一種提高采收率用壓裂液的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及油田采油領域中一種壓裂液，尤其是一種提高采收率用壓裂液。
【背景技術】
[0002] 工廠化壓裂施工技術已成為致密油和頁巖氣經濟有效開發的主體技術之一，在施 工現場如何實現壓裂液體系快速連續混配是工廠化施工的關鍵技術。 目前普遍使用的工廠化壓裂液體系主要為植物膠體系和粉狀聚合物體系。植物膠體系 包括稠化劑、交聯劑及其它添加劑。稠化劑通常為羥丙基改性胍膠干粉，因溫度不同，交聯 劑為有機硼、有機鋯或硼砂，在90°C條件下，為保證良好的耐溫耐剪切性能，稠化劑的濃度 一般在0. 5%左右，其性能滿足SY/T 6376-2008《壓裂液通用技術條件》中有關水基壓裂液 通用技術指標，殘渣含量在400mg/L左右。配方如下： 0. 5 %羥丙基胍膠+0. 2 %有機硼交聯劑+1 %粘土穩定劑+0. 1 %助排劑+0. 1 %破乳劑 +0.18%?!1調節劑+0.036%?!1調節助劑+0.05%破膠劑+0.01%破膠助劑 常規聚合物體系包括稠化聚合物、交聯劑及其它添加劑。稠化劑主要為枝狀聚合物， 交聯劑為無機鋁鹽，在90°C條件下，為保證良好的耐溫耐剪切性能，稠化劑的濃度一般在 0· 35-0. 40%，配方如下： 0. 35-0. 40 %聚合物稠化劑+0. 3 %鋁交聯劑+0. 5-1 %粘土穩定劑+0. 1 %助排劑 +0. 1 %破乳劑+0. 05 %破膠劑+0. 01 %破膠助劑 這兩套體系在工廠化施工時主要存在以下問題：一是溶脹時間長。稠化劑均為干粉，配 制時完全溶脹需要15-40min，在使用高效的配液設備前提下，最高配制速度僅可滿足IOm3/ min。二是添加劑種類多；為滿足施工需求，體系中需要添加5-8種添加劑，現場勞動強度 大，配制工藝復雜。三是泡沫多；體系在高速配制時會產生大量的泡沫，頻繁出現泵車抽空 供液不足的情況，難以滿足12m 3/min以上的高排量施工需求。
【發明內容】
[0003] 本發明在于克服【背景技術】中存在的現有體系在高速配制時添加劑種類多、產生大 量的泡沫、溶脹時間長難以滿足12m 3/min以上的高排量施工需求的問題，而提供一種提高 采收率用壓裂液。該提高采收率用壓裂液，高速配液時不產生泡沫，溶脹時間短，添加劑種 類少，簡化了壓裂液的現場配制工藝，能夠滿足高排量施工需求。 本發明解決其問題可通過如下技術方案來達到：一種提高采收率用壓裂液，其組分及 配比按重量百分比如下：乳液聚合物稠化劑0. 1-1. 5%、生物活性劑0. 02-0. 15%和破膠劑 0· 02-0. 08%，余量為水。 所述的生物活性劑為烷基多苷，破膠劑過硫酸鉀、過硫酸銨、膠囊破膠劑或氧化還原體 系破膠劑；所述氧化還原體系破膠劑為過硫酸鉀、過硫酸銨混合物。 壓裂液用乳液聚合物稠化劑的使用濃度為0. 1% -1. 5%，施工井溫越高，乳液稠化劑 比例越高，配制壓裂液用水中的礦化度越高，使用濃度越高。 發明的壓裂液中的生物活性劑使用的是烷基多苷，該活性劑的加量與油藏溫度、配制 用水的礦化度相關，在固定聚合物加量的條件下，壓裂液粘度隨著活性劑的加量增大而先 增大，超過特定濃度后，隨著活性劑濃度的增加而降低。同時因配制用水的礦化度不同直接 影響稠化劑的使用比例，活性劑的使用比例也隨之變化。 發明的壓裂液中必須加入破膠劑，目的是壓裂液在完成攜砂后破膠返排，降低對儲 層和支撐裂縫導流能力的傷害。在高溫（120°C以上）情況下，破膠劑需用膠囊，中溫 (60-90°C)情況下選用過硫酸鹽，低溫（60°C以下）情況下選用過硫酸鹽和亞硫酸鹽氧化還 原體系。破膠劑的加量根據壓裂工藝所需的破膠時間決定，同樣的儲層溫度條件下，破膠時 間要求越短，破膠劑的加量越大。 本發明與上述【背景技術】相比較可具有如下有益效果：該提高采收率用壓裂液，高速配 液時不產生泡沫，溶脹時間短，簡化了壓裂液的現場配制工藝，能夠滿足高排量施工需求。 本發明配制出的提高采收率合壓裂液與常規植物膠壓裂液施工井相比，配液設備由以往的 3個橇裝設備簡化為1個，現場緩沖罐由84個減為12個，最快配液速度達到16m3/min，最 高砂比40%。