[發明專利]一種耐溫抗鹽硅膠壓裂液及其制備與應用

有效

• 申請號: 202110947011.0
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113604210B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 周福建;許航;姚二冬;李源;柏浩
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: C09K8/66
• 分類號: C09K8/66;C09K8/84
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 閆加賀;張德斌

本發明提供了一種耐溫抗鹽硅膠壓裂液及其制備與應用，所述耐溫抗鹽硅膠壓裂液是按照混合液的pH值為7.5～8.5將酸性硅溶膠與預處理后的壓裂返排水混合并使硅溶膠發生凝膠化后制得。本發明以酸性硅溶膠，即二氧化硅溶膠為稠化劑并直接將其與預處理后的高礦度壓裂返排水進行在線配制得到耐溫抗鹽硅膠壓裂液，所用酸性硅溶膠稠化劑具備良好的耐溫抗鹽性能，且配制工藝簡單，成本低，在高礦化度壓裂返排水中仍能保持良好的增粘效果。本發明可以通過調節酸性硅溶膠的pH值及二氧化硅的含量控制所述耐溫抗鹽硅膠壓裂液的穩定性，即所述耐溫抗鹽硅膠壓裂液的穩定性容易控制。

技術領域

本發明涉及一種耐溫抗鹽硅膠壓裂液及其制備與應用，屬于油氣開發和儲層改造技術領域。

背景技術

水力壓裂技術在非常規油氣儲層改造過程中發揮著重要作用，而壓裂液是水力壓裂工藝技術的一個重要組成部分，其主要功能是造縫并沿著張開的裂縫輸送支撐劑，以形成具有高導流能力的填砂裂縫。水力裂縫的延伸擴展以及支撐劑的攜帶運移都要求壓裂流體具有一定的粘度，因此壓裂液的增粘特性是評價壓裂液性能的重要指標之一。

其中，溫度和礦化度是影響壓裂液增粘效果的重要因素，溫度升高以及礦化度的增加都會降低壓裂液的粘度。近年來，隨著深層、超深油氣儲層的勘探與開發，壓裂改造目的層段的溫度持續升高，這無疑對常規壓裂液體系的耐溫性能提出了新的挑戰；加之壓裂施工用水量的日益上升，返排水的處理及高效循環再利用成為了油田現場亟需解決的問題。綜合考慮經濟性和環保要求，國內外眾多學者開始關注返排水的二次利用，即利用返排水重新配制壓裂液，以使其再次回注到地層中進行壓裂改造。現階段制約該技術發展的關鍵因素有兩個方面：①返排水總礦化度一般在幾萬到十幾萬之間，甚至更高，而不同地區返排水所含礦物離子的種類和數量差異也比較大，目前常用的天然稠化劑和室內合成的稠化劑都很難在如此高礦化度條件下完全水化溶脹；②返排水中存在大量的腐生菌等微生物，而稠化劑大多為有機物，長時間放置后會導致稠化劑腐爛變質，嚴重影響其增粘性能。

國內外現有對耐溫抗鹽壓裂液的研究多集中在海水基壓裂液制備方面，如中國專利CN105331352A公開了一種海水基壓裂液和海水基壓裂液的制備方法，中國專利CN106190088A公開了用于海水基壓裂液的耐溫抗鹽速溶稠化劑及其制備方法等，雖然這些現有技術中涉及到的海水基液礦化度達到了40000～50000ppm，但其所使用的稠化劑大多采用室內分子設計的方法，通過在長鏈分子上引入親水基團、抗溫基團以及抗鹽基團等多功能基團，從而提升壓裂液的耐溫抗鹽性能，該方法合成的稠化劑固然有一定的耐溫抗鹽性能，但仍然存在合成工藝復雜、合成周期長、產品收率低和成本高等問題，而且隨著礦化度的繼續增大，其耐鹽性往往會受到抑制，在極高礦化度的返排水中很難保持優良特性。

因此，提供一種新型的耐溫抗鹽硅膠壓裂液及其制備與應用已經成為本領域亟需解決的技術問題。

發明內容

為了解決上述的缺點和不足，本發明的一個目的在于提供一種耐溫抗鹽硅膠壓裂液。

本發明的另一個目的還在于提供以上所述耐溫抗鹽硅膠壓裂液的制備方法。

本發明的又一個目的還在于提供以上所述耐溫抗鹽硅膠壓裂液在非常規油氣儲層改造過程中的應用。

為了實現以上目的，一方面，本發明提供了一種耐溫抗鹽硅膠壓裂液，其中，所述耐溫抗鹽硅膠壓裂液是按照混合液的pH值為7.5～8.5將酸性硅溶膠與預處理后的壓裂返排水混合并使硅溶膠發生凝膠化后制得。

本發明中，所述酸性硅溶膠的用量與預處理后的壓裂返排水的用量根據將二者混合后所得混合液的pH值范圍進行確定，即按照將二者混合所得混合液的pH值為7.5～8.5確定二者的各自用量并將二者進行混合，在此pH值范圍內硅溶膠會發生凝膠化，形成粘度較高的硅膠壓裂液。

作為本發明以上所述壓裂液的一具體實施方式，其中，所述酸性硅溶膠的pH值為1.5～2.5，優選為2。