[發明專利]一種壓裂用低成本高效防膨劑及其制備方法與使用方法

在審

• 申請號: 202111101963.7
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN115838590A
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 宋李煜;鐘安海;楊峰;王麗萍;鄭彬濤;劉霜;陳培勝;楊彪;魏波;盧娜娜
• 申請（專利權）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勝利油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理有限公司 11368
• 代理人: 仲伯煊

本發明涉及到一種壓裂用低成本高效防膨劑及其制備方法與使用方法。一種壓裂用低成本高效防膨劑，包括多胺類化合物2～4％、酸10～20％、無機鹽15～30％、多元醇5～10％，余量為水。一種壓裂用低成本高效防膨劑的制備方法，包括(1)、配液容器中加配方量1/8～1/2的水，再加配方量多胺類化合物；(2)、將配液容器置于循環冷水浴裝置中，將配方量的酸緩慢加入，冷卻充分后再加入余量的水和配方量的多元醇；(3)、加入配方量的無機鹽，均勻攪拌后即得到壓裂用低成本高效防膨劑。一種壓裂用低成本高效防膨劑的使用方法，包括：在壓裂液施工的泵注壓裂液的步驟中，將壓裂用低成本高效防膨劑加入壓裂液中，混合均勻后泵入地層。

技術領域

本發明涉及油氣田壓裂工藝領域，具體涉及到一種壓裂用低成本高效防膨劑及其制備方法與使用方法。

背景技術

粘土礦物廣泛存在于油層中，全世界大部分的油層中都含有一定的粘土礦物。通常當油藏含粘土5％至20％時，則認為它是粘土含量較高的油層。如果在油氣開發過程中措施不當，就會造成粘土礦物的水化膨脹和分散運移，極易堵塞地層孔道，降低地層的滲透性，造成油氣層損害。在膨脹過程中，粘土把水吸入到晶體結構中，導致粘土體積的增加，從而堵塞地層孔道；在運移過程中，粘土物質被外來液體分散，或為產出液所攜帶，在毛細管的孔隙喉道處形成橋阻或節流點，容易導致地層滲透率的下降。

壓裂是油氣藏開采過程中極為有效的一種增產措施，而目前絕大部分壓裂施工井都會利用水基壓裂液來攜帶支撐劑進行壓裂改造。對于存在粘土含量高、較強水敏性的儲層，只要有水基壓裂液的侵入，就有可能引起水敏傷害。而防膨劑的作用就是利用粘土表面化學離子交換的特點，改變粘土表面的結合離子，從而改變粘土的物化性質，或破壞其離子交換能力，或破壞雙電層離子間的斥力，達到防止粘土水合膨脹或分散運移的結果。因此，有針對性的使用適合地層特點的防膨劑，可減少儲層的水敏傷害，對于整個儲層的持續、高效開發有極其重要的意義。

目前市面上防膨劑產品種類較多，而以無機鹽為主的防膨劑(如氯化鉀、氯化銨等)，雖然其貨源廣、成本低，但防膨性能較差，只能暫時穩定粘土顆粒，當油層環境變化時容易發生陽離子交換，使粘土恢復至原來的水敏狀態，并且由于加量高造成配液工序十分繁瑣。而目前國內外研究較多的陽離子聚合物類防膨劑，雖然其有較高的防膨效果，但是受到聚合物分子量制約，分子量若大容易堵塞低滲儲層的孔隙，分子量若小，則防膨有效期短，并且該類防膨劑成本較高。

多胺鹽屬于季銨鹽類，可多點吸附于粘土顆粒表面，吸附作用力和離子交換能力強，吸附性能不受pH值影響，并且成本低廉、配制簡單、貨源廣，與無機鹽類防膨劑復配有更高的防膨效果，可廣泛應用于壓裂及酸化施工中，減少地層水敏傷害并最終提高地層滲透率，有極大的現實意義和良好的使用前景。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前防膨劑成本高、防膨作用時間短等問題，提供了一種壓裂用低成本高效防膨劑及其制備方法與使用方法。本品成本低，防膨效能好，可廣泛應用于壓裂及酸化施工中，與壓裂液、酸化液有良好的配伍性。

技術方案：一種壓裂用低成本高效防膨劑，以質量百分數計，包括多胺類化合物2～4％、酸10～20％、無機鹽15～30％、多元醇5～10％，余量為水。

進一步地，所述的多胺類化合物為檸檬酸銨、乙二胺、四乙烯五胺、三乙醇胺中一種。

進一步地，所述的酸為稀鹽酸、稀硫酸、草酸、醋酸的其中一種。

更進一步地，所述稀鹽酸為質量分數低于20％的鹽酸，所述稀硫酸是指質量分數小于或等于70％的硫酸。

進一步地，所述的無機鹽為氯化鈉、氯化鉀、氯化銨中的一種。

進一步地，所述的多元醇為乙二醇、丙三醇、丁二醇、山梨醇中的一種。

一種壓裂用低成本高效防膨劑的制備方法，包括以下步驟：