2 口試驗井共少用5個配液橇，少用緩沖罐168個，平均單井施工成本降低了 46. 7%，平均單井施工周期降低了 57. 2%，大幅提高了工廠化壓裂施工的技術水平，在大 慶外圍低滲扶楊油層，采用常規壓裂液壓后3個月產量遞減率達到70%，而采用該壓裂液 施工的試驗井壓后七個月產量遞減率僅為30 %，提高采收率效果明顯。 【具體實施方式】： 下面將結合具體實施例對本發明作進一步說明： 以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。若未特別指出，實施例中所 用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段，所用的原材料均為市售商品。若未特 別指出，實施例中涉及到壓裂液性能測定方法的手段均參照中華人民共和國石油天然氣行 業標準"SY/T 5107-2005水基壓裂液性能評價方法"和"SY/T 6376-2008壓裂液通用技術 條件"。 以下實例中涉及的與本發明進行對照試驗用的羥丙基胍膠壓裂液為硼交聯壓裂液，其 配方組成為0. 5 %羥丙基胍膠+0. 2 %有機硼交聯劑+1 %粘土穩定劑+0. 1 %助排劑+0. 1% 破乳劑+〇.18%?!1調節劑+0.036%?!1調節助劑+0.05%破膠劑+0.01%破膠助劑 1、液態聚合物稠化劑合成，包括下述步驟： (1) 、水相單體溶液的配制 分別配制丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸和氫氧化鉀的水溶液，溶液的 濃度分別為45%、40%、56%和20% ;配制10%的過硫酸鉀溶液作為引發劑。 將225g丙烯酸溶液與223g 2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸的水溶液混合，滴加80g氫氧 化鉀的水溶液，將其中和至PH值為9后，再與226g丙烯酰胺的水溶液混合，滴加配制好的 IOg過硫酸鉀引發劑溶液。 上述水相溶液中，丙烯酰胺：丙烯酸：2_丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸：氫氧化鉀：清水：弓丨 發劑質量比為 1 9: L 25:0. 16:2. 2 :0· 01。 (2) 、油相乳化溶液的配制 稱取73g液體石賭、9g斯盤80、Ig 土溫60配制混合液。 (3)、聚合反應 在1000r/min轉速下，攪拌15g油相溶液20min，在20°C低溫下以IOmin之內添加單體 的水相溶液85g，邊添加邊通純度為99. 99%高純氮氣，添加完畢后，反應釜恒溫80°C，反應 20h后即得乳白色乳液狀產品。制得的稠化劑用于下述實施例。 實施例1 稱取稠化劑〇. 75g、烷基多苷0.1 g,過硫酸鉀0. 15g加入到配制用的499g水中，400r/ min條件下攪拌3min，即得壓裂液體系。 實施例2 稱取稠化劑4g、烷基多苷0. 5g、膠囊破膠劑0. 2g加入到配制用的495. 3g水中，400r/ min條件下攪拌3min，即得壓裂液體系。 實施例3 稱取稠化劑5g、烷基多苷0. 75g、過硫酸鉀0. 25g、過硫酸銨0. 08g加入到493. 92g水 中，400r/min條件下攪拌3min，即得壓裂液體系。 實施例4 稱取稠化劑7. 5g、烷基多苷0. 75g、過硫酸鉀0. 25g、過硫酸銨0. 08g加入到491. 42g水 中，400r/min條件下攪拌3min，即得壓裂液體系。 壓裂液配制過程中，稠化劑、生物活性劑和破膠劑的加入順序對產品的溶解性有一定 的影響，建議先加入稠化劑，攪拌15s后加入活性劑，再攪拌2min后加入破膠劑，繼續攪拌 45s后即得壓裂液產品。 2、提高采收率用壓裂液室內評價 應用乳液稠化劑，烷基苷生物活性劑、過硫酸鉀破膠劑和清水配制壓裂液體系。配方 1為0. 1 %稠化劑+0. 15%生物活性劑；配方2為1. 4%聚合物稠化劑+0. 12%生物活性劑 +0.05%過硫酸鉀破膠劑。室內對兩個配方的性能評價見下表1。 表1溫度為30°C -90°C在線連續混配聚合物壓裂液評價結果
