壓裂用增稠劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種液態CO2壓裂用增稠劑配方，屬于油田化學技術領域。
【背景技術】
[0002] 液態CO2壓裂是一種以純液態CO 2作為攜砂液進行壓裂施工的工藝技術，也被稱為 干法壓裂。其諸多優點主要體現在無水相，完全消除水敏、水鎖傷害；壓裂液具有極低的 界面張力，受熱氣化后能夠從儲層中完全、迅速返出；壓裂液無殘渣，對支撐裂縫導流床具 有較好的清潔作用，保持了較高裂縫導流能力和較長的有效裂縫長度。
[0003] 液態CO2壓裂施工時CO 2保持液態(或超臨界態)、施工結束后CO 2變成氣態從儲層 快速排出，無殘留，對儲層完全無傷害，相比常規壓裂工藝，對水敏性儲層增產效果十分明 顯，受到了極大地關注。國外Fracmaster公司從1982年開始了首例液態〇} 2加砂壓裂，截 止到2010年已開展了 3000井次以上壓裂施工；國內僅開展了幾例不加砂液態CO2壓裂，取 得一定改造效果和認識，液態CO 2壓裂是一種以純液態CO2作為攜砂液進行壓裂施工的工藝 技術，壓后CO2能快速、徹底返排出地層，是一種真正意義上的無傷害壓裂工藝，特別適合于 低滲、低壓、水敏性、致密砂巖氣藏的壓裂改造。然而國內外實踐經驗表明，液態CO 2壓裂存 在的最大問題是自身粘度低(約為0.1 mPa. s)，攜砂能力差，導致需要較大的泵注排量，造成 井筒摩阻高、施工壓力高，施工難度和成本增加，而且由于液態CO2壓裂施工時溫度極低，低 溫導致現有壓裂液體系中的提高壓裂液粘度的物質應用于液態〇) 2壓裂時基本起不到增粘 效果，目前也未檢索到液態CO2壓裂時專用增粘劑相關的專利。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種能夠提高液態〇)2壓裂時粘 度的增稠劑配方及其制備方法。
[0005] 本發明提供一種液態CO2壓裂用增稠劑，由以下質量分數的成分組成： 長鏈烷基三甲基季銨鹽 20~30%， 長鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽 10~20%， 有機酸 5~15%， 小分子醇 10~20%， 余量為清水。
[0006] 所述長鏈烷基三甲基季銨鹽為十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、 十八烷基三甲基氯化銨或十八烷基三甲基溴化銨中任意一種。
[0007] 優選地，所述長鏈烷基三甲基季銨鹽為十八烷基三甲基氯化銨，其有效含量為 70 ±2%。
[0008] 所述長鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽為十六烷基二羥乙基甲基氯化銨、十六烷基二 羥乙基甲基溴化銨、十六烷基二羥乙基甲基硝酸銨、十八烷基二羥乙基甲基氯化銨、十八烷 基二羥乙基甲基溴化銨或十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨中任意一種。
[0009] 優選地，所述長鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽為十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨，其 有效含量即純度為70±2%。
[0010] 所述的長鏈烷基三甲基季銨鹽與長鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽的最佳質量比為 3:2〇
[0011] 所述有機酸為水楊酸、乙酸或檸檬酸中一種。
[0012] 所述小分子醇為甲醇、乙醇或異丙醇中任意一種。
[0013] 優選地，所述小分子醇為異丙醇，其有效含量即純度多99. 0%。
[0014] 本發明還提供一種上述液態0)2壓裂用增稠劑制備方法，包括以下三步驟： ① 將長鏈烷基三甲基季銨鹽、長鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽在60~80°C的烘房中預 熱8~10小時，待長鏈烷基三甲基季銨鹽、長鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽全部融化后備 用； ② 按比例加入清水、小分子醇、有機酸，加熱至60°C，攪拌30分鐘待全部溶解； ③ 步驟②中物料全部溶解后，加入步驟①得到的預熱融化后的長鏈烷基三甲基季銨 鹽、長鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽，攪拌均勻，冷卻至室溫即得增稠劑。
[0015] 本發明具有如下有益效果： 該增稠劑原料廉價易得，可以大幅度提高液態CO2粘度，降低液態CO2在壓裂時的濾失， 提尚液態CO2攜砂性能。
【附圖說明】
[0016] 圖1為制得的增粘劑含量為1%時的液態CO2壓裂液的粘溫曲線； 圖2為制得的增粘劑含量為2%時的液態CO2壓裂液的粘溫曲線； 圖3為制得的增粘劑含量為3%時的液態CO2壓裂液的粘溫曲線； 圖4為制得的增粘劑含量為4%時的液態CO2壓裂液的粘溫曲線； 圖5為制得的增粘劑含量為5%時的液態CO2壓裂液的粘溫曲線； 圖6為0°C、IOMPa下，增粘劑隨加入比例的變化曲線； 圖7為0°C、20MPa下，增粘劑隨加入比例的變化曲線； 圖8為0°C、30MPa下，增粘劑隨加入比例的變化曲線； 圖9為0°C、40MPa下，增粘劑隨加入比例的變化曲線。
【具體實施方式】
[0017] 下面通過給出的具體實施例對本發明做進一步說明，但不作為對本發明的限定。
[0018] 實施例1 : 取25g清水、IOg異丙醇1000加入到燒瓶中，加熱到60°C，加入15g乙酸，攪拌使其 溶解，然后加入30g十八烷基三甲基氯化銨、20g十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨，保持溫度 60°C，攪拌30分鐘，待全部溶解均勻后，冷卻至室溫即得液態0) 2壓裂用增粘劑。
[0019] 實施例2 : 取55g清水、IOg乙醇加入到燒瓶中，加熱到60 °C，加入5g檸檬酸，攪拌使其溶解，然后 加入20g十八烷基三甲基溴化銨、IOg十八烷基二羥乙基甲基溴化銨，保持溫度60°C，攪拌 30分鐘，待全部溶解均勻后，冷卻至室溫即得液態0) 2壓裂用增粘劑。
[0020] 實施例3 : 取15g清水、20g甲醇加入到燒瓶中，加熱到60°C，加入15g水楊酸，攪拌使其溶解，然 后加入30g十六烷基三甲基溴化銨、20g十八烷基二羥乙基甲基氯化銨，保持溫度60°C，攪 拌30分鐘，待全部溶解均勻后，冷卻至室溫即得液態0) 2壓裂用增粘劑。
[0021] 實施例4: 取38g清水、15g異丙醇1000加入到燒瓶中，加熱到60°C，加入7g乙酸，攪拌使其溶解， 然后加入25g十六烷基三甲基氯化銨、15g十六烷基二羥乙基甲基硝酸銨，保持溫度60°C， 攪拌30分鐘，待全部溶解均勻后，冷卻至室溫即得液態0) 2壓裂用增粘劑。
[0022] 實施例5 : 取55g清水、IOg乙醇加入到燒瓶中，加熱到60 °C，加入5g檸檬酸，攪拌使其溶解，然后 加入20g十八烷基三甲基溴化銨、IOg十六烷基二羥乙基甲基溴化銨，保持