專利名稱：一種酸性疏水締合物壓裂液的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種油氣藏或強水敏地層壓裂增產酸性疏水締合物壓裂液。
背景技術：
目前壓裂液體系中主要包括植物膠壓裂液、油基壓裂液、泡沫壓裂液、乳化壓裂液和粘彈性清潔壓裂液等，而使用較多的是植物膠壓裂液。壓裂液的發展趨勢是朝著高效、低傷害的方向發展。為此，20世紀90年代以來開發了無水不溶物、無殘渣的粘彈性清潔壓裂液，但該體系應用溫度較低。國外報道有使用溫度達130°C的粘彈性清潔壓裂液，但國內報道的粘彈性清潔壓裂液的使用溫度低于100°C。植物膠壓裂液存在許多優點，但該體系的水不溶物及殘渣較多，對地層和裂縫的傷害較大；而且交聯條件弱堿性，增大堿含量有利于提高延緩交聯時間，易使油層中的粘土礦物發生運移膨脹，導致大量微粒封堵孔喉，造成滲透率下降，傷害油層。所以對地層傷害較小的水溶性聚合物壓裂液已成為國內外研究的熱門方向。與天然聚合物相比，這些聚合物具有增稠能力強、破膠性能好、殘渣少等特點，但合成聚合物壓裂液亦存在較多缺點，如不耐溫，剪切穩定性差等。國內在聚合物壓裂液研究較多，并取得較好的應用效果，但該聚合物壓裂液亦存在一定的缺點，如主要使用無機或有機金屬化合物作交聯劑并在堿性條件下交聯，耐溫、耐鹽、抗剪切性能差；對水敏性地層進行施工時，難以獲得與聚合物壓裂液體系配伍良好而又經濟的粘土穩定劑。

發明內容
本發明的目的是提供一種酸性疏水締合物壓裂液，該壓裂液適合堿敏儲層、強水敏儲層的壓裂改造，具有良好的延緩交聯性能、良好的耐溫、抗鹽、耐剪切性能，攜砂性能好、易破膠返排、對地層傷害小及低摩阻、低殘渣、防膨效果好等優點。本發明所述的酸性疏水締合物壓裂液由交聯液與原液組成，該酸性疏水締合物壓裂液交聯液所用原料及各組分的重量百分比為，酸性交聯劑0. 2 0. 5%、交聯調節劑A 0. 01 0. 035%、交聯調節劑B0. 02 0. 3%、破膠劑0. 02 0. 2%，余量為水；該壓裂液原液所用原料及各組分的重量百分比為，FS-927共聚物0. 3 0. 7%、氯化鉀1 4%、MJ-I 高溫助排劑0. 5 1. 5%,JTY-100降濾失劑0 2. 5%,PR-I破乳劑1%、溫度穩定劑0 0. 02%，余量為水。所用酸性交聯劑按重量份由如下化學反應得到(1)將0. 4 0. 6份復合有機配位體加入1. 0 1. 5份水中，均勻攪拌并升溫到 45 0C ；(2)在溶液(1)中加入0. 2 0. 35份無機鋯鹽，在50°C 55°C條件下均勻攪拌 4 4. 5小時，使之充分發生化學反應；(3)將上述反應所得物質冷卻并靜止M小時即制得酸性疏水締合物壓裂液所配套用酸性交聯劑。所述的FS-927共聚物由北京希濤技術開發有限公司提供，MJ-I高溫助排劑由新疆康恩實業石油化工有限公司提供，JTY-100降濾失劑由克拉瑪依市井通鉆采技術服務有限責任公司提供，PR-I破乳劑由新疆中太化工有限公司提供。所述的交聯調節劑A為乳酸、檸檬酸中的一種或幾種，最佳方案選擇乳酸；交聯調節劑B為鹽酸或硝酸中一種或幾種，最佳方案選擇鹽酸。在酸性交聯劑中加入交聯調節劑A和B可以調整酸性疏水締合物壓裂液交聯時間為k M0s，從而達到延緩交聯的目的，并在1301^1705-1剪切75min粘度還可以保持在50mPa · S以上，突破了緩交聯聚合物性壓裂液耐溫耐剪切性不能超過100°C的傳統觀念，這樣可以滿足高溫深井的施工要求。所述溫度穩定劑為甲醇、硫代硫酸鈉中的一種或幾種。所述破膠劑為過硫酸鈉、過硫酸氨中的一種或幾種，最佳方案選擇過硫酸鈉，并在現場施工過程中追加一定量的包裹有過硫酸鹽的膠囊破膠劑。所述的復合有機配位體為胺基醇、乳酸、乙酰丙酮、丙三醇中的兩種或兩種以上產品的混合物；所述的無機鋯鹽為四氯化鋯、硫酸鋯、氧氯化鋯中的一種，最佳方案選擇氧氯化,告。通過對酸性疏水締合物壓裂液室內和現場試驗結果表明，該酸性疏水締合物壓裂液體系具有良好的延緩交聯性能、良好的耐溫、抗鹽、耐剪切性能，攜砂性能好、易破膠返排、對地層傷害小及低摩阻、低殘渣、防膨效果好等優點。該酸性疏水締合物壓裂液適合堿敏儲層、強水敏儲層的壓裂改造，同時該酸性疏水締合物壓裂液特別適合于新疆油田西北緣風城組云質巖類中高溫特殊油藏的壓裂改造。


