CN113025299A - 一种水基胍胶压裂液增效剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种水基胍胶压裂液增效剂，按照质量百分含量100%计，由以下含量的原料组成：粉煤灰42‑45%，有机胺类表面活性剂20‑25%，分散剂10‑15%，水15‑28%。同时，本发明还公开所述增效剂的制备方法及其应用。本发明的增效剂可以起到杀菌作用；还能防止粘土矿物膨胀，起到粘土稳定剂作用；同时，还能提高压裂液的耐温抗剪切性能，降低胍胶使用加量。本发明的增效剂，通过“一剂三效”，降低压裂配制成本，缩短配液时间，实现压裂施工效果最大化。

Description

一种水基胍胶压裂液增效剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种水基胍胶压裂液增效剂及其制备方法与应用。
背景技术
压裂是油气田增产稳产的一项主要措施之一，压裂液是压裂过程中造缝和携砂的工作液，其性能影响着压裂施工效率。压裂工作液分为水基胍胶压裂液、粘弹性表面活性剂型清洁压裂液、泡沫压裂液、滑溜水、一体化压裂液体系。
水基压裂液体系是以水为分散介质，通过添加水溶性聚合物和相应助剂而成，应用过程中对储层的伤害小、生产成本低，相对于油基压裂液、泡沫压裂液，是发展最迅速、最全面、最成熟、最安全的体系。水基压裂液的主要成分有稠化剂、交联剂、pH调节剂、杀菌剂、破胶剂、助排剂、起泡剂、粘土稳定剂，主要利用交联剂使溶解于水中的高分子稠化剂进行不完全交联，形成具有三维网状体型结构的冻胶。该冻胶具有粘度高、造缝性能好、悬沙能力强、滤失量小等优点，被广泛应用于油井增产、水井增注等中深、深井压裂作业，尤其适用于高砂比、宽造缝、深穿透的压裂施工。
目前，如何降低胍胶加量，减轻破胶液残渣对地层的伤害，是众多科研工作者的研究方向。开发一种水基胍胶压裂液增效剂，对保障油田正常生产和解决压裂液配制成本具有重要的现实意义。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种水基胍胶压裂液增效剂及其制备方法与应用，所述增效剂具有杀菌、粘土防膨、提高耐温能力、降低胍胶使用加量的优点。
一种水基胍胶压裂液增效剂，按照质量百分含量100%计，由以下含量的原料组成：粉煤灰42-45%，有机胺类表面活性剂20-25%，分散剂10-15%，水15-28%。
优选地，所述有机胺类表面活性剂为三乙醇胺、十六烷基二甲基苄基氯化铵、环氧氯丙烷-多乙烯多胺缩聚物，苯噻菌胺中的至少一种。
优选地，所述粉煤灰为电厂粉煤灰。
优选地，所述分散剂为小分子醇。
优选地，所述分散剂为乙醇或者异丙醇。
所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述粉煤灰、有机胺类表面活性剂、分散剂依次加入水中，搅拌混合；
（2）在50-80℃下超声处理；
（3）静置冷却至室温，取上清液即为所述水基胍胶压裂液增效剂。
优选地，所述超声处理的条件在频率为20000Hz条件下超声30min。
优选地，步骤（2）中在60℃下超声处理。
所述水基胍胶压裂液增效剂的应用，所述水基胍胶压裂液包括原胶液和交联液，将所述增效剂以0.1-0.3wt%的浓度加入所述原胶液中，然后再将加入增效剂的原胶液和交联液混合制备压裂液。
本发明所述水基胍胶压裂液为现有技术中的压裂液，采用原胶液和交联液交联而成。所述原胶液和交联液均为现有技术。
优选地，所述原胶液由胍胶、助排剂、水组成；所述交联液有交联剂和水组成。
更优选地，所述原胶液由以下重量百分含量的原料组成：0.2%HPG（羟丙基瓜尔胶）+0.1%助排剂CF-5C+99.7%水；所述交联液由1.0%硼砂+99.0%水组成。
本发明的优点：
1、本发明的增效剂可以起到杀菌作用；
2、本发明的增效剂可以防止粘土矿物膨胀，起到粘土稳定剂作用；
3、本发明的增效剂能提高压裂液的耐温抗剪切性能；
4、本发明的液增效剂可以降低胍胶使用加量；
5、本发明的增效剂，通过“一剂三效”，降低压裂配制成本，缩短配液时间，实现压裂施工效果最大化。
附图说明
图1 添加增效剂前后压裂液的抗剪切性能对比。
具体实施方式
实施例1
