CN117402606A - 一种阳离子胍胶压裂液的增黏方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及油田化工技术领域，公开了一种阳离子胍胶压裂液的增黏方法，以质量百分数计，胍胶含量为0.3％～0.7％，加入了0.1％～3％的硫酸盐和0.2％～0.5％的交联剂，余量为配液用水。本申请向阳离子胍胶压裂液中加入了硫酸盐，硫酸盐中的硫酸根离子可通过静电引力子作用，对有机交联剂交联的羟丙基胍胶压裂液实现二次交联，从而增强其交联密度，表现为在不增加胍胶和交联剂浓度的情况下，压裂液黏度显著提高；将本申请应用于例如低渗透碳酸盐储层，在保持压裂液黏度相同的情况下，可减少胍胶和交联剂的用量，降低压裂液的成本，且胍胶用量减少后，可降低压裂液破胶后的残渣含量，具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本申请涉及油田化工技术领域，具体涉及一种阳离子胍胶压裂液的增黏方法。
背景技术
压裂液是在流体矿(油、气、淡水、盐水、热水等)开采过程中，为了获得高产而借用液体传导力压裂时所用的液体。近年,随着石油和天然气开采的快速升温,油田压裂生产作业任务不断增加。大部分油田的压裂施工中,采用先配置瓜尔胶基液,后添加各种调节剂与交联剂进行交联。该方法在实际的施工中,由于储存罐中的瓜尔胶基液粘度高,泵循环阻力较大,导致后续交联不稳定压裂液粘度较低,影响压裂施工的稳定性和施工成功率。
专利文献CN104087282A公开了一种压裂液增粘方法，其通过调节pH至碱性来增强瓜胶压裂液的交联效果，增大所配制压裂液的粘度。此方法操作简单配制容易，配制的压裂液具有一定的抗盐性，对配制水的要求低，即使使用海水(含盐)，也具有增粘效果。然而，经研究发现，上述增粘方法与常规增粘方法都是通过单次交联来提高压裂液粘度，增粘效果有限，仍然难以满足市场高性能标准的要求。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本申请的目的在于提供一种阳离子胍胶压裂液的增黏方法。
为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：
一种阳离子胍胶压裂液的增黏方法，以质量百分数计，胍胶含量为0.3％～0.7％，加入了0.1％～3％的硫酸盐和0.2％～0.5％的交联剂，余量为配液用水。
优选的，所述胍胶为羟丙基胍胶三甲基氯化铵，结构式如式(1)所示：
优选的，所述配液用水的离子组成中硫酸根离子含量低于200mg/L，阳离子含量低于其硫酸盐的溶解度，其他阴离子含量不限。
优选地，所述硫酸盐选自硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵中的一种或多种。
优选地，所述交联剂选自有机硼、有机锆中的一种或者两种。
进一步地，所述阳离子胍胶压裂液的增黏方法，包括以下步骤：先将硫酸盐溶解于配液用水中(无沉淀等不配伍现象)，再加入胍胶充分溶解后加入交联剂，搅拌均匀，即得。
在本申请的一种优选实施方式中，所述配液用水配制方法为：向装有蒸馏水中的烧杯中加入氯化钠31.5g/L、氯化钾3g/L、氯化钙1.4g/L和氯化镁6g/L。
在本申请的另一种优选实施方式中，所述配液用水配制方法为：向装有蒸馏水中的烧杯中加入氯化钠50g/L。
在本申请的另一种优选实施方式中，所述配液用水配制方法为：向装有蒸馏水中的烧杯中加入氯化钠100g/L。
与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
(1)本申请向阳离子胍胶压裂液中加入了硫酸盐，硫酸盐中的硫酸根离子可通过静电引力子作用，对有机交联剂交联的羟丙基胍胶压裂液实现二次交联，从而增强其交联密度，表现为在不增加胍胶和交联剂浓度的情况下，压裂液黏度显著提高；
(2)将本申请应用于例如低渗透碳酸盐储层，在保持压裂液黏度相同的情况下，可减少胍胶和交联剂的用量，降低压裂液的成本，且胍胶用量减少后，可降低压裂液破胶后的残渣含量，具有较好的应用前景。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为在模拟海水配液中，羟丙基胍胶三甲基氯化铵0.6％和有机硼0.4％配制压裂液时，以及羟丙基胍胶三甲基氯化铵0.5％和有机硼0.3％配制压裂液时，加入不同浓度硫酸钠的压裂液流变曲线。
图2为在5％氯化钠溶液中，羟丙基胍胶三甲基氯化铵0.5％，有机硼0.4％，加入不同浓度硫酸钠的压裂液流变曲线。
图3为在10％氯化钠溶液中，羟丙基胍胶三甲基氯化铵0.6％，有机硼0.4％，加入不同浓度硫酸钠的压裂液流变曲线。
图4为在模拟海水配液中，羟丙基胍胶三甲基氯化铵0.3％和有机锆0.2％配制压裂液时，以及羟丙基胍胶三甲基氯化铵0.7％和有机锆0.5％配制压裂液时，加入不同浓度硫酸铵的压裂液流变曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本申请进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本申请，但不以任何形式限制本申请。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本申请的保护范围。
实施例1
模拟配液用水具体配制过程包括以下步骤：
(1)在烧杯中加入蒸馏水。
(2)向装有蒸馏水中的烧杯中加入氯化钠31.5g/L，氯化钾3g/L，氯化钙1.4g/L，氯化镁6g/L。
(3)向烧杯中加入转子并将烧杯放置在磁力搅拌器上充分搅拌15min。
(4)充分搅拌完毕即可得到模拟配液用水。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入0.6％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
羟丙基胍胶三甲基氯化铵结构式如下所示：
(2)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
实施例2
