CN1304522C - 含凝灰质储层压裂工作液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含凝灰质储层压裂工作液。主要解决在压裂施工中现有的水基压裂液易造成地层岩石垮塌、裂缝导流能力低及施工失败的问题。其特征在于：增稠剂0.15～1.5%、表面活性剂0.002～0.5%、破乳剂0.002～0.5%、粘土稳定剂0.01～10.0%、杀菌剂0.002～1.0%、乳化剂0.002～0.5%、缓冲剂0.002～0.5%、消泡剂0.002～0.5%、交联剂0.002～0.5%、交联控制剂0.002～0.5%、破胶剂0.002～0.1%、破胶催化剂0.0002～0.1%、柴油1～90%，余量为水。该压裂工作液可以提高岩石稳定性、降低滤失、增加返排、减少伤害、保证施工成功及提高措施效果。
Description
技术领域：
本发明涉及油田采油领域中一种压裂液，特别是一种应用于含凝灰质岩性储层压裂中的压裂工作液。
背景技术：
随着当代世界经济发展对石油资源的需要和勘探技术、勘探认识的不断提高，近年来，相继发现了含凝灰质火成岩、浅变质岩等复杂岩性储层，并具有一定的油气显示，该类储层自然产能低，只有进行压裂增产改造才能达到理想的商业储量和开采价值。压裂液是压裂施工的工作液，用于在施工中传递能量，使油层张开裂缝，并沿裂缝输送支撑剂，从而在油层中形成一条高导流能力通道，以利油/气由地层远处流向井底，达到增产目的。
含凝灰质储层岩石类型多、岩性复杂，具有强吸水且吸水分散的特点，在压裂施工中，凝灰质胶结物在水基压裂液的作用下，膨胀、分散，导致地层岩石垮塌，无法形成有效的动态裂缝和适合加砂的缝宽，同时，净压力无法作用在裂缝前端，影响正常加砂，以至导致施工失败。施工结束后，在裂缝闭合过程中，支撑剂嵌入地层，在压裂液返排过程中，岩石分散成泥粉进入裂缝，裂缝失去导流能力，使压裂措施失去增产效果。
发明内容：
为了解决在压裂施工中现有的水基压裂液易造成地层岩石垮塌、裂缝导流能力低及有时施工失败的问题，本发明提供一种一种应用于含凝灰质岩性储层压裂中的压裂工作液(以下简称NH压裂液)，该压裂工作液可以提高岩石稳定性、降低滤失、增加返排、减少伤害、保证施工成功及提高措施效果。
本发明所采用的技术方案是：该含凝灰质储层压裂工作液由下列各组份组成，各组份按重量百分比计；增稠剂0.15～1.5％、表面活性剂0.002～0.5％、破乳剂0.002～0.5％、粘土稳定剂0.01～10.0％、杀菌剂0.002～1.0％、乳化剂0.002～0.5％、缓冲剂0.002～0.5％、消泡剂0.002～0.5％、交联剂0.002～0.5％、交联控制剂0.002～0.5％、破胶剂0.002～0.1％、破胶催化剂0.0002～0.1％、柴油1～90％，余量为水。
上述的增稠剂为羟丙基改性胍胶、胍尔胶、羟丙基改性胍胶、羧甲基羟丙基改性胍胶、香豆胶、黄原胶或羧甲基纤维素；表面活性剂为十二烷基硫酸纳、烷基苯磺酸纳或全氟辛酸钠；破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚；粘土稳定剂为氯化钾或聚异丙醇基二甲基氯化铵；杀菌剂为戊二醛、异噻唑林复配物或甲醛与十六烷基二甲基苄基氯化铵的复配物；乳化剂为聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂或壬基酚聚氧乙烯醚；缓冲剂为乙酸与碳酸钠的复配、氨基磺酸与碳酸钠的复配或碳酸钠与碳酸氢钠的复配；消泡剂为异丙醇或甲基硅油；交联剂为硼酸钠、有机硼、有机钛或有机硼与有机钛复配物；交联控制剂为山梨糖醇；破胶剂为过硫酸钾、过硫酸铵、特丁基过氧化氢；破胶催化剂为亚硫酸钠。
