排液、聚合物类返排液、酸压合排液和自身返排液。
所述水包括清水和采出水。
所述裂返排液需首先进行除油除杂处理。
本发明的有益效果是：
本发明提供的这种稠化剂根据表面活性剂耐盐性的差别及分子间的协同促进作用，通过选用不同类型的表面活性剂进行复配，在不同的矿化度下分别发挥作用，且随着盐浓度的增加，促进棒状、虫状胶束的生长，胶束逐渐增大，使得体系的粘度迅速增大。
该稠化剂具有耐高矿化度、重复利用等特点，在高矿化度条件下无需化学处理，可直接用于配制压裂液或者驱油剂，实现自身返排液、植物胶类返排液、聚合物类返排液等多种类型返排液的重复利用，通过采用“清水配制压裂液---返排配制压裂液---末端返排液配制驱油剂”的现场施工模式，解决现场返排液的罐存问题和处理难题，避免了处理费用，实现降本增效的目的，无末端污水产生，实现油田作业“零污染、零排放” 的目标。同时增稠快，无需提前配液，可满足连续混配施工要求，缩短作业周期，实现提速提效的目的。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1 是稠化剂加入配液水中粘度随时间变化曲线；
图2是稠化剂采用清水配制压裂液耐温曲线；
图3是稠化剂采用不同矿化度水配制压裂液耐温曲线；
图4是稠化剂采用清水配制压裂液耐温耐剪切曲线；
图5是稠化剂采用植物胶和聚合物返排液配制压裂液耐温耐剪切曲线；
图6是稠化剂采用酸压合排液配制压裂液耐温耐剪切曲线。
具体实施方式
本发明提供了一种稠化剂，由以下重量百分比的物质组成：表面活性剂50-65%，有机溶剂15-25%，余量为水。
实施例1：
本实施例提供了一种稠化剂，由以下重量百分比的物质组成：表面活性剂50%，有机溶剂15%，水35%。
本发明根据表面活性剂耐盐性的差别及分子间的协同促进作用，通过选用不同类型的表面活性剂进行复配，在不同的矿化度下分别发挥作用，且随着盐浓度的增加，促进棒状、虫状胶束的生长，胶束逐渐增大，使得体系的粘度迅速增大。
制备过程：常温下，将配方量的有机溶剂溶于配方量的水中搅拌均匀，然后边搅拌边加入配方量的表面活性剂，充分搅拌均匀即得。
在本实施例中，表面活性剂为芥酸酰胺丙基二甲胺、椰油酰胺丙基甜菜碱、芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱和十二烷基二甲基氧化胺组成的混合物，以占稠化剂的重量百分比计，芥酸酰胺丙基二甲胺加量为20%、芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱加量为20%、椰油酰胺丙基甜菜碱加量为7%、十二烷基二甲基氧化胺加量为3%。
有机溶剂为乙醇。
实施例2：
本实施例提供了一种稠化剂，由以下重量百分比的物质组成：表面活性剂55%，有机溶剂18%，水27%。
制备过程见实施例1。
在本实施例中，表面活性剂为油酸酰胺丙基二甲基叔胺、月桂酰胺丙基氧化胺和芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱的混合物，以占稠化剂的重量百分比计，油酸酰胺丙基二甲基叔胺为40%、月桂酰胺丙基氧化胺为加量为5%、芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱加量为10%。
有机溶剂为甲醇。
实施例3：
本实施例提供了一种稠化剂，由以下重量百分比的物质组成：表面活性剂60%，有机溶剂20%，水20%。
制备过程见实施例1。
在本实施例中，表面活性剂为脂肪醇单乙酸酰胺、十八烷基三甲基氯化铵、油酸酰胺丙基甜菜碱的混合物，以占稠化剂的重量百分比计，脂肪醇单乙酸酰胺为30%、十八烷基三甲基氯化铵加量为15%、油酸酰胺丙基甜菜碱加量为15%。
有机溶剂为甲醇。
实施例4：
本实施例提供了一种稠化剂，由以下重量百分比的物质组成：表面活性剂62%，有机溶剂23%，水15%。
制备过程见实施例1。
在本实施例中，表面活性剂为油酸酰胺丙基二甲基叔胺、十八烷基三甲基氯化铵、芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱和十八烷基羟磺基甜菜碱的混合物，以占稠化剂的重量百分比计，油酸酰胺丙基二甲基叔胺为35%、十八烷基三甲基氯化铵加量为10%、芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱5%，十八烷基羟磺基甜菜碱加量为12%。
有机溶剂为甲醇。
实施例5：
本实施例提供了一种稠化剂，由以下重量百分比的物质组成：表面活性剂65%，有机溶剂25%，水10%。
制备过程见实施例1。
在本实施例中，表面活性剂为十二烷基二甲基氧化胺、芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、十六烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱的混合物，以占稠化剂的重量百分比计，十二烷基二甲基氧化胺为20%、芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱加量为20%、椰油酰胺丙基甜菜碱加量为10%，十六烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱加量为5%。
有机溶剂为丙醇。
实施例6：
本实施例提供了一种稠化剂的应用，加入压裂返排液或水中配制清洁压裂液。
其中，稠化剂的用量占压裂返排液或水质量的1.8-2.2%。所述压裂返排液矿化度在10×104-10×105mg/L，pH值在4-7之间。压裂返排液包括植物胶类返排液、聚合物类返排液、酸压合排液和自身返排液。水包括清水和采出水，采出水矿化度高于清水，但是低于返排液。裂返排液需首先进行除油除杂处理。
