[發(fā)明專利]一種改性黃原膠稠化劑及其在制備壓裂液的中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410475166.9
• 申請(qǐng)日: 2014-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104312571B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方波;田萌;金雷平;盧擁軍;邱曉慧;陳潔;郁麗程;馬明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué);廊坊中石油科學(xué)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C09K8/68
• 分類(lèi)號(hào): C09K8/68;C08B37/00
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責(zé)任公司31203
• 代理人: 李鴻儒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣田使用壓裂稠化劑改性和壓裂液配制的方法，屬于油田化學(xué)品開(kāi)發(fā)和油氣壓裂開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水力壓裂技術(shù)是油氣層勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中常用的措施，通過(guò)地面高壓泵組向油氣層泵注粘稠或凝膠狀壓裂液，在地層形成縫網(wǎng)，改造儲(chǔ)層，提高油氣層產(chǎn)量。

目前，在水力壓裂過(guò)程中，最常用的壓裂液主要為交聯(lián)型壓裂液、非交聯(lián)型黃原膠壓裂液和清潔壓裂液，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)壓裂結(jié)果顯示：交聯(lián)型壓裂液存在破膠不徹底，返排率低，且存殘?jiān)^多等問(wèn)題。申請(qǐng)?zhí)枮?01210230080.0，公開(kāi)號(hào)為CN102732244A的中國(guó)專利申請(qǐng)，超低羥丙基瓜膠濃度壓裂液用交聯(lián)劑及其制得的壓裂液提供了低濃度羥丙基瓜膠配套交聯(lián)劑的制備方法，可將羥丙基瓜膠濃度降低至0.15％，通過(guò)降低稠化劑使用濃度解決瓜膠壓裂液改造儲(chǔ)層遺留殘?jiān)嗟葐?wèn)題。但其發(fā)明的交聯(lián)劑僅限于降低羥丙基瓜膠的濃度。

黃原膠可通過(guò)天然生物發(fā)酵技術(shù)制得，是一種具有生物相容性和降解性的可再生資源，其價(jià)格可控，同時(shí)還具有良好的耐溫耐酸堿耐鹽等特性，是一種潛在的增稠效果良好的稠化劑，通過(guò)對(duì)黃原膠粉改性，提高體系的增稠能力和溶解性，降低黃原膠粉的使用濃度，賦予水溶液足夠的粘彈性。

申請(qǐng)?zhí)枮?01210313427.8，公開(kāi)號(hào)為CN102796507A的中國(guó)專利申請(qǐng)，黃原膠壓裂液、其制備方法和用途公開(kāi)了一種黃原膠壓裂液基液用于滑溜水和前置液，以及攜砂液。其黃原膠最高使用濃度為0.75％，且還需要三價(jià)鉻離子作為交聯(lián)劑使用，其黃原膠使用濃度高，交聯(lián)成的凍膠比較脆，而將本專利申請(qǐng)改性黃原膠作為壓裂液的稠化劑使用，不需要交聯(lián)，低濃度基液的粘度高，攜砂性能好。

申請(qǐng)?zhí)枮?01310286824.5，公開(kāi)號(hào)為CN103361042A的中國(guó)專利申請(qǐng)，黃原膠非交聯(lián)壓裂液、其制備方法和用途提供了低于60℃油氣田儲(chǔ)層的黃原膠非交聯(lián)壓裂液，但其黃原膠使用的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4％。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410075706.4，公開(kāi)號(hào)為CN103805157A的中國(guó)專利申請(qǐng)超分子生物聚合物壓裂液，公開(kāi)了以黃原膠、聚丙烯酰胺、生物膠(黃原膠、胍膠和羧甲基纖維素中的任意一種或三者的混合)混合物為稠化劑，利用聚合物分子鏈之間的相互作用制備了一種超分子生物壓裂液，但該壓裂液的制備需要三種及以上的稠化劑，制備現(xiàn)場(chǎng)配液存在一定的麻煩。

因此，研發(fā)一種改性黃原膠壓裂液稠化劑，在保證良好的攜砂性能的同時(shí)降低壓裂液稠化劑使用的濃度來(lái)降低壓裂施工成本。故該稠化劑使用濃度小于等于0.4％，且能適用于80℃油氣儲(chǔ)層，仍是亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種非交聯(lián)改性黃原膠稠化劑及其制備方法，且能適用于80℃左右的油氣田儲(chǔ)層。本發(fā)明的目的還在于提供一種低濃度(小于等于0.4％，該濃度是指改性黃原膠稠化劑用于壓裂液時(shí)，壓裂液中改性黃原膠稠化劑所占質(zhì)量的比例)非交聯(lián)黃原膠壓裂液及其制備方法。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供的改性黃原膠稠化劑，由以下物質(zhì)按重量份數(shù)組成：

其中堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種。

其中有機(jī)醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、丙三醇、1,3-丙二醇中的一種或幾種。

其中醚化劑為氯乙醇、1，2-環(huán)氧丙烷中的一種或兩種。

其中相轉(zhuǎn)移催化劑為十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或幾種。

本發(fā)明還提供了改性黃原膠稠化劑的制備方法：

(a)按上述配比在有機(jī)醇和水復(fù)合溶劑中加入堿，攪拌均勻，并將體系升溫至20-35℃；

(b)再加入黃原膠粉，攪拌使其懸浮均勻即可，堿化反應(yīng)(上一步驟已加入堿)0.5-3h，優(yōu)選1h；

(c)再加入醚化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑，反應(yīng)溫度為60-85℃，反應(yīng)2-5h；

(d)將體系冷卻至室溫、靜置0.5h、分別用質(zhì)量濃度為50％、80％、90％乙醇溶液和無(wú)水乙醇洗滌過(guò)濾4次、50-60℃烘干6h以上、研缽粉碎即可得到改性黃原膠粉(即改性黃原膠稠化劑)。

本發(fā)明還提供了一種低濃度非交聯(lián)黃原膠壓裂液，包括上述所得的改性黃原膠稠化劑。

該壓裂液還包括氯化鉀和水，各組分用量按重量份數(shù)計(jì)：改性黃原膠粉0.15-0.6份，氯化鉀1-2份，水100份。優(yōu)選改性黃原膠粉0.3份，氯化鉀1份，水100份。