CN111100622A - 一种深层煤层气井的清洁压裂液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种深层煤层气井的清洁压裂液及其制备方法和应用，所述清洁压裂液包括按质量百分数比计的下列组份：0.2‑0.4％的清洁稠化剂、0.2‑0.3％的交联剂、0.8‑1.5％的缓蚀剂、0.4‑0.5％的铁离子稳定剂、0.3‑0.5％的酸用助排剂。本发明公开的清洁压裂液具有很好的耐酸性和携砂性，可以与酸配合使用，能够满足酸、支撑剂混合同时压裂施工，用更少的水资源达到更好的压裂改造效果。
Description
技术领域
本申请涉及油气井压裂增产改造领域，具体涉及一种深层煤层气井的清洁压裂液及其制备方法和应用。
背景技术
压裂作为油气藏增产增注的主要措施已得到迅速发展和广泛应用，压裂液是压裂技术的重要组成部分，是决定压裂成败的关键。随着油气勘探开发深度不断加大，难度也不断提高，对压裂液的性能也有更高的要求。对于一些地层，需要用酸来溶解矿物质，才能更好达到压裂增产的效果，因此就需要具备酸化、携砂、顶替压裂一体化的压裂液。目前，已有的深层井压裂液存在耐酸性差，不能与酸混合使用，并且如果施工前配置不同种类液体来实现酸化、携砂、顶替压裂效果，会消耗大量时间、人力、水资源。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提出了一种深层煤层气井的清洁压裂液及其制备方法和应用，以便解决或者部分解决上述问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供一种深层煤层气井的清洁压裂液，所述清洁压裂液包括按质量百分数比计的下列组份：0.2-0.4％的清洁稠化剂、0.2-0.3％的交联剂、0.8-1.5％的缓蚀剂、0.4-0.5％的铁离子稳定剂、0.3-0.5％的酸用助排剂。
优选地，所述清洁压裂液还包括按质量百分数比计的下列组份：5-30％的酸。
优选地，所述助排剂是氟碳表面活性剂SZP-1。
优选地，所述缓蚀剂是季铵盐类SAR-2。
优选地，所述铁离子稳定剂是有机酸SAF-1。
优选地，所述清洁稠化剂包括按质量百分数比计的下列组份：8-12％的叔胺、5-10％的无水乙醇、20-25％的十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵、10-15％的丙烯酸、10-15％的丙烯酰胺、4-8％的1,3-丙烷磺内酯、17-20％的AMPS、8-12％的N-乙烯基-2-吡咯烷酮、0.02-0.05％的引发剂过硫酸钾，其余为水。
另一方面，本发明还提供上述深层煤层气井的清洁压裂液的制备方法，所述制备方法包括：
将0.2-0.4％的清洁稠化剂、0.2-0.3％的交联剂、0.8-1.5％的缓蚀剂、0.4-0.5％的铁离子稳定剂、0.3-0.5％的酸用助排剂混合，制成所述深层煤层气井的清洁压裂液。
优选地，所述方法具体包括：
制备清洁稠化剂；
在1000ml水中搅拌条件下加入3g所述清洁稠化剂、10ml缓蚀剂、5ml铁离子稳定剂、3ml酸用助排剂，搅拌均匀，然后加入2ml交联剂。
优选地，所述制备清洁稠化剂具体包括：
将8份叔胺加入到7份无水乙醇中，升温至30-35℃，加入20份十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，在30-35℃、搅拌条件下反应2.5h，反应结束后冷却至常温得到中间体A；
将15份丙烯酸和10份丙烯酰胺加入到10份水中充分溶解，然后加入6份1,3-丙烷磺内酯和17份AMPS，搅拌升温至55℃，加入6.97份N-乙烯基-2-吡咯烷酮和0.03份引发剂过硫酸钾，搅拌反应3.5h，得到中间体B；
将所述中间体A和所述中间体B混合，在常温下搅拌反应1.5h，反应结束后干燥粉碎。
再一方面，本发明还提供上述深层煤层气井的清洁压裂液在油气井压裂增产中的应用，所述应用中所述清洁压裂液与暂堵剂配合使用；
所述暂堵剂是生物复合树脂SPR-1。
采用上述深层煤层气井的清洁压裂液具有以下优点：
本发明提供的深层煤层气井的清洁压裂液能够满足酸、支撑剂混合同时压裂施工，用更少的水资源达到更好的压裂改造效果，施工操作简单，成本低；在本发明一个实施例中压裂液与暂堵剂互配使用，可以破除裂缝优势通道，转变裂缝延伸方向，扩大波及体积，提升压裂改造效果。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是清洁压裂液组分为0.3％稠化剂、1.0％缓蚀剂、0.4％铁离子稳定剂、0.3％助排剂、0.2％交联剂、15％氨基磺酸时的流变曲线图；