模拟配液用水同实施例1。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入1％的硫酸钠，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.6％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
实施例3
模拟配液用水同实施例1。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入2％的硫酸钠，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.6％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
羟丙基胍胶三甲基氯化铵结构式如下所示：
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
将所得压裂液放入流变仪中测得其90℃下的流变曲线。
实施例4
模拟配液用水同实施例1。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入3％的硫酸钠，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.6％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
羟丙基胍胶三甲基氯化铵结构式如下所示：
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
实施例5
模拟配液用水同实施例1。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入0.5％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(2)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.3％的有机硼，充分搅拌后，即得。
将所得压裂液放入流变仪中测得其90℃下的流变曲线。
实施例6
模拟配液用水同实施例1。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入2％的硫酸钠，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.5％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
羟丙基胍胶三甲基氯化铵结构式如下所示：
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.3％的有机硼，充分搅拌后，即得。
将实施例1～6所得压裂液放入流变仪中测得其90℃下的流变曲线，如图1所示。
实施例7
模拟配液用水具体配制过程包括以下步骤：
(1)在烧杯中加入蒸馏水。
(2)向装有蒸馏水中的烧杯中加入氯化钠50g/L。
(3)向烧杯中加入转子并将烧杯放置在磁力搅拌器上充分搅拌15min。
(4)充分搅拌完毕即可得到模拟配液用水。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入0.5％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(2)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
实施例8
模拟配液用水同实施例7。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入0.5％的硫酸钠，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.5％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
实施例9
模拟配液用水同实施例7。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入1％的硫酸钠，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.5％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
实施例10
模拟配液用水同实施例7。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入2％的硫酸钠，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.5％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
将实施例7～10所得压裂液放入流变仪中测得其90℃下的流变曲线，如图2所示。
实施例11
模拟配液用水具体配制过程包括以下步骤：
(1)在烧杯中加入蒸馏水。
(2)向装有蒸馏水中的烧杯中加入氯化钠100g/L。
(3)向烧杯中加入转子并将烧杯放置在磁力搅拌器上充分搅拌15min。
(4)充分搅拌完毕即可得到模拟配液用水。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入0.6％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(2)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
将所得压裂液放入流变仪中测得其90℃下的流变曲线。
实施例12
模拟配液用水同实施例11。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入0.5％的硫酸钠，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.6％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