上述的增稠剂为羟丙基改性胍胶、胍尔胶、羟丙基改性胍胶、羧甲基羟丙基改性胍胶；表面活性剂为十二烷基硫酸纳或全氟辛酸钠；破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚；粘土稳定剂为氯化钾或聚异丙醇基二甲基氯化铵；杀菌剂为戊二醛或甲醛与十六烷基二甲基苄基氯化铵的复配物；乳化剂为聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂或壬基酚聚氧乙烯醚；缓冲剂为乙酸与碳酸钠的复配或碳酸钠与碳酸氢钠的复配；消泡剂为异丙醇或甲基硅油；交联剂为硼酸钠或有机硼与有机钛复配物；交联控制剂为山梨糖醇；破胶剂为过硫酸钾、特丁基过氧化氢；破胶催化剂为亚硫酸钠。
上述的增稠剂为羟丙基改性胍胶；表面活性剂为十二烷基硫酸纳；破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚；粘土稳定剂为氯化钾；杀菌剂为戊二醛；乳化剂为聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂；缓冲剂为乙酸与碳酸钠的复配；消泡剂为异丙醇；交联剂为硼酸钠；交联控制剂为山梨糖醇；破胶剂为过硫酸钾；破胶催化剂为亚硫酸钠。
上述的增稠剂0.3～0.9％、表面活性剂0.06～0.18％、破乳剂0.06～0.1％、粘土稳定剂0.2～1.2％、杀菌剂0.02～0.18％、乳化剂0.043～0.1％、缓冲剂0.06～0.19％、消泡剂0.02～0.09％、有机硼交联剂0.15～0.45％、交联控制剂0.02～0.38％、破胶剂0.003～0.09％、破胶催化剂0.0002～0.0009％、柴油1～90％，余量为水。
上述的增稠剂0.5～0.8％、表面活性剂0.08～0.12％、破乳剂0.07～0.08％、粘土稳定剂0.6～0.9％、杀菌剂0.1～0.12％、乳化剂0.06～0.08％、缓冲剂0.12～0.16％、消泡剂0.05～0.06％、有机硼交联剂0.25～0.35％、交联控制剂0.05～0.15％、破胶剂0.05～0.08％、破胶催化剂0.004～0.008％、柴油3～50％，余量为水。
本发明的有益效果是：该压裂液不仅具有良好的流变学和流体力学性质，并且与含凝灰质储层岩石具有良好的配伍性，压裂液滤失少、效率高，能够满足含凝灰质复杂岩性储层压裂的特殊需要。具有特点说明如下：(1)流变性：NH压裂液系两种不混溶相的分散体系，是具有良好输送性能的高粘溶液，其流变性特点有利于地层的破裂和人工裂缝的延伸，以及悬浮和输送支撑剂，形成有足够流通能力的填砂裂缝。(2)岩石稳定性：与水基压裂液对比，进行凝灰岩配伍性实验，凝灰质岩石在水基压裂液中浸泡，岩石迅速分散、垮塌，而在NH压裂液中浸泡，岩石保持完整。采用定量分析的岩屑分散率实验，评价NH压裂液对岩石的稳定性，实验结果表明，凝灰质岩石的岩屑分散率达到了常规砂岩结果。(3)低滤失性：NH压裂液在滤失过程中，在岩石孔隙中产生两相流动，增大渗流阻力，能有效降低压裂液在储层中的滤失。由于滤失量降低，压裂液效率提高，改善了压裂液的造缝能力，保证施工成功。(4)增产效果：NH压裂液为活性体系，能够降低储层原油粘度，改善原油物性；NH压裂液滤失少，产生的压裂液滤饼薄，对裂缝和储层伤害小，同时，NH压裂液良好岩石稳定性使得岩石保持了固有的强度特性，能够降低支撑剂嵌入，提高裂缝导流能力，获得预期的增产效果。
B28井位于内蒙古自治区海拉尔市境内，该井X84层为凝灰质岩性储层，X84层深度4480.0～4435.2m，储层中部温度约70℃。针对该层的压裂液体系在储层温度条件下，剪切1.0h，粘度为92.0mPa.s，能够满足施工的需要，压裂液流变性能表1，该压裂液流变性能实验采用标准为SY/T 5107-1995，压裂液流变曲线见图1。与水基压裂液相比，NH压裂液的滤失量降低48.6％，初滤失量降低72.4％，滤失系数降低51.4％，降滤失性能显著，压裂液静态滤失性能表2，该压裂液静态滤失性能的测定采用的标准是SY/T 6216-1996，压裂液滤失时间-滤失量关系曲线图2。岩石稳定性试验表明，岩屑分散率已达到了常规砂岩结果，该体系与凝灰岩岩石配伍性优越，该岩石稳定性试验的测定采用的标准是SY/T 6376-1998。
