專利名稱：一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法，由本方法制備的 復合壓裂液可直接用于常規油藏水力壓裂使用，尤其是適用于邊底水油藏 壓裂增產。
背景技術：
壓裂的目的是在地層中形成具有一定尺寸和導流能力的裂縫，其成功 與否與所用壓裂液的性能有很大關系。壓裂液包括水基壓裂液、油基壓裂
液、醇基壓裂液、乳化壓裂液及泡沫壓裂液等，其中水基壓裂液具有成本 低、安全性較高等優點，目前使用最廣泛。水基壓裂液主要由稠化劑、交 聯劑、破膠劑、pH值調節劑、殺菌劑、粘土穩定劑及助排劑等組成。其中 稠化劑是主要組分， 一直是壓裂液領域研究的重點和熱點，其焦點是稠化 劑的增粘能力及耐溫、抗鹽、抗剪切性。目'前采用的稠化劑主要是天然植 物膠及其衍生物(如胍膠及其衍生物)，其中羥丙基胍膠(HPG)使用最多。羥 丙基胍膠抗鹽、抗剪切性均較好，但耐溫性較差，易生物降解只能現配現 用，且原料依賴進口，這在很大程度上限制了其應用。合成高聚物聚丙烯 酰胺(PAM)由于粘度高、摩阻小、攜砂能力強^優點，也被用作水基壓裂 液稠化劑，但PAM的耐鹽性和剪切穩定性必須進一步提高。目前，在底 水和高含水地虔進行壓裂增產措施改造時常出現地層水沿著裂縫快速推進 造成越層水竄或者油井快速水淹，因此在壓裂過程中如何有效控水是目前 急需解決的難題。而現場所使用的稠化劑如羥丙基瓜爾膠或者聚丙烯酰胺' 等除了常規的造縫、攜砂等作用外，對于預防水竄、控制水油比效果不明 顯，從而大大降低了壓裂增產的效果。
基于上述情況，研制一種既可起到壓裂液稠化劑的作用，又可改變儲 層的相滲特性或者部分堵水已達到控制水油比的新型壓裂液體系顯得尤為 迫切，同時要求該體系具有地面粘度低，操作簡單，反應條件易控制的特 點；與常規胍膠壓裂液體系配伍性好，耐鹽耐沖刷，迸入地層后吸附在巖 石表面，形成刷狀結構的聚合物，大幅度降低水相滲透率；對油相滲透率 改變很小，具有選擇性改變相滲的特性；熱穩定性和鹽穩定性良好；隨含
水飽和度增加，水相滲透率大幅降低，油相滲透率改變較小，控水增油效 果明顯，這對于邊底水油氣藏的高效開發具有重要的實踐意義。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提出了一種水力壓裂的復合壓裂液的制 備方法，本方法制備工藝簡單，反應條件易控制，復合壓裂液體系既可起 到壓裂液稠化劑的作用，又可改變儲層的相滲特性或者部分堵水已達到控 制水油比，同時該壓裂液具有良好的耐剪切性、熱穩定性、抗鹽性及摩阻 低等特點，尤其適用于邊底水油藏水力壓裂增產。
本發明是通過如下技術方案實現的
一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法，其特征在于包括如下步驟
a、 在室溫下，將質量濃度為0.06%~0.15%的陰離子聚丙烯酰胺溶液、 質量濃度為0.02%~0.05%的陽離子聚合物溶液和質量濃度為2.0%~2.5%的 共溶劑溶液按照2-6: 0.8-2: 100的比例均勻混合，慢速攪拌至完全溶解，
形成復合聚電解質溶液；
b、 將步驟a所制得的復合聚電解質溶液、改性胍膠溶液、水按照1 3: 3~8: 0.5-1的比例復配，即可得到具有控水增油效果的復合稠化劑溶液；
其中，所述的復合聚電解質溶液的質量濃度為0.08% 0.2%，改性胍膠 的質量濃度為0.25%~0.5%;
c、 將步驟b所制得的復合樹化劑溶液與交聯劑、非氧化破膠劑按照 100: 0.7~0.9: 0.1 0.3的比例攪拌均勻，即得到適用邊底水油藏水力壓裂 的復合壓裂液；
其中，交聯劑的質量濃度為0.1%~0.2%，非氧化破膠劑的質量濃度為 0.1%~0.5%。
步驟a中所述的陰離子聚丙烯酰胺分子量為800萬~2000萬。
步驟a中所述的陽離子聚合物為陽離子單體和丙烯酰胺共聚而成，陽 離子聚合物的分子量300萬~1200萬，所述陽離子單體可以是丙烯酰氧乙 基三甲基氯化銨、.二甲基二烯丙基氯化銨或二烯丙基胺等。
步驟a中所述的共溶劑為XY型一價金屬鹽，KC1最佳。
步驟b中改性胍膠為通過酶降解工藝，使胍膠的分子量降低至10萬 ~50萬，并在胍膠分子鏈上引如親水基團，在水中易溶解，分子量低，分 子量分布均勻的低分子量胍膠。
步驟c中所述的交聯劑為有機硼交聯劑，它是硼砂和多羥基有機螯合 物反應產物，與以往無機硼酸鹽、有機鈦和有機鋯等有機金屬交聯劑相比， 它具有耐高溫性、延緩交聯性，并能自動破膠。
步驟c中所述的非氧化破膠劑為pH調節劑，以NH4C1最佳。