圖1100°C剪切曲線。圖2 113°C剪切曲線。圖3 130°C剪切曲線。圖4不同HCL加量對酸性疏水締合物壓裂液交聯時間的影響。圖5風南4井施工曲線。圖6百泉1井測試壓裂施工曲線。圖7百泉1井施工曲線。圖8風南052井施工曲線。
具體實施例方式該酸性疏水締合物壓裂液由交聯液與原液組成，該酸性疏水締合物壓裂液交聯液所用原料及各組分的重量百分比為，酸性交聯劑0. 2 0. 5%、交聯調節劑A 0. 01 0.035%、交聯調節劑B 0.02 0.3%、破膠劑0.02 0.2%，余量為水；交聯調節劑A為乳酸和/或檸檬酸；交聯調節劑B為鹽酸和/或硝酸；破膠劑為過硫酸鈉和/或過硫酸氨；該壓裂液原液所用原料及各組分的重量百分比為，FS-927共聚物0. 3 0. 7%、氯化鉀1 4%、MJ-I高溫助排劑0. 5 1. 5%、JTY-100降濾失劑0 2. 5%、PR-I破乳劑 1%、溫度穩定劑0 0. 02%，余量為水；
溫度穩定劑為甲醇和/或硫代硫酸鈉。
酸性疏水締合物壓裂液耐溫耐剪切性能評價將FS-927共聚物分別均勻地加入自來水中配成質量分數為0. 5%和0. 7%的基液，再分別加入1 %的KCL、1 %的PR-I破乳劑、MJ-I高溫助排劑1 %> JTY-100降濾失劑2%、 0.01%的抗溫劑，溶解膨脹一定時間后，然后分別加入對應的交聯劑，形成凍膠后測定其耐溫耐剪切能力，實驗結果見圖1，圖2，圖3。由圖1可以看出在lOOt^nOS-1剪切90min，壓裂液粘度仍然在90mPa · S以上， 由圖2可以看出在1131^1705-1剪切120min，壓裂液粘度仍然在80mPa 以上，由圖3可以看出在1301^1705-1剪切76min，壓裂液粘度仍然在50mPa · S以上。由此表明該酸性疏水締合物壓裂液具有較好的耐溫耐剪切能力，完全可以滿足130°C以內的儲層溫度的壓裂施工。其中，抗溫劑的主要作用同除氧劑一樣，可防止由基液中溶解的氧而導致凍膠快速降解，提高壓裂液的抗剪切性能，提高有機交聯劑與稠化劑的絡合程度，使形成的交聯網更牢固龐大，凍膠的抗剪切性能增強。酸性疏水締合物壓裂液緩交聯性能評價對于較深井，經常采用緩交聯技術防止因過早完全交聯造成的較高摩擦壓力和剪切降解，保證了壓裂液在高溫下具有較好的穩定性以及避免施工中過高的油壓。本實驗固定該壓裂液原液所用原料及各組分的重量百分比為，FS-927共聚物0.5%、氯化鉀1%、 MJ-I高溫助排劑1 %、JTY-100降濾失劑2%、PR-1破乳劑1 %、溫度穩定劑0.01%,余量為水。固定該酸性疏水締合物壓裂液交聯液所用原料及個組分的重量百分比為，酸性交聯劑 0.3%,乳酸0.02%，考察HCL加量對酸性疏水締合物壓裂液交聯時間的影響，實驗結果見圖4。由圖4可以看出隨著HCL濃度的增加，交聯時間延長，即酸性疏水締合物壓裂液的交聯時間可以通過調節HCL用量的方法來調整。這是因為當pH值較小時，多核羥橋絡離子中的核數減小，使絡離子變小，交聯位阻變大，從而達到延緩交聯的目的。實施例3酸性疏水締合物壓裂液攜砂能力評價砂粒是壓開的裂縫空間的主要支撐劑，其作用是壓裂施工完成后，阻止裂縫的閉合，保持較好的導流能力。