压裂液流变实验结果 表1
| 实验温度(℃) | 剪切粘度(mPa·s) | K`(Pa·sn) | n` | ||
| 初始 | 30.0min | 60.0min | |||
| 70 | 178.0 | 94.8 | 92.0 | 1.2 | 0.5 |
压裂液静态滤失性能表 表2
| 压裂液类别 | 初滤失量，×10-4m3/m2 | 滤失系数，×10-5m/min-2 |
| NH压裂液 | 0.97 | 3.60 |
岩石稳定性能表 表3
| 溶液 | 岩屑重(g) | 筛后屑重(g) | 分散率(％) |
| NH压裂液 | 5.001 | 4.8978 | 6.91 |
| 5.000 | 4.7552 | 5.68 |
附图说明：
图1是本发明的压裂液流变曲线图；
图2是压裂液滤失时间-滤失量关系曲线图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：该含凝灰质储层压裂工作液由下列各组份组成，各组份按重量百分比计；增稠剂0.15～1.5％、表面活性剂0.002～0.5％、破乳剂0.002～0.5％、粘土稳定剂0.01～10.0％、杀菌剂0.002～1.0％、乳化剂0.002～0.5％、缓冲剂0.002～0.5％、消泡剂0.002～0.5％、交联剂0.002～0.5％、交联控制剂0.002～0.5％、破胶剂0.002～0.1％、破胶催化剂0.0002～0.1％、柴油1～90％，余量为水。各组份的含量优选增稠剂0.3～0.9％、表面活性剂0.06～0.18％、破乳剂0.06～0.1％、粘土稳定剂0.2～1.2％、杀菌剂0.02～0.18％、乳化剂0.043～0.1％、缓冲剂0.06～0.19％、消泡剂0.02～0.09％、有机硼交联剂0.15～0.45％、交联控制剂0.02～0.38％、破胶剂0.003～0.09％、破胶催化剂0.0002～0.0009％、柴油1～90％，余量为水。最优选增稠剂0.5～0.8％、表面活性剂0.08～0.12％、破乳剂0.07～0.08％、粘土稳定剂0.6～0.9％、杀菌剂0.1～0.12％、乳化剂0.06～0.08％、缓冲剂0.12～0.16％、消泡剂0.05～0.06％、有机硼交联剂0.25～0.35％、交联控制剂0.05～0.15％、破胶剂0.05～0.08％、破胶催化剂0.004～0.008％、柴油3～50％，余量为水。
上述的增稠剂为羟丙基改性胍胶、胍尔胶、羟丙基改性胍胶、羧甲基羟丙基改性胍胶、香豆胶、黄原胶或羧甲基纤维素；表面活性剂为十二烷基硫酸纳、烷基苯磺酸纳或全氟辛酸钠；破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚；粘土稳定剂为氯化钾或聚异丙醇基二甲基氯化铵；杀菌剂为戊二醛、异噻唑林复配物或甲醛与十六烷基二甲基苄基氯化铵的复配物；乳化剂为聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂或壬基酚聚氧乙烯醚；缓冲剂为乙酸与碳酸钠的复配物、氨基磺酸与碳酸钠的复配物或碳酸钠与碳酸氢钠的复配物；消泡剂为异丙醇或甲基硅油；交联剂为硼酸钠、有机硼、有机钛或有机硼与有机钛复配物；交联控制剂为山梨糖醇；破胶剂为过硫酸钾、过硫酸铵、特丁基过氧化氢；破胶催化剂为亚硫酸钠。