CN1101369A - 新型烃基压裂液制备方法 - Google Patents

Abstract

一种粘温性能好、摩阻低的新型烃基压裂液制备 方法，首先在烃类液体中加入至少一种增稠减阻剂， 然后再用交联剂进行交联就可形成粘弹性冻胶体即 新型烃基压裂液。一种制备磷酸酯类化合物的方法， 所得的磷酸酯类特别应用于新型烃基压裂液制备中， 该方法为：将五氧化二磷加入至少一种醇液中，并在 60至90℃下使之充分反应，直至五氧化二磷完全分 散在醇中为止。本发明的制备工艺简单、使用方便。 所制得的压裂液具有粘温性能好、粘度可调、流变性 好、摩阻低的特性。

Description

本发明涉及石油或天然气开采的配套技术领域，是一种烃基压裂液制备方法。

目前，在油田压裂中普遍使用的是水基压裂液，但对于一此低压力、低渗透或强水敏的地层，使用水基压裂液压裂，就存在着致命的缺点：第一、由于地层条件属低压、低渗，地层压力系数很低，使用水基压裂液进行压裂后，就有压裂液返排不出来，把油井压死的危险;第二、如果地层强水敏，使用水基压裂后，粘土遇水膨胀，重新堵塞地层孔隙，这样就起不到疏通地层孔隙，提高渗透率，改造地层的作用。而现在油田上所用的烃基压裂液是原油，但由于原油的粘温性差、携砂率低、摩阻大，因而压裂效果不理想。

本发明的目的之一在于克服现有技术这不足而提供一种粘温性能好、摩阻低的新型烃基压裂液制备方法。

本发明的目的之二在于提供一种制备磷酸酯类化合物制备方法，所得的磷酸酯类特别应用于新型烃基压裂液制备中。

本发明的目的之一即新型烃基压裂液制备方法是通过以下措施来实现的：首先在烃类液体中加入至少一种增稠减阻剂，然后再用交联剂进行交联就可形成粘弹性冻胶体即新型烃基压裂液。其中，烃类液体为柴油或煤油或原油或及其它们的混合物;交联剂为三价铝化合物，而三价铝化合物可无机铝化合物或有机铝化合物，而无机铝化合物可为硝酸铝或硫酸铝或三氯化铝，有机铝化合物可为乙丙醇铝或丁基铝;增稠减阻剂为磷酸酯化合物，它的结构通式如下：

式中，R₁、R₂各自为C_1-20的烷基或C_2-20的烯基或C_2-20的烯基或H，但R₁、R₂不能同时为H。

本发明的目的之二即一种制备磷酸酯类化合物制备方法是通过以下措施来实现的：将五氧化二磷加入至少一种醇液中，并在60至90℃下使之充分反应，直至五氧化二磷完全分散在醇中为止，反应温度可为70至80℃或80至90℃或60℃或95℃。

并且所得的磷酸酯类化合物特别应用于制备烃基压裂液中。

用于制备新型烃基压裂液的磷酸酯类化合物可以是异丙基十八烷基磷酸酯或甲基十八烷基磷酸酯或乙基壬基磷酸酯或甲基十四烷基磷酸酯或戊基十六烷基磷酸酯等磷酸酯类化合物产品;也可以根据需要制备，其制备方法如下：第一步，首先要使醇处于液态状态，液化温度根据所用醇的不同而定，一般液化温度控制在40℃至60℃之间为宜;第二步，调整所用醇与五氧化二磷的比例，使其完全反应为宜，一般控制醇与五氧化二磷的比例为：7比1至2∶1为佳;而反应温度控制在55℃至100℃，以防止醇与醇之间或醇自身脱水醚化或烯化而影响磷酸酯的产率为宜。

下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1：在反应釜中，按异辛醇∶十八醇＝10∶9的摩尔比加入异辛醇和十八醇，并升温至50℃至55℃，搅拌使其充分混合，然后按异辛醇∶十八醇∶五氧化二磷＝10∶9∶3的摩尔比加入五氧化二磷，可以通入氮气进行保护，以利于提高反应的转化率，并升温至70℃至80℃，使之充分反应，直至五氧化二磷完全分散在醇液中为止;将用该方法合成的异辛基十八烷基磷酸酯加入到10号柴油中，通过用硝酸铝交联，就可形成一种烃基冻胶压裂液即新型烃基压裂液;该压裂液，在60℃和170/秒下剪切1小时，粘度可达100毫帕·秒，摩阻为清水的80%。

实施例2：与实施例1不同之处为，按已醇∶二十醇∶五氧化二磷＝14∶10∶5的摩尔比，在反应温度为80至90℃下，充分反应，直至五氧化二磷完全分散在醇液中为止;将用该方法合成的己基二十烷基磷酸酯加入到煤油中，通过用AL（OC₃H₇）₃（即乙丙铝）交联，就可形成一种烃基冻胶压裂液;该压裂液，在80℃和170/秒下剪切1小时，粘度可达150毫帕·秒至200毫帕·秒，摩阻为清水的70至75%。

