CN115011326A - 油田用清洁压裂液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地下能源开采技术领域，特别涉及一种油田用清洁压裂液及其制备方法。包括以下步骤：在一定温度下，将羟乙基牛脂胺、乙醇、水按一定质量比加入到反应釜中，加完后用氮气置换三次，搅拌20‑40min；将氯甲烷通入反应釜内，升温后保温反应，压力维持0.2‑0.4MPa，反应结束后所得即为油田用清洁压裂液。该清洁压裂液为弱阳离子表面活性剂，凝固点低，流动性好；通过对生产原料和生产工艺的改变，使得该压裂液pH为中性，地层伤害率小。
Description
技术领域
本发明涉及地下能源开采技术领域，特别涉及一种油田用清洁压裂液及其制备方法。
背景技术
随着经济的飞速发展，我国对能源的需求量越来越大，目前，我国许多油田具有低渗、超低渗的特点，而且低渗透储层非均质性强，存在应力敏感性等难点，导致开发的难度大大增加。压裂技术的研发与应用正是解决当前开发难题的关键，而压裂液又是压裂技术的关键，常规的压裂液存在污染性强、残渣含量高、对地层伤害大等缺点，已不能适用于该类油气藏。
清洁压裂液，一种水基压裂液破胶后无不溶物或不溶物极低的压裂液。其不仅流变性独特，粘度低,可有效输送支撑剂，而且不需交联剂等其它化学添加剂,无地层伤害并能使充填层保持良好，为低渗油田的开发起到了极大的推动作用。
中国发明CN1313563C，公开时间为2007.05.02，公开了一种清洁压裂液添加剂的组成和压裂地层的方法，该清洁压裂液添加剂的特征是由下列组分组成：长碳链烷基季铵盐，长碳链烷基二甲基氧化胺，水杨酸盐，乙二醇醚，低碳醇，水；方法为配制所述的清洁压裂液，但该添加剂所需原料较多，对环境污染较大。
中国发明CN104710974B，公开时间为2017.06.30，公开了一种低聚表面活性剂清洁压裂液及其制备方法，压裂液由下述组分按质量百分比组成：低聚多烷基多季铵盐阳离表面活性剂0.5％-5％；无机反离子1％-5％；有机反离子1％-5％；助溶剂0.5％-2％；水83％-97％，制备时先制备低聚多烷基多季铵盐阳离表面活性剂，再将低聚多烷基多季铵盐阳离表面活性剂和助溶剂充分溶解于水中，然后再加入无机反离子和有机盐酸反离子，搅拌后即可得到低聚表面活性剂清洁压裂液，但该压裂液生产过程复杂，能耗高，需要滴加盐酸对PH进行调节，不利于工业化生产。
综上，现有技术可以解清洁压裂液的生产，但存在所用原料较多，生产过程复杂，对地层伤害率大等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油田用清洁压裂液，用于低渗油田的石油开采。
本发明的另一个目的在于提供一种油田用清洁压裂液的制备方法，该方法通过对生产原料和生产工艺的改变，不仅使该压裂液保持了以往表面活性剂基压裂液的所有优点，而且在生产过程中不需要对酸碱性进行调节，产物pH值便为中性，对地层伤害率小。
本发明所采取的技术方案是：
所述的油田用清洁压裂液的制备方法，包括以下步骤：
(1)在一定温度下，将羟乙基牛脂胺、乙醇、水加入到反应釜中，加完后用氮气置换，搅拌20-40min；
(2)将氯甲烷通入(1)中的反应釜内，升温后保温反应，压力维持0.2-0.4MPa，反应结束后所得即为油田用清洁压裂液。
所述的羟乙基牛脂胺、乙醇、水的质量比为(58-62):(23-27):(3-7)。
所述的步骤(1)中的加料温度35-45℃。
所述的步骤(2)通入氯甲烷的温度为55-65℃。
所述的步骤(2)中的反应温度为60-100℃。
所述的步骤(2)中的反应时间为4-10h。
所述的油田用清洁压裂液，采用以上的制备方法制得。
制得的油田用清洁压裂液为N,N-二羟乙基牛脂基甲基氯化铵，其中季铵盐(R4N+)带正电，在水中电离为稳定的季铵根离子(R4N+)和氢氧根离子(OH-)。R4N+OH﹣→R4N++OH-由于N,N-二羟乙基牛脂基甲基氯化铵是伯胺季铵盐，导致其羟乙基的空间位阻较大，结构更加稳定，电离较弱，pH值为中性。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)该清洁压裂液为弱阳离子表面活性剂，凝固点低，流动性好；
(2)通过对生产原料和生产工艺的改变，使得该压裂液pH为中性，地层伤害率小；
