CN110373175A - 海水基压裂液交联剂及压裂液和制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油田压裂液领域，具体涉及一种海水基压裂液交联剂及压裂液和制备方法。海水基压裂液交联剂包括下述质量份组分：清水40‑60份、醇胺类硼酸酯25‑35份、多元醇10‑15份、以及硼酸5‑8份。本发明的海水基压裂液交联剂，解决了现有技术存在的改性瓜胶用量高(0.65％)，残渣含量高、易与钙镁离子产生沉淀，污染地层、不能连续混配、经济效益差的问题。本发明形成的海水基压裂液具有改性瓜胶使用浓度低(0.4％‑0.5％)，无需加入温度稳定剂、除氧剂等添加剂，耐温性能好140℃，易破胶；无需加入碱性pH调节剂，无钙镁离子沉淀产生，具有对储层伤害小，清洁程度高的特点；可实现直接连续混配。

Description

海水基压裂液交联剂及压裂液和制备方法
技术领域
本发明属于油田压裂液领域，具体涉及一种海水基压裂液交联剂及压裂液和制备方法。
背景技术
海水基压裂液是实现海洋低渗油气藏高效勘探开发，提高压裂改造效果的主要技术手段之一。现有海水基改性瓜胶压裂液交联剂性能差，需要通过(1)提高增稠剂用量(0.65％以上)；(2)添加大量的耐温增强剂、除氧剂；(3)添加含有氢氧根离子或碳酸根离子的pH调节剂，提高压裂液的耐高温能力。这必然造成压裂液基液罐中黏度过高，施工时泵送困难，无法实现大排量和连续混配施工；压裂液破胶性能差，残渣含量高，压裂液易与海水中钙、镁离子形成沉淀物，对储层基质渗透率及裂缝支撑带污染严重；化学添加剂种类多，不利于海上环境保护。要实现海水基压裂液高效交联和耐高温能力，提高压裂液清洁程度，践行海上作业环保理念，迫切需要开发一种新型交联剂以解决海水基改性瓜胶压裂液存在的技术难题。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术中存在的海水基压裂液交联剂与海水配伍性差，导致海水基压裂液耐温低，残渣含量高，对压裂目的层污染严重；无法实现直接连续混配，本发明提供一种海水基压裂液交联剂及压裂液和制备方法。
一种海水基压裂液交联剂，其特征在于，包括下述质量份组分：清水40-60份、醇胺类硼酸酯25-35份、甘油10-15份、以及硼酸5-8份。所述醇胺类硼酸酯，选自二乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺硼酸酯或者其混合物，所述多元醇选自乙二醇或者丙三醇或者混合物。
所述的海水基压裂液交联剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：在室温搅拌条件下，向反应釜中加入组分量清水、硼酸酯、以及甘油充分混合；在混合液中加硼酸，搅拌使之充分反应溶解，形成均一溶液，既得海水基压裂液交联剂。
本发明的海水基压裂液交联剂，可用于制备海水基压裂液。一种海水基压裂液，包括下述质量份组分：海水1000份、稠化剂2.5-4.5份、助排剂3-5份，杀菌剂1-2份、交联剂3.5-5份以及增效剂1.5-2.5份。
优选的，包括海水1000份、稠化剂5份、助排剂3份，杀菌剂1份、交联剂4份以及增效剂10份。
其中，所述的稠化剂为羟丙基瓜胶；所述的助排剂为烷基苷表面活性剂；所述的增效剂为10％-15％的三聚磷酸钠水溶液；
所述的海水基压裂液，其特征在于，所述的杀菌剂为十二烷基苄基氯化铵。
所述的海水基压裂液制备方法，其特征在于，包括下述步骤：按组分量取海水，加入混调器中，调电压50V～55V，依次加入稠化剂，助排剂，杀菌剂，混调器高速搅拌90s；加入交联剂以及增效剂即得。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的硼交联剂，解决了现有技术存在的改性瓜胶用量高(0.65％)，残渣含量高、易与钙镁离子产生沉淀，污染地层、不能连续混配、经济效益差的问题。本发明形成的海水基压裂液具有改性瓜胶使用浓度低(0.4％-0.5％)，无需加入温度稳定剂、除氧剂等添加剂，耐温性能好140℃，易破胶；无需加入碱性pH调节剂，无钙镁离子沉淀产生，具有对储层伤害小，清洁程度高的特点；可实现直接连续混配。
2、所述交联剂主要组分为醇胺类硼酸酯，无毒无害；醇胺硼酸酯具有较高的碱值储备量，极佳的PH值缓冲能力，能有效稳定体系的pH值为7-8，。与其它硼酸酯相比，其具有极好的水溶性，含有未共用电子对氮原子的三乙醇胺硼酸酯具有更高的水解稳定性，交联过程中三乙醇胺硼酸酯缓慢水解成三乙醇胺和硼酸，其水解产物可同时作为交联剂、pH调节剂以及螯合剂。常温下硼酸在水中溶解度低，无法配制成高浓度水溶液，不利于现场施工，而三乙醇胺硼酸酯代替部分硼酸，其无毒无味，使用时无任何异味，对人体亦无伤害；水溶解度高，便与现场施工及海洋环境保护，同时其水解产物三乙醇胺可以多种金属生成2-4个配位体的螯合物，可有效鳌合海水基中的钙镁离子，适用于海水基交联剂的配置，而其本身显碱性能够为硼酸与改性瓜胶交联提供弱碱性的交联环境，在提供弱碱性交联环境时，且无需加入氢氧化钠、碳酸钠等pH调节剂。而甘油的加入能够促使硼酸电离和提高压裂液的耐温能力。