一种水基胍胶压裂液增效剂，按照质量百分含量100%计，由以下含量的原料组成：电厂粉煤灰42%，有机胺类表面活性剂25%，分散剂乙醇15%，水18%；
其中，所述有机胺类表面活性剂为等质量的三乙醇胺、十六烷基二甲基苄基氯化铵的混合物。
所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述粉煤灰、有机胺类表面活性剂、分散剂依次加入水中，搅拌混合；
（2）在60℃下超声处理，所述超声处理的条件在频率为20000Hz条件下超声30min；
（3）静置冷却至室温，取上清液即为所述水基胍胶压裂液增效剂。
实施例2
一种水基胍胶压裂液增效剂，按照质量百分含量100%计，由以下含量的原料组成：电厂粉煤灰45%，有机胺类表面活性剂25%，分散剂乙醇15%，水15%；
其中，所述有机胺类表面活性剂为等质量的三乙醇胺、十六烷基二甲基苄基氯化铵的混合物。
所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法同实施例1。
实施例3
一种水基胍胶压裂液增效剂，按照质量百分含量100%计，由以下含量的原料组成：电厂粉煤灰42%，有机胺类表面活性剂25%，分散剂乙醇15%，水18%；
其中，所述有机胺类表面活性剂为等质量的三乙醇胺、环氧氯丙烷-多乙烯多胺缩聚物的混合物。
所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法同实施例1。
实施例4
一种水基胍胶压裂液增效剂，按照质量百分含量100%计，由以下含量的原料组成：电厂粉煤灰45%，有机胺类表面活性剂25%，分散剂乙醇15%，水15%；
其中，所述有机胺类表面活性剂为等质量的三乙醇胺、环氧氯丙烷-多乙烯多胺缩聚物的混合物。
所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法同实施例1。
实施例5
一种水基胍胶压裂液增效剂，按照质量百分含量100%计，由以下含量的原料组成：电厂粉煤灰45%，有机胺类表面活性剂25%，分散剂异丙醇15%，水15%；
其中，所述有机胺类表面活性剂为等质量的三乙醇胺、十六烷基二甲基苄基氯化铵的混合物。
所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法同实施例1。
实施例6
一种水基胍胶压裂液增效剂，按照质量百分含量100%计，由以下含量的原料组成：电厂粉煤灰45%，有机胺类表面活性剂25%，分散剂异丙醇15%，水15%；
其中，所述有机胺类表面活性剂为等质量的三乙醇胺、环氧氯丙烷-多乙烯多胺缩聚物的混合物。
所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法同实施例1。
实施例7
一种水基胍胶压裂液增效剂，按照质量百分含量100%计，由以下含量的原料组成：电厂粉煤灰42%，有机胺类表面活性剂20%，分散剂异丙醇10%，水28%；
其中，所述有机胺类表面活性剂为苯噻菌胺。
所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述粉煤灰、有机胺类表面活性剂、分散剂依次加入水中，搅拌混合；
（2）在50℃下超声处理，所述超声处理的条件在频率为20000Hz条件下超声30min；
（3）静置冷却至室温，取上清液即为所述水基胍胶压裂液增效剂。
实施例8
一种水基胍胶压裂液增效剂，按照质量百分含量100%计，由以下含量的原料组成：电厂粉煤灰44%，有机胺类表面活性剂24%，分散剂异丙醇12%，水20%；
其中，所述有机胺类表面活性剂为三乙醇胺。
所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所述粉煤灰、有机胺类表面活性剂、分散剂依次加入水中，搅拌混合；
（2）在80℃下超声处理，所述超声处理的条件在频率为20000Hz条件下超声30min；
（3）静置冷却至室温，取上清液即为所述水基胍胶压裂液增效剂。
一. 应用性能检测
水基胍胶压裂液的制备：
（1）原胶液制备：按比例将0.2%HPG（羟丙基瓜尔胶）+0.1%助排剂+99.7%水；