(3)该清洁压裂液在使用过程中，可以减少配液设备和降低操作要求，使压裂液真正实现在线增粘、在线交联。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步阐述，但其并不限制本发明的实施。
实施例中所用原料，除特殊说明之外，其他均为市售。
实施例中未描述的具体步骤，属于本领域技术人员公知常识。
实施例和对比例中所述份数均为质量份数。
对比例1
将十八叔胺、甲醇、水按比例十八叔胺：甲醇：水＝10：32：5加入到反应釜中，加完后搅拌均匀，60℃通入氯甲烷，维持70℃反应，反应5h待压力不变化，取样检测。
对比例2
将十八叔胺、甲醇按比例十八叔胺：甲醇＝10:37加入到反应釜中，加完后搅拌均匀，60℃通入氯甲烷，维持90℃反应，待压力不变化，取样检测。
实施例1
在温度45℃的条件下，往反应釜中按比例羟乙基牛脂胺：乙醇：水＝60：25：5，吸入羟乙基牛脂胺，乙醇和水，加完后氮气置换三次，搅拌30分钟；在55℃通氯甲烷，继续升温，维持75℃，在压力0.2MPa反应，反应5h待压力不降，取样检测。
实施例2
在温度35℃的条件下，往反应釜中按比例羟乙基牛脂胺：乙醇：水＝58：23：3，吸入羟乙基牛脂胺，乙醇和水，加完后氮气置换三次，搅拌20分钟；在65℃通氯甲烷，继续升温，维持100℃，在压力0.4MPa反应，反应4h待压力不降，取样检测。
实施例3
在温度40℃的条件下，往反应釜中按比例羟乙基牛脂胺：乙醇：水＝62：27：7，吸入羟乙基牛脂胺，乙醇和水，加完后氮气置换三次，搅拌40分钟；在60℃通氯甲烷，继续升温，维持60℃，在压力0.3MPa反应，反应10h待压力不降，取样检测。
实施例4
在温度45℃的条件下，往反应釜中按比例羟乙基牛脂胺：乙醇：水＝62：25：5，吸入羟乙基牛脂胺，乙醇和水，加完后氮气置换三次，搅拌30分钟；在65℃通氯甲烷，继续升温，维持75℃，在压力0.4MPa反应，反应10h待压力不降，取样检测。
实施例和对比例的凝固点温度测试根据国标《GB 510-83石油产品凝点测定法》，测试方法是将试样装在规定的试管中，并冷却到预期的温度时，将试管倾斜45°经过1分钟，观察液面是否移动。
对比例1-2产物的酸碱性和凝固温度检测结果见表1。
实施例1-4所述的油田用清洁压裂液的酸碱性和凝固温度检测结果见表2。
表1对比例1-2产物的酸碱性和凝固温度检测结果
| pH(1％水溶液) | 凝固点温度(℃) | |
| 对比例1 | 4.12 | 5 |
| 对比例2 | 3.28 | 6 |
表2实施例1-4油田用清洁压裂液的酸碱性和凝固温度检测结果
Claims (7)
1.一种油田用清洁压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在一定温度下，将羟乙基牛脂胺、乙醇、水加入到反应釜中，加完后用氮气置换，搅拌20-40min；
(2)将氯甲烷通入(1)中的反应釜内，升温后保温反应，压力维持0.2-0.4MPa，反应结束后所得即为油田用清洁压裂液。
2.根据权利要求1所述的油田用清洁压裂液的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的羟乙基牛脂胺、乙醇、水的质量比为(58-62):(23-27):(3-7)。
3.根据权利要求1所述的油田用清洁压裂液的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的一定温度为35-45℃。
4.根据权利要求1所述的油田用清洁压裂液的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中的通入氯甲烷的温度为55-65℃。
5.根据权利要求1所述的油田用清洁压裂液的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中的反应温度为60-100℃。
6.根据权利要求1所述的油田用清洁压裂液的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中的反应时间为4-10h。
7.一种油田用清洁压裂液，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述的制备方法制得。
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