实施例13
模拟配液用水同实施例11。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入1％的硫酸钠，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.6％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
实施例14
模拟配液用水同实施例11。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入2％的硫酸钠，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.6％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.4％的有机硼，充分搅拌后，即得。
将实施例11～14所得压裂液放入流变仪中测得其90℃下的流变曲线，如图3所示。
实施例15
模拟配液用水同实施例1。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入0.3％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
羟丙基胍胶三甲基氯化铵结构式如下所示：
(2)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.2％的有机锆，充分搅拌后，即得。
实施例16
模拟配液用水同实施例1。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入0.1％的硫酸铵，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.3％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.2％的有机锆，充分搅拌后，即得。
实施例17
模拟配液用水同实施例1。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入1％的硫酸铵，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.3％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.2％的有机锆，充分搅拌后，即得。
实施例18
模拟配液用水同实施例1。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入0.7％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
羟丙基胍胶三甲基氯化铵结构式如下所示：
(2)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.5％的有机锆，充分搅拌后，即得。
实施例19
模拟配液用水同实施例1。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入0.1％的硫酸铵，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.7％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.5％的有机锆，充分搅拌后，即得。
实施例20
模拟配液用水同实施例1。
压裂液增粘及其制备过程包括以下步骤：
(1)向模拟配液用水中加入1％的硫酸铵，充分搅拌均匀。
(2)向溶液中继续加入0.7％的羟丙基胍胶三甲基氯化铵，充分搅拌均匀。
(3)向搅拌均匀的胍胶基液中加入0.5％的有机锆，充分搅拌后，即得。
将实施例15～20所得压裂液放入流变仪中测得其90℃下的流变曲线，如图4所示。
以上对本申请的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本申请并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本申请的实质内容。
Claims (9)
1.一种阳离子胍胶压裂液的增黏方法，其特征在于，以质量百分数计，阳离子胍胶含量为0.3％～0.7％，加入了0.1％～3％的硫酸盐和0.2％～0.5％的交联剂，余量为配液用水。
2.根据权利要求1所述的阳离子胍胶压裂液的增黏方法，其特征在于，所述阳离子胍胶为羟丙基胍胶三甲基氯化铵，结构式如式(1)所示：
3.根据权利要求1所述的阳离子胍胶压裂液的增黏方法，其特征在于，所述配液用水的离子组成中硫酸根离子含量低于200mg/L，阳离子含量低于其硫酸盐的溶解度，其他阴离子含量不限。
4.根据权利要求1所述的阳离子胍胶压裂液的增黏方法，其特征在于，所述硫酸盐选自硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的阳离子胍胶压裂液的增黏方法，其特征在于，所述交联剂选自有机硼、有机锆中的一种或者两种。
6.根据权利要求1所述的阳离子胍胶压裂液的增黏方法，其特征在于，所述阳离子胍胶压裂液的增黏方法，包括以下步骤：先将硫酸盐溶解于配液用水中(无沉淀等不配伍现象)，再加入胍胶充分溶解后加入交联剂，搅拌均匀，即得。
7.根据权利要求1所述的阳离子胍胶压裂液的增黏方法，其特征在于，所述配液用水配制方法为：向装有蒸馏水中的烧杯中加入氯化钠31.5g/L、氯化钾3g/L、氯化钙1.4g/L和氯化镁6g/L。
8.根据权利要求1所述的阳离子胍胶压裂液的增黏方法，其特征在于，所述配液用水配制方法为：向装有蒸馏水中的烧杯中加入氯化钠50g/L。
9.根据权利要求1所述的阳离子胍胶压裂液的增黏方法，其特征在于，所述配液用水配制方法为：向装有蒸馏水中的烧杯中加入氯化钠100g/L。
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2023
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