CN109971454A - 一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系及其制备方法和应用 - Google Patents

一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系及其制备方法和应用，属于油气井钻井开采领域。本发明中，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵能够溶于改性乙二醇，羟基丙烯酸树脂能够实现速溶，进一步提高与水的敏感性。实施例的数据表明，本发明提供的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系在10s内能够实现速溶，在130℃、170s‑1剪切1h后黏度保持在50mPa·s以上，能够满足高水敏感地层油气井钻井开采的工业应用。

Description

一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及油气井钻井开采技术领域，尤其涉及一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着国家能源结构的调整，储存量巨大、对环保影响较大的非常规油气的重要组成部分-煤层气逐渐成为我国非常规油气资源的勘探和开发的重点对象之一。
煤层气的存储环境、存储状态等决定了压裂施工是实现煤层气快速增产和有效开发的重要方式。现有技术中使用的压裂液体系存在对水不敏感的问题。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系及其制备方法和应用。本发明提供的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系对水敏感，可用于高水敏感地层。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系，包括以下质量分数的组分：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸2～5％，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵50～80％，改性乙二醇水溶液20～80％，羟基丙烯酸树脂1～2％以及余量的丙烯酰胺。
优选地，所述改性乙二醇水溶液中改性乙二醇的浓度为50～80wt％。
优选地，所述改性乙二醇基速溶交联压裂液体系还包括液态CO2。
优选地，所述液态CO2的质量分数为2～5％。
优选地，所述羟基丙烯酸树脂的的粘度为300～500mPa·s。
本发明还提供了上述技术方案所述的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系的制备方法，包括以下步骤：
将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、改性乙二醇水溶液、羟基丙烯酸树脂以及丙烯酰胺混合，得到所述改性乙二醇基速溶交联压裂液体系。
本发明还提供了上述技术方案所述的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系或上述技术方案所述的制备方法制得的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系在油田开采领域中的应用。
本发明提供了一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系，包括以下质量分数的组分：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸2～5％，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵50～80％，改性乙二醇水溶液20～80％，羟基丙烯酸树脂1～2％以及余量的丙烯酰胺。本发明中，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵能够溶于改性乙二醇，羟基丙烯酸树脂能够实现速溶，进一步提高与水的敏感性。实施例的数据表明，本发明提供的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系在10s内能够实现速溶，在130℃、170s-1剪切1h后黏度保持在50mPa·s以上，能够满足高水敏感地层油气井钻井开采的工业应用。
进一步地，本发明提供的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系还包括液态二氧化碳，添加液态二氧化碳后，得到的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系在泵入时能够形成一定的泡沫，根据泵入时添加的水量的不同，可以得到泡沫交联冻胶，更有利于油气井钻井开采时运输到不同深度的地层中。
具体实施方式
本发明提供了一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系，包括以下质量分数的组分：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸2～5％，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵50～80％，改性乙二醇水溶液20～80％，羟基丙烯酸树脂1～2％以及余量的丙烯酰胺。
本发明提供的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系优选包括3％质量分数的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)。
本发明提供的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系优选包括55～75％质量分数的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)，更优选为60～65％。在本发明中，所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵能够溶于改性乙二醇。
本发明提供的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系优选包括30～50％质量分数的改性乙二醇水溶液，更优选为40％。在本发明中，所述改性乙二醇水溶液中改性乙二醇的浓度优选为50～80wt％，更优选为60～70wt％。本发明对所述改性乙二醇的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
本发明提供的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系优选包括1.5～1.8％质量分数的羟基丙烯酸树脂。在本发明中，所述羟基丙烯酸树脂的粘度优选为300～500mPa·s。
在本发明中，所述改性乙二醇基速溶交联压裂液体系优选还包括液态CO2，所述液态CO2的质量分数优选为2～5％。在本发明中，添加液态二氧化碳后，得到的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系在泵入时能够形成一定的泡沫，根据泵入时添加的水量的不同，可以得到泡沫交联冻胶，更有利于油气井钻井开采时运输到不同深度的地层中。
