[發(fā)明專利]一種壓裂液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610045723.2
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN106995690B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高敏;李財富;侯研博;余偉發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

本發(fā)明涉及一種壓裂液，壓裂液含有稠化劑I、稠化劑II、粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑、pH調(diào)節(jié)劑、交聯(lián)劑、破膠劑和水，其中，稠化劑I為非離子聚丙烯酰胺，稠化劑II為羥乙基羧甲基纖維素。還涉及一種壓裂液的制備方法，包括：(1)在攪拌下，向水中加入稠化劑I和稠化劑II，然后加入粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑、pH調(diào)節(jié)劑，攪拌均勻后得到原膠液，然后靜置3?5h；(2)加入破膠劑，再加入交聯(lián)劑，得到壓裂液，其中，稠化劑I為非離子聚丙烯酰胺，稠化劑II為羥乙基羧甲基纖維素。本發(fā)明的壓裂液，由于含有非離子聚丙烯酰胺和羥乙基羧甲基纖維素兩種稠化劑，稠化劑用量小、耐溫抗剪切性能好、破膠徹底、殘渣含量低，且原料廉價易得，壓裂液成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓裂液，及該壓裂液的制備方法。

背景技術(shù)

壓裂是用壓力將地層壓開，形成裂縫并用支撐劑將它支撐起來，以減小流體流動阻力的增產(chǎn)、增注措施，主要應(yīng)用于低滲透油氣藏、碳酸鹽油氣藏。水基壓裂液是壓裂施工中用到的工作液，是由多種添加劑按一定配比形成的非均質(zhì)不穩(wěn)定化學(xué)體系，它起著增大井筒的導(dǎo)流能力，提高油氣井產(chǎn)能的作用。壓裂液應(yīng)用必備的條件是粘度高、摩阻低、濾失量少、殘渣少、對地層傷害小、配制簡便、材料來源廣、成本低。高分子稠化劑是水基壓裂液的主要添加劑。壓裂作業(yè)時，稠化劑在水中溶脹成溶膠，交聯(lián)后形成粘度極高的凍膠，具有粘度高、懸砂能力強、濾失低、摩阻低等優(yōu)點，從而實現(xiàn)傳遞壓力、形成地層裂縫和沿著張開的裂縫輸送支撐劑。

目前國內(nèi)外最常用的稠化劑為胍膠及胍膠衍生物，它們屬于多糖類天然高分子植物膠，然而胍膠的來源作物——瓜爾豆喜熱耐旱，其對日照敏感的遺傳特性限制了它的區(qū)域適應(yīng)范圍，中國周邊種植瓜爾豆的國家僅限于印度和巴基斯坦，供應(yīng)極度受限，加上目前國內(nèi)外水力壓裂對瓜爾豆的需求快速增加，獲得大批量的瓜爾豆越來越困難，這也顯著提高了壓裂作業(yè)的成本，急需開發(fā)胍膠的替代品。人工合成聚合物類稠化劑雖成本低廉，無殘渣，但與天然胍膠相比，其耐溫性、抗剪切性能差，且難生物降解，對地層環(huán)境造成極大的危害。

纖維素為一種廉價易得的生物原料，但其本身分子量較低，水溶性差，需要改性后方能用于壓裂體系中。CN103173200A公開了一種壓裂液配方，其稠化劑由纖維素衍生物和部分水解聚丙烯酰胺組成，稠化劑總含量為1-2.5重量％，相應(yīng)破膠劑含量為0.5-2重量％，此配方稠化劑和破膠劑用量均很高，成本高，配液所需時間長，殘渣含量高，破膠后殘渣含量高達(dá)0.71-3％。CN103881687A公開了一種速溶改性纖維素交聯(lián)清潔壓裂液，由0.2-0.6重量份改性纖維素、0.1-0.5重量份增粘引發(fā)劑、助排劑、交聯(lián)調(diào)節(jié)劑、交聯(lián)劑、膠囊破膠劑、水所組成，該壓裂液配方具有速溶、耐溫，耐剪切，易破膠，殘渣含量低等特點，但該壓裂液配方并未明確公開改性纖維素和增粘引發(fā)劑等的具體結(jié)構(gòu)，所用組分不清楚，而且該壓裂液配方所用添加劑種類繁多、成分復(fù)雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中胍膠壓裂液價高難購，純?nèi)斯ず铣深悏毫岩弘y溶解、耐溫抗剪切能力差、難生物降解，部分改性纖維素類壓裂液稠化劑用量大、殘渣含量高、添加劑成分復(fù)雜、成本高等缺陷，提供一種原料廉價易得、稠化劑用量小、耐溫抗剪切性能好、破膠徹底、殘渣含量低的壓裂液，及該壓裂液的制備方法。

本發(fā)明的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，稠化劑采用非離子聚丙烯酰胺和羥乙基羧甲基纖維素復(fù)配，可使壓裂液的稠化劑用量小、耐溫抗剪切性能好、破膠徹底、殘渣含量低，非離子聚丙烯酰胺和羥乙基羧甲基纖維素廉價易得，壓裂液成本低。

因此，為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種壓裂液，所述壓裂液含有稠化劑I、稠化劑II、粘土穩(wěn)定劑、殺菌劑、pH調(diào)節(jié)劑、交聯(lián)劑、破膠劑和水，其中，所述稠化劑I為非離子聚丙烯酰胺，所述稠化劑II為羥乙基羧甲基纖維素。