优选增稠剂为羟丙基改性胍胶、胍尔胶、羟丙基改性胍胶、羧甲基羟丙基改性胍胶；表面活性剂为十二烷基硫酸纳或全氟辛酸钠；破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚；粘土稳定剂为氯化钾或聚异丙醇基二甲基氯化铵；杀菌剂为戊二醛或甲醛与十六烷基二甲基苄基氯化铵的复配物；乳化剂为聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂或壬基酚聚氧乙烯醚；缓冲剂为乙酸与碳酸钠的复配物或碳酸钠与碳酸氢钠的复配物；消泡剂为异丙醇或甲基硅油；交联剂为硼酸钠或有机硼与有机钛复配物；交联控制剂为山梨糖醇；破胶剂为过硫酸钾、特丁基过氧化氢；破胶催化剂为亚硫酸钠。最优选增稠剂为羟丙基改性胍胶；表面活性剂为十二烷基硫酸纳；破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚；粘土稳定剂为氯化钾；杀菌剂为戊二醛；乳化剂为聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂；缓冲剂为乙酸与碳酸钠的复配；消泡剂为异丙醇；交联剂为硼酸钠；交联控制剂为山梨糖醇；破胶剂为过硫酸钾；破胶催化剂为亚硫酸钠。
实施例1、将羟丙基改性胍胶0.58％、全氟辛酸钠0.135％、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.078％、聚异丙醇基二甲基氯化铵1.82％、戊二醛0.097％、壬基酚聚氧乙烯醚0.0565％、乙酸与碳酸钠的复配物0.0803％、异丙醇0.05％、硼酸钠0.15％、山梨糖醇0.0532％、过硫酸钾0.00133％、亚硫酸钠0.0002％、柴油3％、水93.86997％混合后即可得到该压裂工作液。
实施例2、将胍尔胶0.3％、全氟辛酸钠0.06％、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.06％、聚异丙醇基二甲基氯化铵0.2％、戊二醛0.02％、壬基酚聚氧乙烯醚0.05％、乙酸与碳酸钠的复配物0.06％、异丙醇0.02％、硼酸钠0.15％、山梨糖醇0.02％、过硫酸钾0.001％、亚硫酸钠0.0002％、柴油3％、水96.1188％混合后即可得到该压裂工作液。
实施例3、将羟丙基改性胍胶0.15％、全氟辛酸钠0.5％、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.002％、聚异丙醇基二甲基氯化铵10.0％、戊二醛0.002％、壬基酚聚氧乙烯醚0.5％、乙酸与碳酸钠的复配物0.002％、异丙醇0.5％、有机硼与有机钛复配物0.002％、山梨糖醇0.5％、过硫酸钾0.002％、亚硫酸钠0.1％、柴油1％、水85.736％混合后即可得到该压裂工作液。
实施例4、将羧甲基羟丙基改性胍胶1.5％、全氟辛酸钠0.002％、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.5％、聚异丙醇基二甲基氯化铵0.01％、戊二醛1.0％、壬基酚聚氧乙烯醚0.002％、乙酸与碳酸钠的复配物0.5％、异丙醇0.002％、硼酸钠0.5％、山梨糖醇0.002％、过硫酸铵0.1％、亚硫酸钠0.0002％、柴油90％、水5.8818％混合后即可得到该压裂工作液。
实施例5、将香豆胶0.5％、全氟辛酸钠0.1％、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.1％、聚异丙醇基二甲基氯化铵0.5％、异噻唑林复配物0.1％、壬基酚聚氧乙烯醚0.1％、氨基磺酸与碳酸钠的复配物0.12％、异丙醇0.05％、硼酸钠0.25％、山梨糖醇0.05％、过硫酸铵0.05％、亚硫酸钠0.0005％、柴油4％、水93.9795％混合后即可得到该压裂工作液。