如果壓裂液懸砂性能不好，施工時將有可能在井筒或裂縫中產生砂卡或砂堵，從而導致泵壓升高甚至施工將被迫中斷，對施工造成嚴重不利影響。所以在酸化壓裂過程中，要求壓裂液應具有較好的攜砂能力。壓裂液的攜砂能力主要決定于砂粒在壓裂液介質中運動時遭遇阻力(即內摩擦力)的大小，攜砂能力的測試方法將20-40目陶粒懸浮在聚合物壓裂液中，測定陶粒在聚合物壓裂液中的懸浮時間。實驗結果顯示，陶粒能長達5小時懸浮在聚合物壓裂液中不沉淀。說明該酸性疏水締合物壓裂液具有較好的攜砂能力，完全可以滿足現場加砂施工要求。 酸性疏水締合物壓裂液破膠性能評價 為了提高壓裂液的返排，降低對儲層的傷害，要求壓裂液在施工結束時實現快速
5徹底破膠，又要求壓裂液破膠時間和裂縫閉合時間相匹配。根據這些施工要求，模擬現場施工加量對壓裂液體系進行破膠實驗，在100°C的條件下，加入一定量的過硫酸鈉，1. 后完全破膠，破膠液晶瑩透亮粘度僅為2. 94mPa · S，而且破膠液中幾乎沒有殘渣。酸性疏水締合物壓裂液降濾失性能評價按SY/T 5107-1995標準規定的壓裂液靜態濾失測定方法，采用高溫高壓濾失儀， 濾失壓差3. 對酸性疏水締合物壓裂液在90°C下的濾失性能進行了測定，測定結果見表1。表1酸性疏水締合物壓裂液濾失性能
權利要求
1.一種酸性疏水締合物壓裂液，其特征在于該酸性疏水締合物壓裂液由交聯液與原液組成，該酸性疏水締合物壓裂液交聯液所用原料及各組分的重量百分比為，酸性交聯劑 0.2 0.5%、交聯調節劑A 0.01 0.035%、交聯調節劑B 0. 02 0. 3%、破膠劑0. 02 0.2%，余量為水；交聯調節劑A為乳酸和/或檸檬酸；交聯調節劑B為鹽酸和/或硝酸；破膠劑為過硫酸鈉和/或過硫酸氨；該壓裂液原液所用原料及各組分的重量百分比為，FS-927共聚物0. 3 0. 7%、氯化鉀 1 4%、MJ-I高溫助排劑0. 5 1. 5%、JTY-100降濾失劑0 2. 5%、PR-I破乳劑1%、 溫度穩定劑0 0. 02%，余量為水；溫度穩定劑為甲醇和/或硫代硫酸鈉。
2.根據權利要求1所述的酸性疏水締合物壓裂液，其特征在于酸性交聯劑由如下化學反應得到(1)將0.4 0. 6重量份復合有機配位體加入1. 0 1. 5重量份水中，均勻攪拌并升溫到 45 0C ；(2)在溶液(1)中加入0.2 0. 35重量份無機鋯鹽，在50°C 55°C條件下均勻攪拌 4 4. 5小時，使之充分發生化學反應；(3)將上述反應所得物質冷卻并靜止M小時即制得一種酸性疏水締合物壓裂液所配套用酸性交聯劑；復合有機配位體為胺基醇、乳酸、乙酰丙酮、丙三醇中的兩種或兩種以上的混合物；無機鋯鹽為四氯化鋯、硫酸鋯、氧氯化鋯中的一種。
全文摘要
本發明涉及一種酸性疏水締合物壓裂液；由交聯液與原液組成，交聯液按重量百分比為，酸性交聯劑0.2～0.5％、交聯調節劑A0.01～0.035％、交聯調節劑B 0.02～0.3％、破膠劑0.02～0.2％，余量為水；原液按重量百分比為，FS-927共聚物0.3～0.7％、氯化鉀1～4％、MJ-1高溫助排劑0.5～1.5％、JTY-100降濾失劑0～2.5％、PR-1破乳劑1％、溫度穩定劑0～0.02％，余量為水；該壓裂液具有良好的延緩交聯、耐溫、抗鹽、耐剪切性能，攜砂性能好、易破膠返排、對地層傷害小、低摩阻、低殘渣、防膨效果好的優點，突破了緩交聯聚合物性壓裂液耐溫耐剪切性不能超過100℃的傳統觀念。
文檔編號C09K8/72GK102206484SQ20111008617
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者吳麗蓉, 張天翔, 怡寶安, 李彥林, 羅兆 申請人:中國石油天然氣股份有限公司