专利名称：一种酸性疏水缔合物压裂液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油气藏或强水敏地层压裂增产酸性疏水缔合物压裂液。
背景技术：
目前压裂液体系中主要包括植物胶压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液、乳化压裂液和粘弹性清洁压裂液等，而使用较多的是植物胶压裂液。压裂液的发展趋势是朝着高效、低伤害的方向发展。为此，20世纪90年代以来开发了无水不溶物、无残渣的粘弹性清洁压裂液，但该体系应用温度较低。国外报道有使用温度达130°C的粘弹性清洁压裂液，但国内报道的粘弹性清洁压裂液的使用温度低于100°C。植物胶压裂液存在许多优点，但该体系的水不溶物及残渣较多，对地层和裂缝的伤害较大；而且交联条件弱碱性，增大碱含量有利于提高延缓交联时间，易使油层中的粘土矿物发生运移膨胀，导致大量微粒封堵孔喉，造成渗透率下降，伤害油层。所以对地层伤害较小的水溶性聚合物压裂液已成为国内外研究的热门方向。与天然聚合物相比，这些聚合物具有增稠能力强、破胶性能好、残渣少等特点，但合成聚合物压裂液亦存在较多缺点，如不耐温，剪切稳定性差等。国内在聚合物压裂液研究较多，并取得较好的应用效果，但该聚合物压裂液亦存在一定的缺点，如主要使用无机或有机金属化合物作交联剂并在碱性条件下交联，耐温、耐盐、抗剪切性能差；对水敏性地层进行施工时，难以获得与聚合物压裂液体系配伍良好而又经济的粘土稳定剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种酸性疏水缔合物压裂液，该压裂液适合碱敏储层、强水敏储层的压裂改造，具有良好的延缓交联性能、良好的耐温、抗盐、耐剪切性能，携砂性能好、易破胶返排、对地层伤害小及低摩阻、低残渣、防膨效果好等优点。本发明所述的酸性疏水缔合物压裂液由交联液与原液组成，该酸性疏水缔合物压裂液交联液所用原料及各组分的重量百分比为，酸性交联剂0. 2 0. 5%、交联调节剂A 0. 01 0. 035%、交联调节剂B0. 02 0. 3%、破胶剂0. 02 0. 2%，余量为水；该压裂液原液所用原料及各组分的重量百分比为，FS-927共聚物0. 3 0. 7%、氯化钾1 4%、MJ-I 高温助排剂0. 5 1. 5%,JTY-100降滤失剂0 2. 5%,PR-I破乳剂1%、温度稳定剂0 0. 02%，余量为水。所用酸性交联剂按重量份由如下化学反应得到(1)将0. 4 0. 6份复合有机配位体加入1. 0 1. 5份水中，均勻搅拌并升温到 45 0C ；(2)在溶液(1)中加入0. 2 0. 35份无机锆盐，在50°C 55°C条件下均勻搅拌 4 4. 5小时，使之充分发生化学反应；(3)将上述反应所得物质冷却并静止M小时即制得酸性疏水缔合物压裂液所配套用酸性交联剂。所述的FS-927共聚物由北京希涛技术开发有限公司提供，MJ-I高温助排剂由新疆康恩实业石油化工有限公司提供，JTY-100降滤失剂由克拉玛依市井通钻采技术服务有限责任公司提供，PR-I破乳剂由新疆中太化工有限公司提供。所述的交联调节剂A为乳酸、柠檬酸中的一种或几种，最佳方案选择乳酸；交联调节剂B为盐酸或硝酸中一种或几种，最佳方案选择盐酸。在酸性交联剂中加入交联调节剂A和B可以调整酸性疏水缔合物压裂液交联时间为k M0s，从而达到延缓交联的目的，并在1301^1705-1剪切75min粘度还可以保持在50mPa · S以上，突破了缓交联聚合物性压裂液耐温耐剪切性不能超过100°C的传统观念，这样可以满足高温深井的施工要求。所述温度稳定剂为甲醇、硫代硫酸钠中的一种或几种。所述破胶剂为过硫酸钠、过硫酸氨中的一种或几种，最佳方案选择过硫酸钠，并在现场施工过程中追加一定量的包裹有过硫酸盐的胶囊破胶剂。