实施例6、将黄原胶0.6％、全氟辛酸钠0.12％、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.06％、聚异丙醇基二甲基氯化铵0.6％、甲醛0.12％、壬基酚聚氧乙烯醚0.05％、氨基磺酸与碳酸钠的复配物0.15％、甲基硅油0.06％、有机硼0.35％、过硫酸铵0.06％、亚硫酸钠0.0006％、山梨糖醇0.05％、柴油3％、水97.4295％混合后即可得到该压裂工作液。
实施例7、将羧甲基纤维素0.9％、全氟辛酸钠0.18％、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.1％、聚异丙醇基二甲基氯化铵0.9％、异噻唑林复配物0.18％、壬基酚聚氧乙烯醚0.1％、氨基磺酸与碳酸钠的复配物0.19％、甲基硅油0.09％、有机硼与有机钛复配物0.45％、特丁基过氧化氢0.09％、亚硫酸钠0.0009％、山梨糖醇0.04％、柴油4％、水88.3191％混合后即可得到该压裂工作液。
实施例8、将羧甲基纤维素0.32％、全氟辛酸钠0.08％、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.07％、氯化钾0.3％、十六烷基二甲基苄基氯化铵复配物0.025％、聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂0.043％、氨基磺酸与碳酸钠的复配物0.07％、甲基硅油0.03％、有机硼0.18％、山梨糖醇0.022％、特丁基过氧化氢0.003％、亚硫酸钠0.0004％、柴油4％、水94.8566％混合后即可得到该压裂工作液。
实施例9、将羧甲基纤维素0.8％、全氟辛酸钠0.16％、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.08％、氯化钾0.8％、十六烷基二甲基苄基氯化铵复配物0.17％、聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂0.09％、碳酸钠与碳酸氢钠的复配物0.18％、有机硼0.4％、山梨糖醇0.38％、特丁基过氧化氢0.08％、亚硫酸钠0.0008％、甲基硅油0.08％、柴油4.3％、水92.4792％混合后即可得到该压裂工作液。
实施例10、将羧甲基纤维素0.62％、烷基苯磺酸纳0.123％、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.068％、氯化钾0.42％、十六烷基二甲基苄基氯化铵复配物0.10％、聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂0.072％、碳酸钠与碳酸氢钠的复配物0.156％、有机硼0.285％、山梨糖醇0.152％、特丁基过氧化氢0.003％、亚硫酸钠0.0002％、甲基硅油0.048％、柴油3.6％、水94.3528％混合后即可得到该压裂工作液。
实施例11、将羟丙基改性胍胶0.42％、十二烷基硫酸纳0.092％、聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.077％、氯化钾1.2％、十六烷基二甲基苄基氯化铵复配物0.10％、聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂0.069％、碳酸钠与碳酸氢钠的复配物0.156％、甲基硅油0.048％、有机硼与有机钛复配物0.285％、山梨糖醇0.0352％、特丁基过氧化氢0.003％、亚硫酸钠0.0002％、柴油3％、水94.5146％混合后即可得到该压裂工作液。