3、在三乙醇胺硼酸酯中加入硼酸配合使用，目的是改善海水基压裂液交联时间，使压裂液在进入地层前，具有合适的黏度，满足携砂和降阻的需要，这一点对于大排量、套管压裂尤为重要，压裂液在井筒内悬砂能力差将造成井筒沉砂，可能导致施工失败；降阻性能差，造成施工压力高，同样可能导致施工失败，交联剂中复配入少量硼酸，可以提高压裂液在进入井筒前的交联性能，实现良好的携砂和降阻效果。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：所述海水基压裂液交联剂配制方法，室温，在搅拌条件下，向反应釜中加入60kg清水与35kg三乙醇胺硼酸酯、15kg甘油充分混合；在混合液中加入8kg硼酸，搅拌使之充分反应溶解，形成均一溶液，制成交联剂。所述三乙醇胺硼酸酯，工业级。所述硼酸，含量99％，工业级。所述甘油，含量99％，工业级。下同。
实施例2：所述海水基压裂液交联剂配制方法，室温，在搅拌条件下，向反应釜中加入40kg清水与25kg三乙醇胺硼酸酯、10kg甘油按比例充分混合；在混合液中加入5kg硼酸，搅拌使之充分反应溶解，形成均一溶液，制成交联剂。
实施例3：所述海水基压裂液交联剂配制方法，室温，在搅拌条件下，向反应釜中加入50kg清水与30kg三乙醇胺硼酸酯、15kg甘油按比例充分混合；在混合液中加入8kg硼酸，搅拌使之充分反应溶解，形成均一溶液，制成交联剂。
实施例3为最佳实施例，以实施例3为例进行说明。
实施例4：压裂液的制备：按重量量取渤海湾海水1000份，加入混调器中，调电压50V～55V，依次加入稠化剂5份，助排剂3份，杀菌剂1份，混调器高速搅拌90s；加入实施例3配制的交联剂4份，增效剂2份，搅拌至旋涡闭合，测得交联时间36s,即得所述海水配制改性瓜胶海水基压裂液。
对比例1：现有技术，取渤海湾海水1000份，加入混调器中，调电压50V～55V，依次加入稠化剂6.5份，助排剂3份，杀菌剂1份，混调器高速搅拌120s；加入有机硼交联剂5份，络合剂6份，pH调节剂2.5份，温度稳定剂10份，搅拌至旋涡闭合，测得交联时间6s,即得海水基压裂液。所述的稠化剂为羟丙基瓜胶；所述的助排剂为磺酸盐表面活性剂；所述的杀菌剂为十二烷基二甲苄基氯化铵。所述的交联剂为有机硼锆交联剂；所述络合剂为EDA所述的pH调节剂为NaOH，所述温度稳定剂为硫代硫酸钠或硫脲；
表1为相同实验条件下，原有技术与本发明技术形成的海水基压裂液性能对比数据表。
表1
从表1数据中可知，在同样得到140℃耐温的情况下，本发明形成的海水基压裂液，相对于对比例中的压裂液，其基液表观黏度低，更好的满足压裂液泵送需要，交联时间可调，使压裂液具有更好的降阻性能；岩心基质渗透率损害率低，破胶时间短，残渣含量低使压裂液具有更好的清洁程度；与原有技术相比，改性瓜胶使用浓度降低23％，使用的硼交联剂也更清洁环保。综上所述，本发明形成的硼交联海水基改性瓜胶压裂液具有优良的适用性和经济性。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种海水基压裂液交联剂，其特征在于，包括下述质量份组分：清水40-60份、醇胺类硼酸酯25-35份、多元醇10-15份、以及硼酸5-8份。
2.根据权利要求1所述的海水基压裂液交联剂，其特征在于，所述的醇胺类硼酸酯为二乙醇胺硼酸酯或者三乙醇胺硼酸酯及混合物；所述多元醇为乙二醇或者丙三醇或混合物。
3.一种权利要求1所述的海水基压裂液交联剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：在室温搅拌条件下，向反应釜中加入组分量清水、醇胺类硼酸酯、以及多元醇充分混合；在混合液中加入硼酸，搅拌使之充分反应溶解，形成均一溶液，既得海水基压裂液交联剂。
4.一种海水基压裂液，其特征在于，包括下述质量份组分：海水1000份、稠化剂2.5-4.5份、助排剂3-5份，杀菌剂1-2份、权利要求1-3任一项所述的交联剂3.5-5份以及增效剂10-15份。
5.根据权利要求4所述的海水基压裂液，其特征在于，包括下述质量份组分：海水1000份、稠化剂4份、助排剂3份，杀菌剂1份、交联剂4份以及增效剂2份。
6.根据权利要求4所述的海水基压裂液，其特征在于，所述的稠化剂为羟丙基瓜胶。
7.根据权利要求4所述的海水基压裂液，其特征在于，所述的助排剂为烷基苷表面活性剂。
8.根据权利要求4所述的海水基压裂液，其特征在于，所述的增效剂为10wt％-15wt％的三聚磷酸钠水溶液。
9.根据权利要求4所述的海水基压裂液，其特征在于，所述的杀菌剂为十二烷基苄基氯化铵。
10.一种制备权利要求4-9任一项所述的海水基压裂液的方法，其特征在于，包括下述步骤：按组分量取海水，加入混调器中，调电压50V～55V，依次加入稠化剂，助排剂，杀菌剂，混调器高速搅拌90s；加入交联剂以及增效剂即得。
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