所述的复合有机配位体为胺基醇、乳酸、乙酰丙酮、丙三醇中的两种或两种以上产品的混合物；所述的无机锆盐为四氯化锆、硫酸锆、氧氯化锆中的一种，最佳方案选择氧氯化,告。通过对酸性疏水缔合物压裂液室内和现场试验结果表明，该酸性疏水缔合物压裂液体系具有良好的延缓交联性能、良好的耐温、抗盐、耐剪切性能，携砂性能好、易破胶返排、对地层伤害小及低摩阻、低残渣、防膨效果好等优点。该酸性疏水缔合物压裂液适合碱敏储层、强水敏储层的压裂改造，同时该酸性疏水缔合物压裂液特别适合于新疆油田西北缘风城组云质岩类中高温特殊油藏的压裂改造。
图1100°C剪切曲线。图2 113°C剪切曲线。图3 130°C剪切曲线。图4不同HCL加量对酸性疏水缔合物压裂液交联时间的影响。图5风南4井施工曲线。图6百泉1井测试压裂施工曲线。图7百泉1井施工曲线。图8风南052井施工曲线。
具体实施例方式该酸性疏水缔合物压裂液由交联液与原液组成，该酸性疏水缔合物压裂液交联液所用原料及各组分的重量百分比为，酸性交联剂0. 2 0. 5%、交联调节剂A 0. 01 0.035%、交联调节剂B 0.02 0.3%、破胶剂0.02 0.2%，余量为水；交联调节剂A为乳酸和/或柠檬酸；交联调节剂B为盐酸和/或硝酸；破胶剂为过硫酸钠和/或过硫酸氨；该压裂液原液所用原料及各组分的重量百分比为，FS-927共聚物0. 3 0. 7%、氯化钾1 4%、MJ-I高温助排剂0. 5 1. 5%、JTY-100降滤失剂0 2. 5%、PR-I破乳剂 1%、温度稳定剂0 0. 02%，余量为水；
温度稳定剂为甲醇和/或硫代硫酸钠。
酸性疏水缔合物压裂液耐温耐剪切性能评价将FS-927共聚物分别均勻地加入自来水中配成质量分数为0. 5%和0. 7%的基液，再分别加入1 %的KCL、1 %的PR-I破乳剂、MJ-I高温助排剂1 %> JTY-100降滤失剂2%、 0.01%的抗温剂，溶解膨胀一定时间后，然后分别加入对应的交联剂，形成冻胶后测定其耐温耐剪切能力，实验结果见图1，图2，图3。由图1可以看出在lOOt^nOS-1剪切90min，压裂液粘度仍然在90mPa · S以上， 由图2可以看出在1131^1705-1剪切120min，压裂液粘度仍然在80mPa 以上，由图3可以看出在1301^1705-1剪切76min，压裂液粘度仍然在50mPa · S以上。由此表明该酸性疏水缔合物压裂液具有较好的耐温耐剪切能力，完全可以满足130°C以内的储层温度的压裂施工。其中，抗温剂的主要作用同除氧剂一样，可防止由基液中溶解的氧而导致冻胶快速降解，提高压裂液的抗剪切性能，提高有机交联剂与稠化剂的络合程度，使形成的交联网更牢固庞大，冻胶的抗剪切性能增强。酸性疏水缔合物压裂液缓交联性能评价对于较深井，经常采用缓交联技术防止因过早完全交联造成的较高摩擦压力和剪切降解，保证了压裂液在高温下具有较好的稳定性以及避免施工中过高的油压。本实验固定该压裂液原液所用原料及各组分的重量百分比为，FS-927共聚物0.5%、氯化钾1%、 MJ-I高温助排剂1 %、JTY-100降滤失剂2%、PR-1破乳剂1 %、温度稳定剂0.01%,余量为水。固定该酸性疏水缔合物压裂液交联液所用原料及个组分的重量百分比为，酸性交联剂 0.3%,乳酸0.02%，考察HCL加量对酸性疏水缔合物压裂液交联时间的影响，实验结果见图4。由图4可以看出随着HCL浓度的增加，交联时间延长，即酸性疏水缔合物压裂液的交联时间可以通过调节HCL用量的方法来调整。这是因为当pH值较小时，多核羟桥络离子中的核数减小，使络离子变小，交联位阻变大，从而达到延缓交联的目的。实施例3酸性疏水缔合物压裂液携砂能力评价砂粒是压开的裂缝空间的主要支撑剂，其作用是压裂施工完成后，阻止裂缝的闭合，保持较好的导流能力。