[發明專利]一種用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液稠化劑

有效

• 申請號: 201510416020.1
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN105331351B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 付朝陽;石亞麗;黃金營
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C07C309/14;C07C303/32
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

本發明公開了一種用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液稠化劑。本發明將具有酯基和磺基的甜菜堿型兩性表面活性劑稠化劑式(I)用于可降解水基清潔壓裂液中，得到的可降解水基清潔壓裂液可自動破膠，且在剪切一小時后壓裂液的粘度仍保持在50mPa·s以上。所述的可降解水基清潔壓裂液的主要化學成分為具有酯基和磺基的甜菜堿型兩性表面活性劑稠化劑和交聯劑，稠化劑的質量百分比為1.5％?4.0％；交聯劑的質量百分比為0.5％?1.0％。本發明的可降解水基清潔壓裂液的生物降解性好，對環境影響小、耐溫耐剪切性能好、破膠完全無殘渣、配制簡單。

技術領域

本發明屬于石油開采工程領域，具體地說，涉及一種用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液稠化劑。

背景技術

壓裂作為油氣田提高生產能力的主要手段得到廣泛應用，而廣泛使用的壓裂液體系是水基壓裂液。目前水基壓裂液中使用的稠化劑主要是植物膠天然高聚物和合成聚合物。聚合物相對分子量大，存在溶解性差和水不溶物多的缺點，并且破膠后存在大量能夠降低地層滲透率的殘渣，對地層產生傷害，使壓裂效果變差。采用粘彈性表面活性劑的清潔壓裂液可降低對儲層、裂縫的傷害和提高壓裂改造效果。

國內在清潔壓裂液方面做了大量工作，有使用陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑和非離子型表面活性劑為稠化劑的清潔壓裂液。目前合成出的壓裂液兩性表面活性劑稠化劑如CN201410276802A中的長碳鏈酰胺類甜菜堿,CN201210290896A中的含芥酸甜菜堿以及CN201110374771A中的具有苯撐基和酰胺基的甜菜堿的兩性雙子表面活性劑等。

雖然這些以表面活性劑為稠化劑的清潔壓裂液具有對地層傷害小和提高壓裂改造效果等優點，但目前的清潔壓裂液仍存在一些問題，如：(1)以陽離子型表面活性劑稠化劑和兩性離子表面活性劑稠化劑的清潔壓裂液難以降解，易造成儲層及環境污染。(2)以陰離子型表面活性劑稠化劑的清潔壓液裂不適用于鹽敏性諸層，且需要依靠外相破膠，其壓裂液的破膠性受到制約，使得清潔壓裂液的配制復雜。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種一種用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液稠化劑以及含有該稠化劑的可降解水基清潔壓裂液，其目的在于采用降解性能好的具有酯基和磺基的甜菜堿型兩性表面活性劑稠化劑來制備清潔壓裂液，該稠化劑可完全水解成小分子，遇疏水物質可將其包覆成球狀結構，使清潔壓裂液自動破膠，由此解決目前清潔壓裂液環境降解性能差以及配制復雜的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種用于油氣田中可降解水基清潔壓裂液的稠化劑，所述稠化劑的分子結構式如式(I)所示：

式(I)

其中R為C₁₃-C₁₉的直鏈烷基，R碳鏈上最多包含一個雙鍵和/或一個羥基取代基；其中，所述稠化劑遇到油氣田中疏水物質時將疏水物質包覆成球狀結構，含有該稠化劑的可降解水基清潔壓裂液自動破膠。

優選地，所述的可降解水基清潔壓裂液在剪切一小時后粘度保持在50mPa·s以上。

優選地，所述可降解水基清潔壓裂液還包括交聯劑，其中，稠化劑的質量百分比為1.5％-4.0％，交聯劑的質量百分比為0.5％-1.0％。

優選地，所述的交聯劑為水楊酸鈉和/或EDTA。

優選地，所述可降解水基清潔壓裂液的主要化學成分為稠化劑和交聯劑。

優選地，稠化劑中R碳鏈上包含一個雙鍵和/或一個羥基取代基。其中，R優選為C₁₅-C₁₇的直鏈烷基。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，由于采用降解性能好的兩性表面活性劑作為水基清潔壓裂液稠化劑，能夠取得下列有益效果：