CN114437701A - 一种绿色压裂酸化一体液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田酸化压裂技术领域，尤其涉及一种绿色压裂酸化一体液及其制备方法。本发明公开了一种绿色压裂酸化一体液，按重量份包括以下组分：15～35份中性生酸剂，0.5～1.2份耐酸乳液稠化剂，0.5～1份粘土稳定剂，0.5～1份绿色螯合剂，0.5～1份渗析剂，余量为水。本发明提出的一种绿色压裂酸化一体液及其制备方法，能实现在地面常温条件下不产生酸，在储层高温条件下通过脂类水解生成酸，克服了现有技术中，需额外添加缓蚀剂，以减缓管柱设备腐蚀的问题。同时，可通过调节绿色压裂酸化一体液中的组份含量，实现变黏滑溜水、稠化酸、耐酸压裂液的实时转化，方便现场配液在线调整，满足改造过程中降阻、刻蚀、携砂的需求。经济、环保，能满足油田提质增效的需求。
Description
技术领域
本发明涉及油田酸化压裂技术领域，尤其涉及一种绿色压裂酸化一体液及其制备方法。
背景技术
酸化压裂是油气增产的主要措施之一。压裂液压破地层形成先导裂缝，为后续酸液进入裂缝提供通道，最终形成具有高导流能力的刻蚀裂缝渗流通道。目前一般使用的压裂液为常规植物胶压裂液，且大多为碱性，在和酸液交替注入过程中，酸液会影响压裂液的性能，如破坏成胶、携砂等。
在发明专利(专利公开号为CN112940706A)中公开了一种一体化复合酸及其制备方法，包括聚合物压裂液、变黏滑溜水和胶凝酸；聚合物压裂液、变黏滑溜水和凝胶酸采用同一种乳液凝胶剂配制，该乳液胶凝剂包括30～50份阳离子聚丙烯酰胺、2～4份粘度调节剂、0.5～1.2份悬浮剂、40～70份溶剂和0.5～1.5份润湿分散剂；变黏滑溜水按重量份计，包括0.1～0.3份乳液胶凝剂、1～2份缓蚀剂、1～2份铁离子稳定剂、1～2份复合增效剂和5～15份盐酸，余量为水；凝胶酸按重量份计，包括1～3份乳液胶凝剂、1～4份缓蚀剂、1～2份铁离子稳定剂、1～2份复合增效剂和10～20份盐酸，余量为水。这种复合酸是在地面条件下加入盐酸，形成变黏滑溜水和凝胶酸，为减小酸液对管柱设备的腐蚀作用，还需加入缓蚀剂，增加了施工成本，不利于现场安全施工。同时，目前达到高温缓蚀的技术难度高，不易实现，不能满足油田高温储层高效开发的需求。
因此，本发明提出一种成本低、环保的绿色压裂酸化一体液，既能做压裂液，又能做酸液，满足现场需求。
发明内容
本发明主要是克服现有技术中的不足之处，本发明的目的在于提供一种绿色压裂酸化一体液及其制备方法。
为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种绿色压裂酸化一体液，按重量份包括以下组分：15～35份中性生酸剂；0.5～1.2份耐酸乳液稠化剂；0.5～1份粘土稳定剂；0.5～1份绿色螯合剂；0.5～1份渗析剂；余量为水。
进一步地，按重量份计，所述中性生酸剂由30～50份甲酸乙酯，10～30份乙酸乙酯，20～40份乙酸甲酯混合而成。
进一步地，按重量份计，所述耐酸乳液稠化剂由24～28份丙烯酰胺，4～8份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，4～8份二甲基二烯丙基氯化铵和4份二嵌段聚醚单体通过反相乳液聚合法制得。
进一步地，按重量份计，所述二嵌段聚醚单体包括80份环氧乙烷，20份环氧丙烷，所述二嵌段聚醚单体分子链端有1个可聚合的碳碳双键。
进一步地，所述的粘土稳定剂为氯化铵和氯化钾的混合物，所述氯化铵和氯化钾的质量比为1:1。
一种绿色压裂酸化一体液的制备方法，所述制备方法应用于权利要求1～5任一项所述的绿色压裂酸化一体液中，所述制备方法包括以下步骤：
S1、按绿色压裂酸化一体液的配比准备各组分；
S2、将配制好的中性生酸剂加入水中，搅拌得到基液体系；
S3、将耐酸乳液稠化剂加入基液体系中，搅拌得到稠化液体系；
S4、将绿色螯合剂，粘土稳定剂，渗析剂依次加入到稠化液体系中，搅拌得到绿色压裂酸化一体液体系。