【主權項】
1. 一種提高采收率用壓裂液，其組分及配比按重量百分比如下：乳液聚合物稠化劑 0. 1-1. 5%、生物活性劑0. 02-0. 15%、破膠劑0. 02-0. 08%，余量為水。
2. 根據權利要求1所述的一種提高采收率用壓裂液，其特征在于：所述生物活性劑為 烷基多苷，破膠劑過硫酸鉀、過硫酸銨、膠囊破膠劑或氧化還原體系破膠劑；所述氧化還原 體系破膠劑為過硫酸鉀、過硫酸銨混合物。
3. 根據權利要求1所述的一種提高采收率用壓裂液，其特征在于：所述的稠化劑 其組分及配比按質量比如下：包括水相單體溶液、引發劑、油相乳化溶液；所述水相單體 溶液為單體丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸、氫氧化鉀的水溶液，所述 丙烯酰胺：丙烯酸：2_丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸：氫氧化鉀：清水：引發劑質量比為1 : 0. 9:1. 25:0. 16:2. 2 01 ;所述油相乳化溶液為液體石蠟、復合乳化劑，所述復合乳化劑 為斯盤80、土溫60,所述液體石蠟：斯盤80 :土溫60質量比為73:9:1。
4. 根據權利要求3所述的一種提高采收率用壓裂液，其特征在于：所述引發劑為過硫 酸鹽。
5. 根據權利要求1或3所述的一種提高采收率用壓裂液，其特征在于：所述稠化劑制 備工藝包括以下步驟： (1 )、水相單體溶液的配制 分別配制丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸和氫氧化鉀的水溶液，溶液的 濃度分別為45%、40%、56%和20% ;配制10%的過硫酸鉀溶液作為引發劑； 將丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸的水溶液混合，滴加氫氧化鉀的水溶液，將其中 和至PH值為9后，再與丙烯酰胺的水溶液混合，滴加配制好的引發劑溶液； 上述水相溶液中，丙烯酰胺：丙烯酸：2_丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸：氫氧化鉀：清水：弓丨 發劑質量比為 1 :〇? 9:1. 25:0. 16:2. 2 :0? 01 ; (2) 、油相乳化溶液的配制 按比例配制液體石蠟、斯盤80和土溫60混合液，液體石蠟：斯盤80 :土溫60質量比為 73:9:1 ； (3) 、聚合反應 在1000r/min轉速下，攪拌油相20min，在20°C低溫下添加單體的水相溶液，邊添加邊 通純度為99. 99%的氮氣，添加完畢后，反應釜恒溫80°C，反應18-20h后即得乳白色乳液狀 產品；所述聚合反應中，水相溶液的質量分數為85%，油相乳化溶液的質量分數為15%。
6. -種根據權利要求1所述的一種提高采收率用壓裂液的制備方法，其特征在于：包 括以下步驟： 將一定比例的稠化劑、活性劑和破膠劑加入到一定量的配制用水中，在400r/min條件 下攪拌即得壓裂液體系。
【專利摘要】本發明涉及一種提高采收率用壓裂液。主要解決了現有體系在高速配制時添加劑種類多、產生大量的泡沫、溶脹時間長難以滿足12m3/min以上的高排量施工需求的問題。其特征在于：其組分及配比按重量百分比如下：稠化劑0.1-1.5%、生物活性劑0.02-0.15%和破膠劑0.02-0.08%，余量為水。該提高采收率用壓裂液，高速配液時不產生泡沫，溶脹時間短，添加劑種類少，簡化了壓裂液的現場配制工藝，能夠滿足高排量施工需求。
【IPC分類】C09K8-68
【公開號】CN104877657
【申請號】CN201510158464
【發明人】賈連廣, 包樹新, 孫殿海, 喬興
【申請人】大慶市華瑞信化工助劑有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月7日