如果压裂液悬砂性能不好，施工时将有可能在井筒或裂缝中产生砂卡或砂堵，从而导致泵压升高甚至施工将被迫中断，对施工造成严重不利影响。所以在酸化压裂过程中，要求压裂液应具有较好的携砂能力。压裂液的携砂能力主要决定于砂粒在压裂液介质中运动时遭遇阻力(即内摩擦力)的大小，携砂能力的测试方法将20-40目陶粒悬浮在聚合物压裂液中，测定陶粒在聚合物压裂液中的悬浮时间。实验结果显示，陶粒能长达5小时悬浮在聚合物压裂液中不沉淀。说明该酸性疏水缔合物压裂液具有较好的携砂能力，完全可以满足现场加砂施工要求。 酸性疏水缔合物压裂液破胶性能评价 为了提高压裂液的返排，降低对储层的伤害，要求压裂液在施工结束时实现快速
5彻底破胶，又要求压裂液破胶时间和裂缝闭合时间相匹配。根据这些施工要求，模拟现场施工加量对压裂液体系进行破胶实验，在100°C的条件下，加入一定量的过硫酸钠，1. 后完全破胶，破胶液晶莹透亮粘度仅为2. 94mPa · S，而且破胶液中几乎没有残渣。酸性疏水缔合物压裂液降滤失性能评价按SY/T 5107-1995标准规定的压裂液静态滤失测定方法，采用高温高压滤失仪， 滤失压差3. 对酸性疏水缔合物压裂液在90°C下的滤失性能进行了测定，测定结果见表1。表1酸性疏水缔合物压裂液滤失性能
权利要求
1.一种酸性疏水缔合物压裂液，其特征在于该酸性疏水缔合物压裂液由交联液与原液组成，该酸性疏水缔合物压裂液交联液所用原料及各组分的重量百分比为，酸性交联剂 0.2 0.5%、交联调节剂A 0.01 0.035%、交联调节剂B 0. 02 0. 3%、破胶剂0. 02 0.2%，余量为水；交联调节剂A为乳酸和/或柠檬酸；交联调节剂B为盐酸和/或硝酸；破胶剂为过硫酸钠和/或过硫酸氨；该压裂液原液所用原料及各组分的重量百分比为，FS-927共聚物0. 3 0. 7%、氯化钾 1 4%、MJ-I高温助排剂0. 5 1. 5%、JTY-100降滤失剂0 2. 5%、PR-I破乳剂1%、 温度稳定剂0 0. 02%，余量为水；温度稳定剂为甲醇和/或硫代硫酸钠。
2.根据权利要求1所述的酸性疏水缔合物压裂液，其特征在于酸性交联剂由如下化学反应得到(1)将0.4 0. 6重量份复合有机配位体加入1. 0 1. 5重量份水中，均勻搅拌并升温到 45 0C ；(2)在溶液(1)中加入0.2 0. 35重量份无机锆盐，在50°C 55°C条件下均勻搅拌 4 4. 5小时，使之充分发生化学反应；(3)将上述反应所得物质冷却并静止M小时即制得一种酸性疏水缔合物压裂液所配套用酸性交联剂；复合有机配位体为胺基醇、乳酸、乙酰丙酮、丙三醇中的两种或两种以上的混合物；无机锆盐为四氯化锆、硫酸锆、氧氯化锆中的一种。
全文摘要
本发明涉及一种酸性疏水缔合物压裂液；由交联液与原液组成，交联液按重量百分比为，酸性交联剂0.2～0.5％、交联调节剂A0.01～0.035％、交联调节剂B 0.02～0.3％、破胶剂0.02～0.2％，余量为水；原液按重量百分比为，FS-927共聚物0.3～0.7％、氯化钾1～4％、MJ-1高温助排剂0.5～1.5％、JTY-100降滤失剂0～2.5％、PR-1破乳剂1％、温度稳定剂0～0.02％，余量为水；该压裂液具有良好的延缓交联、耐温、抗盐、耐剪切性能，携砂性能好、易破胶返排、对地层伤害小、低摩阻、低残渣、防膨效果好的优点，突破了缓交联聚合物性压裂液耐温耐剪切性不能超过100℃的传统观念。
文档编号C09K8/72GK102206484SQ20111008617
公开日2011年10月5日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者吴丽蓉, 张天翔, 怡宝安, 李彦林, 罗兆 申请人:中国石油天然气股份有限公司