（2）交联液制备：1.0%硼砂+99.0%水；
（3）压裂液制备：按交联比为100:10制备压裂液，往所述原胶液中加入10wt%的交联液，搅拌3min形成冻胶，制备成压裂液；
其中，所述助排剂采用助排剂CF-5C，购自长庆油田井下化工厂；
1. 杀菌性能检测
在上述原胶液中，以占原胶液0.1wt%的浓度的增效剂，同时，加入0.1wt%的现有杀菌剂（戊二醛）作为对比例，以原始原胶液作为空白对比，在30℃下恒温放置72小时，检测原胶液粘度随时间变化情况，如表1所示。
表1 增效剂杀菌性能检测（mPa.s）
Figure 807827DEST_PATH_IMAGE001
由表1可知：在30℃，72h内，未加杀菌剂的原胶液粘度迅速下降，严重影响压裂液的性能；而加入0.1%增效剂的原胶液在72h内粘度变化基本不大。由此可见，本发明提供的增效剂在原胶液中具有良好的杀菌性。
2. 防膨性能检测
将本发明的增效剂按照质量浓度为0.1%加入蒸馏水中，粘土稳定剂KCl按照0.5%加入蒸馏水中，以粘土稳定剂KCl作为对比例，在室温25℃对增效剂进行防膨性实验，观察增效剂防膨率，结果见表2所示。
表2 增效剂防膨率实验结果
Figure 334755DEST_PATH_IMAGE002
由表2可知，本发明提供的增效剂防膨率大于70%，表明该增效剂防膨性能良好。
3. 耐温抗剪切性能检测
在上述压裂液的制备中，将实施例1提供的增效剂按照0.1wt%加入上述原胶液中，其他不变，和交联液一起制备成压裂液；以不添加增效剂的压裂液作为对比，在不同的模拟油藏温度范围下、170s-1连续剪切，用Haake RS6000旋转流变仪测其粘度的变化，结果如图1。
由图1可知，本发明提供的增效剂加入压裂液中后，压裂液在70℃条件下，170s-1连续剪切60min时粘度保持在160mPa.S以上，为相同实验条件下原始压裂液（不添加增效剂的压裂液）粘度的5.3倍，满足压裂液评价质量指标。
本发明的一种水基胍胶压裂液增效剂，对原胶液能起到杀菌效果，同时还具有粘土防膨作用，还能提高压裂液的耐温能力，在压裂液中加入增效剂后，其粘度变化不大，而且连续剪切后粘度下降的比原始压裂液少，能降低压裂液的加入量，因此，可以降低胍胶的使用加量。

Claims (9)

1.一种水基胍胶压裂液增效剂，其特征在于：按照质量百分含量100%计，由以下含量的原料组成：粉煤灰42-45%，有机胺类表面活性剂20-25%，分散剂10-15%，水15-28%。
2.根据权利要求1所述水基胍胶压裂液增效剂，其特征在于：所述有机胺类表面活性剂为三乙醇胺、十六烷基二甲基苄基氯化铵、环氧氯丙烷-多乙烯多胺缩聚物，苯噻菌胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述水基胍胶压裂液增效剂，其特征在于：所述粉煤灰为电厂粉煤灰。
4.根据权利要求1或2或3所述水基胍胶压裂液增效剂，其特征在于：所述分散剂为小分子醇。
5.根据权利要求4所述水基胍胶压裂液增效剂，其特征在于：所述分散剂为乙醇或者异丙醇。
6.权利要求1所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将所述粉煤灰、有机胺类表面活性剂、分散剂依次加入水中，搅拌混合；
（2）在50-80℃下超声处理；
（3）静置冷却至室温，取上清液即为所述水基胍胶压裂液增效剂。
7.根据权利要求6所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法，其特征在于：所述超声处理的条件在频率为20000Hz条件下超声30min。
8.根据权利要求7所述水基胍胶压裂液增效剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中在60℃下超声处理。
9.权利要求1所述水基胍胶压裂液增效剂的应用，其特征在于：所述水基胍胶压裂液包括原胶液和交联液，将所述增效剂以0.1-0.3wt%的浓度加入所述原胶液中，然后再将加入增效剂的原胶液和交联液混合制备压裂液。
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