本发明还提供了上述技术方案所述的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系的制备方法，包括以下步骤：
将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、改性乙二醇水溶液、羟基丙烯酸树脂以及丙烯酰胺混合，得到所述改性乙二醇基速溶交联压裂液体系。
本发明对所述混合方式以及各原料的加入顺序没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方案即可。
当所述改性乙二醇基速溶交联压裂液体系含有液态二氧化碳时，本发明所述制备方法优选在二氧化碳呈现液态的条件下进行。
本发明还提供了上述技术方案所述的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系或上述技术方案所述的制备方法制得的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系在油田开采领域中的应用。
下面结合实施例对本发明提供的一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系，包括以下质量分数的组分：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸2％，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵50％，改性乙二醇水溶液20％，羟基丙烯酸树脂1％，其中改性乙二醇水溶液中改性乙二醇的浓度为50wt％以及余量的丙烯酰胺。
本发明将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、改性乙二醇水溶液、羟基丙烯酸树脂以及丙烯酰胺混合，得到所述改性乙二醇基速溶交联压裂液体系。
性能测试：
利用MAS-Ⅲ高温高压流变仪进行测试：装好压裂液并设定流变仪加热温度，用表观粘度随时间变化趋势确定压裂液体系的剪切稳定性，在130℃、170s-1剪切1h后黏度保持在50mPa·s以上。
经检测，本实施例制得的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系10s内速溶于水中(改性乙二醇基速溶交联压裂液体系与水的体积比为1：2)。
实施例2
一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系，包括以下质量分数的组分：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5％，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵50％，改性乙二醇水溶液40％，羟基丙烯酸树脂2％，其中改性乙二醇水溶液中改性乙二醇的浓度为80wt％以及余量的丙烯酰胺。
本发明将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、改性乙二醇水溶液、羟基丙烯酸树脂以及丙烯酰胺混合，得到所述改性乙二醇基速溶交联压裂液体系。
改性乙二醇基速溶交联压裂液体系的性能测试方法与实施例1相同，结果如下：
在130℃、170s-1剪切1h后黏度保持在50mPa·s以上。
经检测，本实施例制得的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系10s内速溶于水中(改性乙二醇基速溶交联压裂液体系与水的体积比为1：2)。
实施例3
一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系，包括以下质量分数的组分：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3％，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵50％，改性乙二醇水溶液30％，羟基丙烯酸树脂1.5％，其中改性乙二醇水溶液中改性乙二醇的浓度为7wt％，液态CO25％，以及余量的丙烯酰胺。
本发明将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、改性乙二醇水溶液、羟基丙烯酸树脂、液态CO2以及丙烯酰胺混合，制备在二氧化碳呈现液态的条件下进行，得到所述改性乙二醇基速溶交联压裂液体系。
改性乙二醇基速溶交联压裂液体系的性能测试方法与实施例1相同，结果如下：
在130℃、170s-1剪切1h后黏度保持在50mPa·s以上。
经检测，本实施例制得的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系10s内速溶于水中(改性乙二醇基速溶交联压裂液体系与水的体积比为1：2)。
本实施例制得的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系与水混合后得到的是泡沫交联冻胶，更有利于油气井钻井开采时运输到不同深度的地层中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种改性乙二醇基速溶交联压裂液体系，其特征在于，包括以下质量分数的组分：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸2～5％，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵50～80％，改性乙二醇水溶液20～80％，羟基丙烯酸树脂1～2％以及余量的丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系，其特征在于，所述改性乙二醇水溶液中改性乙二醇的浓度为50～80wt％。
3.根据权利要求1所述的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系，其特征在于，所述改性乙二醇基速溶交联压裂液体系还包括液态CO2。
4.根据权利要求3所述的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系，其特征在于，所述液态CO2的质量分数为2～5％。
5.根据权利要求1所述的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂的粘度为300～500mPa·s。
6.权利要求1～5任一项所述的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、改性乙二醇水溶液、羟基丙烯酸树脂以及丙烯酰胺混合，得到所述改性乙二醇基速溶交联压裂液体系。
7.权利要求1～5任一项所述的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系或权利要求6所述的制备方法制得的改性乙二醇基速溶交联压裂液体系在油田开采领域中的应用。
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