图2是清洁压裂液组分为0.3％稠化剂、1.0％缓蚀剂、0.4％铁离子稳定剂、0.3％助排剂、0.2％交联剂时的流变曲线图；
图3是清洁压裂液组分为0.3％稠化剂、1.0％缓蚀剂、0.4％铁离子稳定剂、0.3％助排剂、0.2％交联剂时的降阻率曲线图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明公开了一种深层煤层气井的清洁压裂液，清洁压裂液包括按质量百分数比计的下列组份：0.2-0.4％的清洁稠化剂、0.2-0.3％的交联剂、0.8-1.5％的缓蚀剂、0.4-0.5％的铁离子稳定剂、0.3-0.5％的酸用助排剂。
本发明公开的清洁压裂液具有很好的耐酸性和携砂性，可以与酸配合使用，能够满足酸、支撑剂混合同时压裂施工，用更少的水资源达到更好的压裂改造效果。
在一个实施例中，清洁压裂液还包括按质量百分数比计的下列组份：5-30％的酸，比如盐酸、氨基磺酸。可以根据施工需要随时加不同的酸如盐酸或氨基磺酸，施工操作简单，成本低。
在一个实施例中，助排剂是氟碳表面活性剂SZP-1。
在一个实施例中，缓蚀剂是季铵盐类SAR-2。
在一个实施例中，铁离子稳定剂是有机酸SAF-1。
在一个实施例中，清洁稠化剂包括按质量百分数比计的下列组份：8-12％的叔胺、5-10％的无水乙醇、20-25％的十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵、10-15％的丙烯酸、10-15％的丙烯酰胺、4-8％的1,3-丙烷磺内酯、17-20％的AMPS(2-Acrylamido-2-MethylPropanesulfonicAcid，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)、8-12％的N-乙烯基-2-吡咯烷酮、0.02-0.05％的引发剂过硫酸钾，其余为水。
图1是清洁压裂液组分为0.3％稠化剂、1.0％缓蚀剂、0.4％铁离子稳定剂、0.3％助排剂、0.2％交联剂、15％氨基磺酸时的流变曲线图；图2是清洁压裂液组分为0.3％稠化剂、1.0％缓蚀剂、0.4％铁离子稳定剂、0.3％助排剂、0.2％交联剂时的流变曲线图；图3是清洁压裂液组分为0.3％稠化剂、1.0％缓蚀剂、0.4％铁离子稳定剂、0.3％助排剂、0.2％交联剂时的降阻率曲线图。
如图1所示，该清洁压裂液置于60℃、170S-1条件下，酸化压裂液在恒速剪切90min后粘度在25mPa.s，满足粘弹性表面活性剂压裂液通用技术标准。如图2所示，该清洁压裂液在60℃、170S-1条件下，90min后粘度在30mPa.s左右，能够很好的符合粘弹性表面活性剂压裂液通用技术标准，表明具有很好的悬砂性能。通过图1、图2可知，本发明中的清洁压裂液具有很好的耐酸性能，并且具备酸化、携砂、顶替压裂一体化压裂液的性能要求。通过降阻率实验发现，如图3所示，0.3％稠化剂+1.0％缓蚀剂+0.4％铁离子稳定剂+0.3％助排剂+0.2％交联剂配置的压裂液在10mm管径，排量38L/min(参考NB/T14003.1-2015)降阻率达到65％，表明该清洁压裂液具有很好的降阻效果。
本发明所述的压裂液体系体系指标为常温下基液粘度12-20mPa·s，交联后60℃、170s-1剪切60min，粘度大于20mPa·s；降阻率大于60％，缓速率大于55％，腐蚀速率小于3g/m2·h，铁离子稳定能力大于85mg/mL，遇地层水、气(盐水)破胶，破胶液运动粘度小于5mm2/s，表面张力小于28mN/m，界面张力小于2mN/m，煤心伤害率小于15％，各项指标都能很好地符合行业标准。
本发明还公开了上述深层煤层气井的清洁压裂液的制备方法，制备方法包括：
将0.2-0.4％的清洁稠化剂、0.2-0.3％的交联剂、0.8-1.5％的缓蚀剂、0.4-0.5％的铁离子稳定剂、0.3-0.5％的酸用助排剂混合，制成深层煤层气井的清洁压裂液。
在一个实施例中，方法具体包括：
制备清洁稠化剂。
在1000ml水中搅拌条件下加入3g清洁稠化剂、10ml缓蚀剂、5ml铁离子稳定剂、3ml酸用助排剂，搅拌均匀，然后加入2ml交联剂。
在一个实施例中，制备清洁稠化剂具体包括：
将8份叔胺加入到7份无水乙醇中，升温至30-35℃，搅拌加入20份十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，在30-35℃、搅拌条件下反应2.5h，反应结束后冷却至常温得到中间体A。
将15份丙烯酸和10份丙烯酰胺加入到10份水中充分溶解，然后加入6份1,3-丙烷磺内酯和17份AMPS(2-Acrylamido-2-MethylPropanesulfonicAcid，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)，搅拌升温至55℃，缓慢加入6.97份N-乙烯基-2-吡咯烷酮和0.03份引发剂过硫酸钾，搅拌反应3.5h，得到中间体B。