Claims (5)
1、一种含凝灰质储层压裂工作液，其特征在于：该压裂工作液由下列各组份组成，各组份按重量百分比计；羟丙基改性胍胶、胍尔胶、羟丙基改性胍胶、羧甲基羟丙基改性胍胶、香豆胶、黄原胶或羧甲基纤维素0.15～1.5％，十二烷基硫酸纳、烷基苯磺酸纳或全氟辛酸钠0.002～0.5％，聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚0.002～0.5％，氯化钾或聚异丙醇基二甲基氯化铵0.01～10.0％，戊二醛、异噻唑林复配物或甲醛与十六烷基二甲基苄基氯化铵的复配物0.002～1.0％，聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂或壬基酚聚氧乙烯醚0.002～0.5％，乙酸与碳酸钠的复配、氨基磺酸与碳酸钠的复配或碳酸钠与碳酸氢钠的复配0.002～0.5％，异丙醇或甲基硅油0.002～0.5％，硼酸钠、有机硼、有机钛或有机硼与有机钛复配物0.002～0.5％，山梨糖醇0.002～0.5％，过硫酸钾、过硫酸铵或特丁基过氧化氢0.002～0.1％，亚硫酸钠0.0002～0.1％，柴油1～90％，余量为水。
2、根据权利要求1所述的含凝灰质储层压裂工作液，其特征在于：增稠剂为羟丙基改性胍胶、胍尔胶、羟丙基改性胍胶、羧甲基羟丙基改性胍胶；表面活性剂为十二烷基硫酸纳或全氟辛酸钠；破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚；粘土稳定剂为氯化钾或聚异丙醇基二甲基氯化铵；杀菌剂为戊二醛或甲醛与十六烷基二甲基苄基氯化铵的复配物；乳化剂为聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂或壬基酚聚氧乙烯醚；缓冲剂为乙酸与碳酸钠的复配或碳酸钠与碳酸氢钠的复配；消泡剂为异丙醇或甲基硅油；交联剂为硼酸钠或有机硼与有机钛复配物；交联控制剂为山梨糖醇；破胶剂为过硫酸钾、特丁基过氧化氢；破胶催化剂为亚硫酸钠。
3、根据权利要求2所述的含凝灰质储层压裂工作液，其特征在于：增稠剂为羟丙基改性胍胶；表面活性剂为十二烷基硫酸纳；破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚；粘土稳定剂为氯化钾；杀菌剂为戊二醛；乳化剂为聚氧乙烯聚失水山梨醇单月桂酸脂；缓冲剂为乙酸与碳酸钠的复配；消泡剂为异丙醇；交联剂为硼酸钠；交联控制剂为山梨糖醇；破胶剂为过硫酸钾；破胶催化剂为亚硫酸钠。
4、根据权利要求2所述的含凝灰质储层压裂工作液，其特征在于：增稠剂0.3～0.9％、表面活性剂0.06～0.18％、破乳剂0.06～0.1％、粘土稳定剂0.2～1.2％、杀菌剂0.02～0.18％、乳化剂0.043～0.1％、缓冲剂0.06～0.19％、消泡剂0.02～0.09％、有机硼交联剂0.15～0.45％、交联控制剂0.02～0.38％、破胶剂0.003～0.09％、破胶催化剂0.0002～0.0009％、柴油1～90％，余量为水。
5、根据权利要求4所述的含凝灰质储层压裂工作液，其特征在于：增稠剂0.5～0.8％、表面活性剂0.08～0.12％、破乳剂0.07～0.08％、粘土稳定剂0.6～0.9％、杀菌剂0.1～0.12％、乳化剂0.06～0.08％、缓冲剂0.12～0.16％、消泡剂0.05～0.06％、有机硼交联剂0.25～0.35％、交联控制剂0.05～0.15％、破胶剂0.05～0.08％、破胶催化剂0.004～0.008％、柴油3～50％，余量为水。
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070314 Termination date: 20140205 |