[發明專利]粘彈性表面活性劑加重壓裂液及其配置方法

有效

• 申請號: 201810098585.3
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108102637B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 吳偉;劉江輝;趙婷婷;楊雪兒;葉帆;張曉云
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C09K8/66;C09K8/86;C09K8/584
• 代理公司: 石家莊開言知識產權代理事務所(普通合伙) 13127
• 代理人: 徐忠麗

本發明提供了一種粘彈性表面活性劑加重壓裂液及其配置方法，所述加重壓裂液的質量組成如下：粘彈性表面活性劑的異丙醇溶液2～5％，加重劑20～40％，鹽酸0.1?1％，其余為水。配置方法如下：分別制備作為基液的A組分和作為交聯劑的B組分，其中A組分的質量配比：粘彈性表面活性劑的異丙醇溶液1％，加重劑20～40％，鹽酸0.1?1％，其余為水；B組分為1?4％的粘彈性表面活性劑的異丙醇溶液，然后將A組分與B組分混合即得。該壓裂液密度為1.15～1.42g/cm³，密度有較大的增加，同時滿足壓裂液的現場施工要求。該粘彈性表面活性劑生產簡單，液體速溶，可以實現施工現場快速配置，具有良好的耐溫耐剪切性，在地層中遇到油氣可實現自動破膠。

技術領域

本發明屬于石油開采行業中改善儲層用壓裂技術領域，具體地說，涉及一種粘彈性表面活性劑加重壓裂液及其配置方法。

背景技術

隨著勘探技術的不斷進步，各大油田的深井、超深井和高壓井數目逐漸增加，超過3000m的深井越來越多。對于深層高溫儲層，由于地層埋深大，破裂壓力高，壓裂施工通常達到90MPa以上，甚至超過100MPa，壓裂時井口施工壓力大，可能超過現有設備的壓力上限，為了降低施工壓力，可以采用壓裂液加重措施，依靠井筒中液體的垂直壓力增加地層壓力。如果壓裂液密度增加0.1g/cm³，1000m的井深，就相當于增加1MPa的壓力。

壓裂液加重要求加重劑應為可溶性鹽，且具有較大的溶解度。這樣可避免對地層造成固相顆粒堵塞傷害；在現場配置時易于溶解，簡單方便；并且與壓裂液其他組分配伍性好，避免降低壓裂液所需要的其它性能。

粘彈性表面活性劑的高粘度是表面活性劑形成的蠕蟲狀膠束締合聚集的結果。當粘彈性表面活性劑遇到油氣，蠕蟲狀膠束會轉變為球狀膠束，使表面活性劑粘度降低，自動破膠，相比較植物膠壓裂液粘彈性表面活性劑作為壓裂液由于破膠徹底，對地層傷害小，因此長期以來被稱為“清潔壓裂液”。普通的粘彈性表面活性劑壓裂液遇到高礦化度的地層水也容易破膠化水，因此不適合采用高濃度的鹽水加重，通常的粘彈性表面活性劑壓裂液密度0.98-1.05g/cm³。

現在常用的壓裂設備由兩個排量泵組成：用于輸送基液的大排量泵和用于輸送交聯劑的小排量泵。作為壓裂液施工中要求基液具有初步的粘度(20-80mPa·s)，具有一定的攜砂功能，遇到交聯劑快速增粘。因此開發粘彈性表面活性劑加重壓裂液，要求滿足施工要求。

發明內容

本發明目的在于提供一種適用于超深儲層的粘彈性表面活性劑加重壓裂液及其配制方法，該壓裂液具有密度大，耐溫抗剪切性能強，采用加重劑加重且密度可調，無殘渣等特點，適用于高溫、深井、高壓儲層的壓裂改造。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種粘彈性表面活性劑加重壓裂液，其質量組成如下：粘彈性表面活性劑的異丙醇溶液2～5％，加重劑20～40％，鹽酸0.1-1％，其余為水。

其中，所述粘彈性表面活性劑的異丙醇溶液是由脂肪酰胺丙基二甲基叔胺和苯磺酸甲酯在異丙醇作為溶劑的情況下合成制得。

所述粘彈性表面活性劑為脂肪酰胺丙基三甲基苯磺酸季銨鹽，其結構式如下：

其中：R為碳原子數不小于15的飽和的或不飽和的脂肪鏈。苯磺酸基的引入極大的提高了粘彈性表面活性劑的耐鹽性能，即遇到高濃度鹽水不破壞粘彈性，可以維持壓裂液所需要的粘度。

其中，所述脂肪酰胺丙基二甲基叔胺采用硬脂酸酰胺丙基二甲基叔胺(R＝17飽和鏈)、油酸酰胺丙基二甲基叔胺(R＝17不飽和鏈)、棕櫚酸酰胺丙基二甲基叔胺(R＝15飽和鏈)、芥酸酰胺丙基二甲基叔胺(R＝22不飽和鏈)中的一種或者幾種的混合物。