本发明的有益效果是：
本发明提出的一种绿色压裂酸化一体液及其制备方法，能实现在地面常温条件下不产生酸，在储层高温条件下通过脂类水解生成酸，克服了现有技术中，需额外添加缓蚀剂，以减缓管柱设备腐蚀的问题。同时，可通过调节绿色压裂酸化一体液中的组份含量，实现变黏滑溜水、稠化酸、耐酸压裂液的实时转化，方便现场配液在线调整，满足改造过程中降阻、刻蚀、携砂的需求。经济、环保，能满足油田提质增效的需求。
附图说明
图1为实施例1中管路摩阻测试仪图；
图2为实施例1中降阻率随排量变化曲线图；
图3为实施例2中不同温度下，12h时稠化酸释放的有效H+浓度曲线图；
图4为实施例2中稠化酸在150℃下与碳酸钙反应12h后的酸液照片；
图5为实施例3中不同时间支撑剂在耐酸压裂液中的悬浮照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本实例提供了一种绿色压裂酸化一体液体系，以重量份计，所述一体液体系包括以下物质：15份中性生酸剂，0.5份耐酸乳液稠化剂，0.5份粘土稳定剂，0.5份绿色螯合剂，0.5份渗析剂，余量为水。其中中性生酸剂由30份甲酸乙酯，10份乙酸乙酯，40份乙酸甲酯均匀混合而成。
制备耐酸乳液稠化剂：取45份蒸馏水，加入24份丙烯酰胺、4份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、8份二甲基二烯丙基氯化铵和4份二嵌段聚醚单体，搅拌溶解配成单体水溶液。二嵌段聚醚单体包括80份环氧乙烷，20份环氧丙烷。取2份Span85乳化剂、1份Tween80乳化剂与15份5#白油配成油相。先将油相加入到装有冷凝装置、搅拌器和温度计的三颈瓶中，开启搅拌后缓慢滴加单体水溶液，配成乳液体系。通氮气除氧20min后水浴升温至45℃，加入0.1份过硫酸铵和0.1份亚硫酸钠引发聚合，在氮气保护下恒温聚合6小时得到耐酸乳液稠化剂。
制备绿色压裂酸化一体液(变黏滑溜水)：将配制好的15份中性生酸剂加入水中，搅拌得到基液体系。将0.5份耐酸乳液稠化剂加入基液体系中，搅拌得到稠化液体系。0.5份粘土稳定剂由0.25份氯化铵和0.25份氯化钾混合制得。将0.5份粘土稳定剂，0.5份绿色螯合剂，0.5份渗析剂依次加入到稠化液体系中，搅拌得到绿色压裂酸化一体液体系(变黏滑溜水)。
采用管路摩阻测试仪对变黏滑溜水进行降阻率测试实验，管路摩阻测试仪如图1所示，实验结果如图2所示。实验结果表明，随着排量的增大，降阻率随之升高，变黏滑溜水的降阻率高于普通滑溜水，变黏滑溜水的减阻性能更好。
实施例2
本实例提供了一种绿色压裂酸化一体液体系，以质量分数计，所述一体液体系包括以下物质：25份中性生酸剂，0.8份耐酸乳液稠化剂，0.8份粘土稳定剂，0.8份绿色螯合剂，0.8份渗析剂，余量为水。配制中性生酸剂，由40份甲酸乙酯，20份乙酸乙酯，30份乙酸甲酯均匀混合而成。
制备耐酸乳液稠化剂：取45份蒸馏水，加入26份丙烯酰胺、8份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、6份二甲基二烯丙基氯化铵和4份二嵌段聚醚单体，搅拌溶解配成单体水溶液。二嵌段聚醚单体包括80份环氧乙烷，20份环氧丙烷。取2份Span85乳化剂、1份Tween80乳化剂与15份5#白油配成油相。先将油相加入到装有冷凝装置、搅拌器和温度计的三颈瓶中，开启搅拌后缓慢滴加单体水溶液，配成乳液体系。将乳液体系通氮气除氧20min后，水浴升温至45℃，加入0.1份过硫酸铵和0.1份亚硫酸钠引发聚合，在氮气保护下恒温聚合6小时得到耐酸乳液稠化剂。
制备绿色压裂酸化一体液(稠化酸)：将配制好的25份中性生酸剂加入水中，搅拌得到基液体系。将0.8份耐酸乳液稠化剂加入基液体系中，搅拌得到稠化液体系。0.8份粘土稳定剂由0.4份氯化铵和0.4份氯化钾混合制得。将0.8份粘土稳定剂，0.8份绿色螯合剂，0.8份渗析剂依次加入到稠化液体系中，搅拌得到绿色压裂酸化一体液体系(稠化酸)。