压裂施工后的植物胶类返排液、聚合物类返排液、酸压合排液或自身返排液经过除油、除杂后，无需化学处理，通过添加所述的稠化剂，可直接用于配制清洁压裂液，用于下口井或者下一层段的施工，且最后一口井施工后产生的末端污水，经过除油、除杂后，可直接用于配制注水井调驱剂，有效解决压裂施工后井场末端污水的处理难题，实现井场污水的“零污染、零排放”。
实施例7：
在实施例6的基础上，将实施例1制备的稠化剂加入清水中，稠化剂的用量占清水质量的1.8%黏度随时间变化曲线如图1所示，耐温曲线如图2所示。
由图1可知，稠化剂加入到配液水后，35s时，增稠率为91.2%，50s时，增稠率为100%，粘度稳定，由此可知，该增稠剂增稠快，增稠性能良好。采用哈克流变仪在170s-1剪切速率下，进行耐温性能测试，由图2可知，当温度升高至90.1℃时，粘度降低至20.12mPa.s，由此可知，稠化剂采用清水配制的压裂液耐温为90.1℃，耐温性能良好，满足现场施工要求。
实施例8：
在实施例6的基础上，将实施例2制备的稠化剂加入不同矿化度水（配液水）中，稠化剂的用量占配液水质量的2%，用不同矿化度水配制压裂液耐温曲线如图3所示。
按照标准盐水成分百分（KCl:NaCl:MgCl2:CaCl2=2:5.5:0.45:0.50），分别配制2.0%、4.0%、6.0%、8.0%和10.0%的矿化度水溶液（矿化度分别为20000mg/L、40000mg/L、60000mg/L、80000mg/L、100000mg/L），稠化剂采用不同矿化度水溶液配制成压裂液后，使用哈克流变仪在170s-1剪切速率下，进行耐温性能测试，由图3可知，当温度升高至90.05℃时，4.0%矿化度水配制压裂液粘度为20.14mPa.s；当温度升高至94.8℃时，2.0%矿化度水配制压裂液粘度为22.15mPa.s，6.0%矿化度水配制压裂液粘度为31.41mPa.s，8.0%矿化度水配制压裂液粘度为31.38mPa.s，1.0%矿化度水配制压裂液粘度为32.11mPa.s，由此可知，稠化剂采用不同矿化度水配制的压裂液耐温均在90℃以上，耐温性能良好，满足现场施工要求。
实施例9：
在实施例6的基础上，将实施例3制备的稠化剂加入清水中，稠化剂的用量占清水质量的2.2%，耐温耐剪切曲线如图4所示。由图4可知，稠化剂采用清水配制成压裂液，采用哈克流变仪在170s-1剪切速率、80℃下剪切90min后，粘度保持在25mPa.s左右，说明稠化剂采用清水配制成压裂液在80℃下耐温耐剪切性能良好，满足现场施工要求。
实施例10：
在实施例6的基础上，将实施例2制备的稠化剂分别加入植物胶类返排液和聚合物类返排液中配制清洁压裂液，稠化剂的用量占植物胶类返排液或聚合物类返排液质量的2.2%。由图5可知，稠化剂采用植物胶和聚合物返排液配制成压裂液，采用哈克流变仪在170s-1剪切速率、80℃下剪切90min后，粘度保持在23.5mPa.s左右，说明稠化剂采用植物胶和聚合物返排液配制成压裂液在80℃下耐温耐剪切性能良好，满足现场施工要求。
植物胶类返排液和聚合物类返排液成分分析见表1。
表1 植物胶和聚合物返排液成分分析
实施例11：
在实施例6的基础上，将实施例2制备的稠化剂分别加入酸压合排液中配制清洁压裂液，稠化剂的用量占酸压合排液质量的2.2%。由图6可知，稠化剂采用酸压合排液配制成压裂液，采用哈克流变仪在170s-1剪切速率、80℃下剪切60min后，粘度保持在22mPa.s左右，说明稠化剂采用酸压合排液配制成压裂液在80℃下耐温耐剪切性能良好，满足现场施工要求。酸压合排液成分分析见表2。
表2 酸压合排液成分分析
本发明的稠化剂遇水15s即可达到携砂粘度，50s粘度稳定。稠化剂采用清水、采出水、植物胶类返排液、聚合物类返排液、酸压合排液或自身返排液均可配制成清洁压裂液。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。实施例没有详细叙述的测试方法和施工方法属本行业的公知技术，这里不一一叙述。
Claims (8)
1.一种稠化剂，其特征在于，由以下重量百分比的物质组成：表面活性剂50-65%，有机溶剂15-25%，余量为水；
所述表面活性剂为芥酸酰胺丙基二甲胺、油酸酰胺丙基二甲基叔胺、脂肪醇单乙酸酰胺、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺、芥酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱、油酸酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、十六烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱、十八烷基羟磺基甜菜碱中的三种或三种以上；所述有机溶剂为甲醇、乙醇或丙醇。
2.根据权利要求1所述的一种稠化剂，其特征在于：所述表面活性剂为55%，有机溶剂18%，水为27%。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种稠化剂的应用，其特征在于：加入压裂返排液或水中配制清洁压裂液。
4.根据权利要求3所述的一种稠化剂的应用，其特征在于：稠化剂的用量占压裂返排液或水质量的1.8-2.2%。
5.根据权利要求3所述的一种稠化剂的应用，其特征在于：所述压裂返排液矿化度在10×104-10×105mg/L，pH值在4-7之间。
6.根据权利要求3所述的一种稠化剂的应用，其特征在于：所述压裂返排液包括植物胶类返排液、聚合物类返排液、酸压合排液和自身返排液。
7.根据权利要求3所述的一种稠化剂的应用，其特征在于：所述水包括清水和采出水。
8.根据权利要求3所述的一种稠化剂的应用，其特征在于：所述裂返排液需首先进行除油除杂处理。
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