将中间体A和中间体B混合，在常温下搅拌反应1.5h，反应结束后干燥粉碎。
本发明还公开了上述深层煤层气井的清洁压裂液在油气井压裂增产中的应用，应用中清洁压裂液与暂堵剂配合使用；在施工中途可以根据煤层气井改造效果投入一定量的暂堵剂，暂堵剂和清洁压裂液配合使用，可以破除裂缝优势通道，转变裂缝延伸方向，扩大波及体积，提升煤层气井改造效果。
暂堵剂是生物复合树脂SPR-1。
综上所述，本发明公开一种深层煤层气井的清洁压裂液，清洁压裂液包括按质量百分数比计的下列组份：0.2-0.4％的清洁稠化剂、0.2-0.3％的交联剂、0.8-1.5％的缓蚀剂、0.4-0.5％的铁离子稳定剂、0.3-0.5％的酸用助排剂。本发明提供的深层煤层气井的清洁压裂液能够满足酸、支撑剂混合同时压裂施工，用更少的水资源达到更好的压裂改造效果，施工操作简单，成本低；在本发明一个实施例中压裂液与暂堵剂互配使用，可以破除裂缝优势通道，转变裂缝延伸方向，扩大波及体积，提升压裂改造效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化、替换或改进，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
Claims (10)
1.一种深层煤层气井的清洁压裂液，其特征在于，所述清洁压裂液包括按质量百分数比计的下列组份：0.2-0.4％的清洁稠化剂、0.2-0.3％的交联剂、0.8-1.5％的缓蚀剂、0.4-0.5％的铁离子稳定剂、0.3-0.5％的酸用助排剂。
2.根据权利要求1所述的清洁压裂液，其特征在于，所述清洁压裂液还包括按质量百分数比计的下列组份：5-30％的酸。
3.根据权利要求1所述的清洁压裂液，其特征在于，所述助排剂是氟碳表面活性剂SZP-1。
4.根据权利要求1所述的清洁压裂液，其特征在于，所述缓蚀剂是季铵盐类SAR-2。
5.根据权利要求1所述的清洁压裂液，其特征在于，所述铁离子稳定剂是有机酸SAF-1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的清洁压裂液，其特征在于，所述清洁稠化剂包括按质量百分数比计的下列组份：8-12％的叔胺、5-10％的无水乙醇、20-25％的十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵、10-15％的丙烯酸、10-15％的丙烯酰胺、4-8％的1,3-丙烷磺内酯、17-20％的AMPS、8-12％的N-乙烯基-2-吡咯烷酮、0.02-0.05％的引发剂过硫酸钾，其余为水。
7.一种深层煤层气井的清洁压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将0.2-0.4％的清洁稠化剂、0.2-0.3％的交联剂、0.8-1.5％的缓蚀剂、0.4-0.5％的铁离子稳定剂、0.3-0.5％的酸用助排剂混合，制成所述深层煤层气井的清洁压裂液。
8.根据权利要求7所述的深层煤层气井的清洁压裂液的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括：
制备清洁稠化剂；
在1000ml水中搅拌条件下加入3g所述清洁稠化剂、10ml缓蚀剂、5ml铁离子稳定剂、3ml酸用助排剂，搅拌均匀，然后加入2ml交联剂。
9.根据权利要求8所述的深层煤层气井的清洁压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备清洁稠化剂具体包括：
将8份叔胺加入到7份无水乙醇中，升温至30-35℃，加入20份十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，在30-35℃、搅拌条件下反应2.5h，反应结束后冷却至常温得到中间体A；
将15份丙烯酸和10份丙烯酰胺加入到10份水中充分溶解，然后加入6份1,3-丙烷磺内酯和17份AMPS，搅拌升温至55℃，加入6.97份N-乙烯基-2-吡咯烷酮和0.03份引发剂过硫酸钾，搅拌反应3.5h，得到中间体B；
将所述中间体A和所述中间体B混合，在常温下搅拌反应1.5h，反应结束后干燥粉碎。
10.一种如权利要求1所述的深层煤层气井的清洁压裂液在油气井压裂增产中的应用，其特征在于，所述应用中所述清洁压裂液与暂堵剂配合使用；
所述暂堵剂是生物复合树脂SPR-1。
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