采用实施例2制备的绿色压裂酸化一体液体系(稠化酸)在不同温度下，与碳酸钙反应12h，测定稠化酸释放的有效H+浓度，测定结果如图3所示，从图3可知，在150℃下酸岩反应12h，有效H+浓度为1.561mol/L，有效溶蚀率为68.20％。图4为稠化酸在150℃下与碳酸钙反应12h后的酸液照片，从图4可知，稠化酸在高温下与碳酸钙反应后，无明显不溶物产生，残液清澈，能满足现场施工需求。
实施例3
本实例提供了一种绿色压裂酸化一体液体系，以质量分数计，所述一体液体系包括以下物质：35份中性生酸剂，1.2份耐酸乳液稠化剂，1份粘土稳定剂，1份绿色螯合剂，1份渗析剂，余量为水。中性生酸剂由50份甲酸乙酯，30份乙酸乙酯，20份乙酸甲酯均匀混合而成。
制备耐酸乳液稠化剂：取45份蒸馏水，加入28份丙烯酰胺、6份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、4份二甲基二烯丙基氯化铵和4份二嵌段聚醚单体，搅拌溶解配成单体水溶液。二嵌段聚醚单体包括80份环氧乙烷，20份环氧丙烷。取2份Span85乳化剂、1份Tween80乳化剂与15份5#白油配成油相。先将油相加入到装有冷凝装置、搅拌器和温度计的三颈瓶中，开启搅拌后缓慢滴加单体水溶液，配成乳液体系。将乳液体系通氮气除氧20min后，水浴升温至45℃，加入0.1份过硫酸铵和0.1份亚硫酸钠引发聚合，在氮气保护下恒温聚合6小时得到耐酸乳液稠化剂。
制备绿色压裂酸化一体液(耐酸压裂液)：将配制好的35份中性生酸剂加入水中，搅拌得到基液体系。将1.2份耐酸乳液稠化剂加入基液体系中，搅拌得到稠化液体系。1份粘土稳定剂由0.5份氯化铵和0.5份氯化钾混合制得。将1份粘土稳定剂，1份绿色螯合剂，1份渗析剂依次加入到稠化液体系中，搅拌得到绿色压裂酸化一体液体系(耐酸压裂液)。
配制耐酸压裂液100ml，按照砂比40％，将耐酸压裂液与20/40目陶粒支撑剂混合均匀，倒入量筒内，并静置在95℃水浴锅中，每隔一定时间(1h)观察支撑剂的沉降情况，同时记录支撑剂的沉降距离与沉降时间，评价其携砂性能。由图5可知，10h内陶粒支撑剂基本不沉降，因此，耐酸压裂液具有很好的携砂能力。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种绿色压裂酸化一体液，其特征在于，按重量份包括以下组分：15～35份中性生酸剂，0.5～1.2份耐酸乳液稠化剂，0.5～1份粘土稳定剂，0.5～1份绿色螯合剂，0.5～1份渗析剂，余量为水。
2.根据权利要求1中所述的绿色压裂酸化一体液，其特征在于，按重量份计，所述中性生酸剂由30～50份甲酸乙酯，10～30份乙酸乙酯，20～40份乙酸甲酯混合而成。
3.根据权利要求1中所述的绿色压裂酸化一体液，其特征在于，按重量份计，所述耐酸乳液稠化剂由24～28份丙烯酰胺，4～8份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，4～8份二甲基二烯丙基氯化铵和4份二嵌段聚醚单体通过反相乳液聚合法制得。
4.根据权利要求3中所述的绿色压裂酸化一体液，其特征在于，按重量份计，所述二嵌段聚醚单体包括80份环氧乙烷，20份环氧丙烷，所述二嵌段聚醚单体分子链端有1个可聚合的碳碳双键。
5.根据权利1所述的绿色压裂酸化一体液，其特征在于，所述的粘土稳定剂为氯化铵和氯化钾的混合物，所述氯化铵和氯化钾的质量比为1:1。
6.一种绿色压裂酸化一体液的制备方法，其特征在于，所述制备方法应用于权利要求1～5任一项所述的绿色压裂酸化一体液中，所述制备方法包括以下步骤：
S1、按绿色压裂酸化一体液的配比准备各组分；
S2、将配制好的中性生酸剂加入水中，搅拌得到基液体系；
S3、将耐酸乳液稠化剂加入基液体系中，搅拌得到稠化液体系；
S4、将绿色螯合剂，粘土稳定剂，渗析剂依次加入到稠化液体系中，搅拌得到绿色压裂酸化一体液体系。
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