本發明的優點表現在
1、由于本發明采用a、 b、 c三個步驟制備復合壓裂液，這樣的工藝方 法與現有技術相比，工藝更加簡單，操作也更為簡便，在各個步驟中的反應條件也更加容易控制，更為重要的是，復合壓裂液體系既可起到壓裂液 稠化劑的作用，又可改變儲層的相滲特性或者部分堵水已達到控制水油比， 同時復合壓裂液與常規胍膠壓裂液體系配伍性好，耐鹽耐沖刷，進入地層 后吸附在巖石表面，形成刷狀結構的聚合物，大幅度降低水相滲透率，降 低幅度達到60%以上；對油相滲透率改變很小，降低幅度小于20%，具有 選擇性改變相滲的特性；熱穩定性和鹽穩定性良好；隨含水飽和度增加， 水相滲透率大幅降低，油相滲透率改變較小，控水增油效果明顯，這對于 邊底水油氣藏的高效開發具有重要的實踐意義。
2、本發明采用的共溶劑為KC1， pH調節劑為NH4Cl，這樣的技術方
案有利于進一步形成質量更好的復合壓裂液。
具體實施例方式
下面結合具體實施例來對本發明作進一步的補充說明-實施例1
一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法，包括如下步驟
a、 在室溫下，將質量濃度為0.06%的陰離子聚丙烯酰胺溶液、質量濃 度為0.02%的陽離子聚合物溶液和質量濃度為2.0%的共溶劑溶液按照2-4': 1-2: 100的比例均勻混合，慢速攪拌至完全溶解，形成復合聚電解質溶液；
b、 將步驟a所制得的復合聚電解質溶液、改性胍膠溶液、水按照1~3: 3~8: 0.5 l的比例復配，即可得到具有控水增油效果的復合稠化劑溶液；
其中，所述的復合聚電解質溶液的質量濃度為0.08%，改性胍膠的質 量濃度為0.25%;
c、 將步驟b所制得的復合稠化劑溶液與交聯劑、非氧化破膠劑按照 100: 0.7 0.9: 0.1~0.3的比例攪拌均勻，即得到適用邊底水油藏水力壓裂 的復合壓裂液；
其中，交聯劑的質量濃度為0.1%，非氧化破膠劑的質量濃度為0.1%。
步驟a中所述的陰離子聚丙烯酰胺分子量為800萬~2000萬。
步驟a中所述的陽離子聚合物為陽離子單體和丙烯酰胺共聚而成，陽
離子聚合物的分子量300萬~1200萬，所述陽離子單體可以是丙烯酰氧乙
基三甲基氯化銨、二甲基二烯丙基氯化銨或二烯丙基胺等。 步驟a中所述的共溶劑為XY型一價金屬鹽，KC1最佳。 步驟b中改性胍膠為通過酶降解工藝，使胍膠的分子量降低至10萬
~50萬，并在胍膠分子鏈上引如親水基團，在水中易溶解，分子量低，分
子量分布均勻的低分子量胍膠。
步驟c中所述的交聯劑為有機硼交聯劑，它是硼砂和多羥基有機螯合
物反應產物，與以往無機硼酸鹽、有機鈦和有機鋯等有機金屬交聯劑相比，它具有耐高溫性、延緩交聯性，并能自動破膠。
步驟c中所述的非氧化破膠劑為pH調節劑，以NH4C1最佳。
實施例2
一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法，包括如下步驟
a、 在室溫下，將質量濃度為0.15%的陰離子聚丙烯酰胺溶液、質量濃 度為0.05%的陽離子聚合物溶液和質量濃度為2.5%的共溶劑溶液按照2-4: 1-2: 100的比例均勻混合，慢速攪拌至完全溶解，形成復合聚電解質溶液；
b、 將步驟a所制得的復合聚電解質溶液、改性胍膠溶液、水按照1~3: 3~8: 0.5 l的比例復配，即可得到具有控水增油效果的復合稠化劑溶液；
其中，所述的復合聚電解質溶液的質量濃度為0.2%，改性胍膠的質量 濃度為0.5%;
c、 將步驟b所制得的復合稠化劑溶液與交聯劑、非氧化破膠劑按照 100: 0.7-0.9: 0.1~0.5的比例攪拌均勻，即得到適用邊底水油藏水力壓裂 的復合壓裂液；
其中，交聯劑的質量濃度為0.2%，非氧化破膠劑的質量濃度為0.5%。
步驟a中所述的陰離子聚丙烯酰胺分子量為800萬~2000方。
步驟a中所述的陽離子聚合物為陽離子單體和丙烯酰胺共聚而成，陽
離子聚合物的分子量300萬 1200萬，所述陽離子單體可以是丙烯酰氧乙
基三甲基氯化銨、二甲基二烯丙基氯化銨或二烯丙基胺等。 步驟a中所3^的共溶劑為XY型一價金屬鹽，KC1最佳。 步驟b中改性胍膠為通過酶降解工藝，使胍膠的分子量降低至10萬
~50萬，并在胍膠分子鏈上引如親水基團，在水中易溶解，分子量低，分
子量分布均勻的低分子量胍膠。
步驟c中所述的交聯劑為有機硼交聯劑，它是硼砂和多羥基有機螯合
物反應產物。與以往無機硼酸鹽、有機鈦和有機鋯等有機金屬交聯劑相比，
它具有耐高溫性、延緩交聯性，并能自動破膠。
步驟c中所述的非氧化破膠劑為pH調節劑，以NH4C1最佳。
