[發(fā)明專利]一種降阻劑及其制備方法和使用該降阻劑的滑溜水壓裂液及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310020092.5
• 申請(qǐng)日: 2013-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN103045226A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洪濤;賈躍立;魏媛茜;解勇珍;蔣爾良;劉欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C09K8/68
• 分類號(hào): C09K8/68
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛(ài)周

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油開采用壓裂液技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降阻劑及其制備方法，同時(shí)還涉及使用該降阻劑的滑溜水壓裂液及其制備方法。

背景技術(shù)

21世紀(jì)以來(lái)，面對(duì)巨大的能源需求，世界油氣產(chǎn)能建設(shè)和生產(chǎn)卻相對(duì)不足，于是人們開始更多地關(guān)注非常規(guī)石油天然氣資源。其中，根據(jù)世界油氣雜志2009年的預(yù)測(cè)與統(tǒng)計(jì)，世界范圍內(nèi)的頁(yè)巖氣儲(chǔ)量約為4.6×10¹⁴m³，資源量十分豐富。

由于頁(yè)巖油氣儲(chǔ)層滲透率超低，厚度大，天然裂縫發(fā)育，盡管天然裂縫能夠形成一定滲流通道，但是通常無(wú)法提供經(jīng)濟(jì)開采所需的滲流通道，多數(shù)含油氣頁(yè)巖都需要實(shí)施水力壓裂才能達(dá)到工業(yè)開采價(jià)值，但是常規(guī)的聚合物基壓裂液體系（改性瓜膠等），由于含有水不溶物及常規(guī)膠體殘?jiān)?，易造成?yè)巖儲(chǔ)層嚴(yán)重傷害，壓裂液交聯(lián)形成凍膠后不利于縫網(wǎng)的形成，且會(huì)大大增加在管柱中的摩阻，因此對(duì)施工設(shè)備帶來(lái)制約。

目前國(guó)外對(duì)于頁(yè)巖油氣儲(chǔ)層的改造，主要采用滑溜水體系，體系中關(guān)鍵組分降阻劑與國(guó)內(nèi)常用壓裂防膨劑配伍性較差，其整個(gè)體系成本又較高，不適宜大規(guī)模壓裂改造使用；國(guó)內(nèi)對(duì)于頁(yè)巖油氣儲(chǔ)層的改造，主要采用清水壓裂、活性水壓裂等，通過(guò)大規(guī)模、大排量（最高12m³/min）的注入方式，以達(dá)到形成網(wǎng)狀裂縫的目的。但清水壓裂、活性水壓裂在大排量下施工摩阻高，因此，需要開發(fā)研究出一種高效低成本的降阻劑，從而降低施工壓力、提高施工工藝成功率和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種降阻劑及其制備方法，該降阻劑能大幅度降低壓裂管路及近井摩阻，利于頁(yè)巖油氣儲(chǔ)層縫網(wǎng)的形成，成本低廉，與其他添加劑配伍性好。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種使用該降阻劑的滑溜水壓裂液及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種降阻劑，該降阻劑的組成及質(zhì)量百分比為：

聚氧化乙烯??????????10%～40%

有機(jī)溶劑????????????40%～85%

非離子表面活性劑????0～10%

分散劑??????????????0～10%。

所述聚氧化乙烯的分子量為50萬(wàn)～600萬(wàn)。

所述有機(jī)溶劑為白油。

所述非離子表面活性劑為司盤80、吐溫80中的任意一種或組合。

所述分散劑為二氧化硅。

一種降阻劑的制備方法，包括下列步驟：

1）將非離子表面活性劑加入有機(jī)溶劑中，50～100rpm緩慢攪拌至混合均勻；

2）加入分散劑，50～100rpm緩慢攪拌5min，后1500～2000rpm高速攪拌5min；

3）降低攪拌速度，緩慢加入聚氧化乙烯，1000～1500rpm快速攪拌10min使其完全溶解，即得所述降阻劑。

一種使用上述的降阻劑的滑溜水壓裂液，該壓裂液組成及質(zhì)量百分比為：

所述助排劑的組成及質(zhì)量百分比為：壬基酚聚氧乙烯醚3.0%～5.0%、甲醇20%～30%、余量為水。

所述防膨劑為氯化鉀；所述殺菌劑為甲醛或戊二醛。

一種滑溜水壓裂液的制備方法，包括下列步驟：

1）將殺菌劑加到清水中，連續(xù)攪拌使其混合均勻；

2）緩慢加入降阻劑到清水中，500～800rpm連續(xù)緩慢攪拌20min使其混合均勻；

3）依次加入助排劑、防膨劑，500～800rpm緩慢攪拌至混合均勻，即得所述滑溜水壓裂液。

聚氧化乙烯是環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合而成的線型有規(guī)則的螺旋結(jié)構(gòu)，這種柔軟的大分子在溶液中呈舒展?fàn)顟B(tài)，容易發(fā)生形變，具有一定長(zhǎng)度支鏈的大分子，在溶液中的流體力學(xué)體積較大，將增加減阻效果，同時(shí)聚合物分子在湍流邊界層中受到拉伸而取向，在取向處流體粘度會(huì)增加，從而實(shí)現(xiàn)了減阻效果。非離子表面活性劑的作用主要是乳化作用。分散劑的作用是保證聚氧化乙烯與有機(jī)溶劑混合后的有效分散。有機(jī)溶劑是為了保證體系混合均勻。

本發(fā)明的降阻劑，采用聚氧化乙烯和無(wú)機(jī)溶劑配制，成本低、降阻性能好，能夠在較低的濃度下有效降低流體在管道及井筒內(nèi)的摩阻，與其他添加劑配伍性良好，無(wú)絮狀物及沉淀生成。

該降阻劑與助排劑、防膨劑、殺菌劑配制成的滑溜水壓裂液，保持較好的降阻性能和熱穩(wěn)定性；降阻劑濃度為0.05～0.2%，在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)條件下降低摩阻的55～60%；同時(shí)較低的降阻劑濃度，對(duì)于需要大規(guī)模改造的頁(yè)巖油氣藏，大大降低了施工成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

附圖說(shuō)明