[發(fā)明專利]一種儲(chǔ)層自動(dòng)破膠的清潔壓裂液及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910606708.4
• 申請(qǐng)日: 2019-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN110257042B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭存川;黃志宇;張?zhí)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K8/68
• 分類號(hào): C09K8/68
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種儲(chǔ)層自動(dòng)破膠的清潔壓裂液及其制備方法，涉及油氣田增產(chǎn)領(lǐng)域。其技術(shù)方案是：(1)短碳鏈的甲基丙烯酸酯與二甲胺水溶液按摩爾比1:1～3在室溫?cái)嚢璺磻?yīng)24h，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除掉過量的二甲胺溶液，即得到叔胺產(chǎn)物，具有CO₂/CH₄響應(yīng)性質(zhì)，作為刺激響應(yīng)型反離子；(2)叔胺0.5～2％，通入CO₂至澄清透明，得到季銨鹽作為反離子鹽，然后加入1～5％的陰離子表面活性劑稠化劑，黏土穩(wěn)定劑0.3～2％，其余為水，即得到粘彈性的清潔壓裂液。叔胺被CO₂質(zhì)子化生成的季銨鹽反離子在天然氣作用下不穩(wěn)定，緩慢去質(zhì)子化變成叔胺，清潔壓裂液自動(dòng)破膠，粘度大幅下降，有助于返排，在致密氣、煤層氣以及頁巖氣壓裂中具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)層自動(dòng)破膠的清潔壓裂液體系及其制備方法。

背景技術(shù)

黏彈性表面活性劑(viscoelastic surfactant，VES)清潔壓裂液是近年來研發(fā)的新型壓裂液體系，具有攜砂能力強(qiáng)、濾失量低、無殘?jiān)鼈Α⒎蹬帕扛叩葍?yōu)勢(shì)，特別適用于低滲透油氣藏以及非常規(guī)油氣藏的壓裂增產(chǎn)。

粘彈性表面活性劑清潔壓裂液在遇到油或者水都能輕易的破膠，在一般的油井或者水井施工破膠都沒問題，但是對(duì)于天然氣井、煤層氣井等壓裂施工時(shí)，清潔壓裂液破膠仍然存在一定程度的困難，清潔壓裂液在天然氣中破膠仍然不理想，造成一定程度的儲(chǔ)層傷害。

此外，清潔壓裂液一般都采用陽離子表面活性劑，但是陽離子表面活性劑在儲(chǔ)層吸附嚴(yán)重，改變儲(chǔ)層的潤濕性，對(duì)儲(chǔ)層也會(huì)造成一定程度的傷害。

因此，本發(fā)明采用陰離子表面活性劑作為稠化劑，以CO₂/CH₄刺激響應(yīng)型叔胺作為反離子，該叔胺具有CO₂響應(yīng)性，在CO₂作用下能夠質(zhì)子化形成季銨鹽，從而可以作為表面活性劑的反離子，降低表面活性劑之間的靜電斥力，形成蠕蟲狀膠束。在持續(xù)通入CH₄條件下，季銨鹽不穩(wěn)定，可以去質(zhì)子化，又轉(zhuǎn)變成叔胺，清潔壓裂液自動(dòng)破膠。特別適用于天然氣井、煤層氣井及頁巖氣井壓裂增產(chǎn)使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種攜砂性能好、儲(chǔ)層可自動(dòng)破膠并且儲(chǔ)層傷害低的清潔壓裂液，該清潔壓裂液采用CO₂/CH₄響應(yīng)型叔胺作為反離子，在通CO₂時(shí)，叔胺質(zhì)子化作為反離子鹽，具有良好的成膠性能，在儲(chǔ)層溫度和天然氣作用下能夠自動(dòng)破膠。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

其制備包括以下步驟：(1)短碳鏈的甲基丙烯酸酯與二甲胺水溶液按摩爾比1:1～3在室溫?cái)嚢璺磻?yīng)24h，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除掉過量的二甲胺溶液，即得到叔胺產(chǎn)物，具有CO₂/CH₄響應(yīng)性質(zhì)，作為刺激響應(yīng)型反離子；(2)叔胺0.5～2％，通入CO₂至澄清透明，得到季銨鹽作為反離子鹽，然后加入1～5％的陰離子表面活性劑稠化劑，黏土穩(wěn)定劑0.3～2％，其余為水，即得到粘彈性的清潔壓裂液。

刺激響應(yīng)型叔胺反離子化學(xué)機(jī)構(gòu)式如圖所示：

其中R是正構(gòu)烷基，碳數(shù)為4～8。

陰離子表面活性劑是油酸鈉、芥酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種。叔胺被CO2質(zhì)子化生成的季銨鹽反離子在儲(chǔ)層溫度及天然氣作用下不穩(wěn)定，緩慢去質(zhì)子化又變成叔胺，清潔壓裂液能夠自動(dòng)破膠。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，其有益效果是：

(1)采用陰離子表面活性劑作為稠化劑，對(duì)儲(chǔ)層傷害小；