實施例3
在實施例1或實施例2的基礎上，所述的共溶劑還可以是氯化鈉等， pH調節劑還可以是鹽酸等。
實施例4
作為本發明的一較佳實施例如下
將陰離子聚丙烯酰胺HPAM、陽離子聚丙烯酰胺DPAM和低分子胍膠LGP分別溶解于蒸餾水中，配制濃度分別為0.4%、 0.2%和0.6%的溶液各 200mh在室溫下，將25ml濃度為0.4。/。HPAM溶液和5ml濃度為0.2%DPAM 溶液與2gKCl混合均勻形成復合聚電解質溶液，再與50ml濃度為0.6%LGP 溶液一起倒入燒杯中，再加入20ml水攪拌混合均勻，便可得到100ml復 合稠化劑溶液。用蒸餾水配制質量濃度為20%的交聯劑溶液和質量濃度為 10%非氧化破膠劑等溶液，將上述復合稠化劑溶液中分別加入2ml非氧化 破膠劑溶液和4ml交聯劑溶液，攪勻、交聯后即得到復合壓裂液凍膠。
權利要求
1、一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法，其特征在于包括如下步驟a、在室溫下，將質量濃度為0.06％～0.15％的陰離子聚丙烯酰胺溶液、質量濃度為0.02％～0.05％的陽離子聚合物溶液和質量濃度為2.0％～2.5％的共溶劑溶液按照2-60.8-2100的比例均勻混合，慢速攪拌至完全溶解，形成復合聚電解質溶液；b、將步驟a所制得的復合聚電解質溶液、改性胍膠溶液、水按照1～33～80.5～1的比例復配，即可得到具有控水增油效果的復合稠化劑溶液；其中，所述的復合聚電解質溶液的質量濃度為0.08％～0.2％，改性胍膠的質量濃度為0.25％～0.5％；c、將步驟b所制得的復合稠化劑溶液與交聯劑、非氧化破膠劑按照1000.7～0.90.1～0.3的比例攪拌均勻，即得到適用邊底水油藏水力壓裂的復合壓裂液；其中，交聯劑的質量濃度為0.1％～0.2％，非氧化破膠劑的質量濃度為0.1％～0.5％。
2、根據權利要求1所述的一種水力壓裂的復合壓'裂液的制備方法，其 特征在于步驟a中所述的陰離子聚丙烯酰胺分子量為800萬~2000萬。
3、 根據權利要求1所述的一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法，其 特征在于步驟a中所述的陽離子聚合物為陽離子單體和丙烯酰胺共聚而 成，陽離子聚合物的分子量300萬 1200萬，所述陽離￥單體可以是丙烯 酰氧乙基三甲基氯化銨、二甲基二烯丙基氯化銨或二烯丙基胺。
4、 根據權利要求1所述的一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法，其 特征在于步驟a中所述的共溶劑為XY型一價金屬鹽。
5、 根據權利要求1所述的一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法，其 特征在于步驟b中改性胍膠為通過酶降解工藝，使胍膠的分子量降低至 10萬 50萬，并在胍膠分子鏈上引如親水基團，在水中易溶解，分子量低， 分子量分布均勻的低分子量胍膠。
6、 根據權利要求1所述的一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法，其 特征在于步驟c中所述的交聯劑為有機硼交聯劑。
7、 根據權利要求1所述的一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法，其 特征在于步驟c中所述的非氧化破膠劑為pH調節劑。
全文摘要
本發明公開了一種水力壓裂的復合壓裂液的制備方法，包括如下步驟a.在室溫下，將陰離子聚丙烯酰胺溶液、陽離子聚合物溶液和共溶劑溶液按照一定比例均勻混合，慢速攪拌至完全溶解，形成復合聚電解質溶液；b.將步驟a所制得的復合聚電解質溶液、改性胍膠溶液、水按照一定比例復配，即可得到具有控水增油效果的復合稠化劑溶液；c.將步驟b所制得的復合稠化劑溶液與交聯劑、非氧化破膠劑按照一定比例攪拌均勻，即得到復合壓裂液；本方法制備工藝簡單，反應條件易控制，復合壓裂液體系既可起到壓裂液稠化劑的作用，又可改變儲層的相滲特性或者部分堵水已達到控制水油比。
文檔編號C09K8/68GK101412905SQ200810147738
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月28日 優先權日2008年11月28日
發明者虎 孫, 李靜群, 羅明良 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司