实施例3：在反应釜中，按异丙醇∶十四醇＝8∶9的摩尔比加入异丙醇和十四醇，并升温至40℃至45℃，搅拌使其充分混合，然后按异丙醇∶十八醇∶五氧化二磷＝8∶9∶6的摩尔比加入五氧化二磷，并升温至60℃，使之充分反应，直至五氧化二磷完全分散在醇液中为止;将用该方法合成的异丙基十四烷基磷酸酯加入到0号柴油中，通过用丁基铝交联，就可形成一种烃基冻胶压裂液;该压裂液，在70℃和170/秒下剪切1小时，粘度可达120毫帕·秒至150毫帕·秒，摩阻为清水的70%。

实施例4：将实施例3制得的异丙基十四烷基磷酸酯按2%至4%的重量比加入到凝析油中，通过加入重量比为8至15%的AL（OC₃H₇）₃（即乙丙铝）交联，就可形成一种烃基冻胶压裂液;该压裂液，在40℃和170/秒下剪切1小时，粘度可达85毫帕·秒，摩阻为清水的80%。

实施例5：在反应釜中，按甲醇∶异辛醇＝5∶7的摩尔比加入甲醇和异辛醇，并升温至50℃，搅拌使其充分混合，然后按甲醇∶异辛醇∶五氧化二磷＝5∶7∶3的摩尔比加入五氧化二磷，并升温至90℃，使之充分反应，直至五氧化二磷完全分散在醇液中为止;将用该方法合成的甲基异辛基磷酸酯按1%至2%的重量比加入到原油中，通过加入重量比为10%的AL（OC₃H₇）₃（即乙丙铝）交联，就可形成一种烃基冻胶压裂液;该压裂液，在60℃和170/秒下剪切1小时，粘度可达80毫帕·秒至100毫帕·秒，摩阻为清水的70%。

为了便于携砂和利于泵注，在实际制备和使用中，可根据对所需新型烃基压裂液的粘度要求，通过调整增稠减阻剂和交联剂的用量，并可进行一次或多次交联，达到实际需要，如：进行二次交联制备和施工时，三分之一的交联剂在配制基液时预先加入，三分之二的交联剂在施工泵注时加入。

中国石化总公司的压裂液标准为：粘度≥30毫帕·秒至100毫帕·秒，摩阻为清水的40%。

总上所述，本发明具有以下特点：

1.粘温性能好，粘度可调，流变性好，摩阻低，摩阻相当于清水的60%至80%;

2.在地面温度下当烃类被交联时，可以将液体的初始粘度保持小于100毫帕·秒，以利于泵注，但也可以保持较高的粘度以提高其悬浮支撑能力;

3.泵入下井后，随着温度增加，压裂液粘度也增加，从而有利于悬浮支撑和造缝，形成的凝胶结构还有利于保持油管中的层流运动，以降低泵注压力，这些都减少了处理过程中脱砂的可能性;

4.一旦该压裂液进入地层，其粘度不断增加，从而减少了压裂液的滤失，这有助于裂缝的延升，压裂液的稳定性有利于支撑剂在地层闭合时的铺置，从而得到最大的裂缝导流能力;

5.本发明的压裂液粘度通过控制增稠减阻剂和交联剂的用量随意调整;

6.本发明的制备工艺简单、使用方便。

Claims (9)

1、一种用于石油和天然气开采的新型烃基压裂液制备方法，其特征在于首先在烃类液体中加入至少一种增稠减阻剂，然后再用交联剂进行交联就可形成粘弹性冻胶体即新型烃基压裂液。

2、根据权利要求1所述的新型烃基压裂液制备方法，其特征在于烃类液体为柴油或煤油或原油或及其它们的混合物。

3、根据权利要求1所述的新型烃基压裂液制备方法，其特征在于增稠减阻剂为磷酸酯化合物，它的结构通式如下：

式中，R₁、R₂各自为C_1-20的烷基或C_2-20的炔基或H，但R₁、R₂不能同时为H。

4、根据权利要求1所述的新型烃基压裂液制备方法，其特征在于交联剂为三价铝化合物，而三价铝化合物可为无机铝化合物或有机铝化合物;其中，无机铝化合物可为硝酸铝或硫酸铝或三氯化铝，有机铝化合物可为乙丙醇铝或丁基铝。

5、一种磷酸酯类化合物制备方法，其特征在于将五氧化二磷加入至少一种醇液中，并在55至100℃下使之充分反应，直至五氧化二磷完全分散在醇中为止。

6、根据权利要求5所述的磷酸酯类化合物，其特征在于反应温度为70至80℃。

7、根据权利要求5所述的磷酸酯类化合物，其特征在于反应温度为80至90℃。

8、根据权利要求5所述的磷酸酯类化合物，其特征在于反应温度为60℃或95℃。

9、根据权利要求5所述的磷酸酯类化合物，其特征在于磷酸酯类化合物应用于制备烃基压裂液中。