[發明專利]一種交聯酸加砂壓裂酸液

有效

• 申請號: 200810224827.5
• 申請日: 2008-10-22
• 公開（公告）號: CN101724389A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 徐永高;趙振峰;趙文;管保山;丁里;尹曉宏;周曉群;呂偉;姬振寧;王亞娟
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C09K8/74
• 分類號: C09K8/74
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種提高石油低滲高充填白云巖天然氣藏單井產量的，可在 高溫強酸條件下交聯，具有良好的流變性能以保證攜砂、并在壓裂后可及時 破膠返排的交聯酸加砂壓裂酸液。

背景技術

針對高充填III類白云巖儲層，為進一步提高單井產量，開展了依靠酸化 溶蝕作用與加砂壓裂雙重效果的交聯酸攜砂壓裂技術研究。該技術可延緩酸 巖反應速度，增加酸蝕縫長，提高裂縫導流能力。

目前，常規加砂壓裂液體系的性能雖然可以滿足儲層改造工藝要求，但 多為堿性壓裂液，CO₂壓裂液體系也僅能在弱酸性下交聯。

而以往應用的交聯型稠化酸可在強酸條件下交聯，但交聯后的粘度較低， 一般只在20mPa·s左右，并且采用多價金屬離子或乙醛等作為交聯劑，但由 于這種最初研制的膠凝酸對剪切很敏感，高溫穩定性差，殘酸中破膠也較為 困難，因此該酸液體系一直沒有得到推廣應用。近年來國外有關公司在此酸 液的基礎上發展了高效酸酸液體系(各家公司的名稱不同)及相應的技術，并 在現場進行了應用，但也僅用于普通酸化壓裂施工，其性能不能滿足加砂壓 裂施工工藝要求。

發明內容

本發明的目的是研制可在高溫強酸條件下交聯，具有良好的流變性能以 保證攜砂、并在壓裂后可及時破膠返排的交聯酸加砂壓裂酸液。不但具有酸 化壓裂施工時較低的工作壓力、并能與巖石反應在裂縫壁面形成形成凸凹不 平的縫面，溝通形成的裂縫附近儲層特點，還具有加砂壓裂所具有的較高的 液體粘度，較低的液體濾失并能夠在施工的同時攜帶支撐劑，在人工裂縫內 形成具有高導流能力的支撐裂縫的特點。

本交聯酸加砂壓裂酸液，按重量由如下成分組成：

稠化劑0.7％、交聯劑1.5％、緩蝕劑1.5％、表面活性劑0.5％和穩定劑 0.15％、20％鹽酸和75.65％水，總重量100％；

1.稠化劑按重量由如下成分組成：

甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化銨?6.61％

丙烯酰胺???????????????????????3.22％

丙烯酸?????????????????????????1.25％

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸??????9.52％

6.15％氫氧化鈉和73.25去離子水，總重量100％；

合成條件：

①配制20％的氫氧化鈉溶液，并用該溶液在中和反應釜中中和丙烯酸單 體。中和時需嚴格控制堿液滴加速度和釜內溫度，避免爆沸和聚合。

②中和反應完畢后，將釜中的溫度降至50℃以下，依次加入甲基丙烯酰 胺基乙基三甲基氯化銨、丙烯酰胺單體、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、EDTA 以及適量的去離子水，并攪拌均勻。

③在中和反應釜中通入氮氣驅氧，持續30min。

④將混合反應液放入若干聚合槽中，加入定量的復合引發劑，密封反應 4～6小時，得聚合物凝膠。

甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化銨——高溫穩定性，pH穩定性，親水性；

丙烯酰胺、丙烯酸——親水性，高聚合活性，并提供在酸性條件下可交 聯的基團。

因此，該聚合物在酸性條件下，具有較好的耐溫性并能提供較高的溶液 粘度。

2、交聯劑按重量比由氧氯化鋯1％、甲醛80％和乙二醛19％組成：

合成方式：控制合成溫度和合成時間；

合成條件：合成溫度在在50～70℃，合成時間為4～6小時。

表面活性劑為：全氟聚氧乙烯烷基醇醚非離子表面活性劑

穩定劑為：檸檬酸；

緩蝕劑為：吡啶和吡啶衍生物。

通過室內性能評價，該交聯酸體系具有強酸條件下交聯穩定、耐溫抗剪 切和攜砂性能優良、濾失小、易破膠等特點，可以保證加砂壓裂的工藝要求。 此外交聯酸反應速度常數和反應級數明顯低于普通酸和稠化酸，表明交聯酸 液同其它酸液體系相比，具有更好的緩速性能，因此，使用交聯酸更利于降 低酸巖反應速度、提高酸液有效作用距離。單井產量的一項重要技術，對填 隙物含量高、喉道半徑小的儲層改造具有一定借鑒意義。

目前常規壓裂液體系僅能在堿性和弱酸性條件下交聯，而國內外所應用 的交聯酸液體系主要應用于酸化壓裂，且其性能不足以應用于攜砂壓裂。