低殘渣淀粉壓裂液的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及油田增產措施改造領域所使用的一種化學品，尤其是一種低殘渣淀粉 壓裂液。
【背景技術】
[0002] 壓裂是低滲透油田儲層改造的主要措施手段，是油氣井增產、水井增注的重要措 施。水基凍膠壓裂液是聚合物水溶液（稠化劑水溶液）與交聯劑形成的高粘度凍膠。其功 能是造縫與攜砂。施工完成后，凍膠借助地溫與破膠劑的作用而水化，支撐劑留在裂縫中起 支撐作用，破膠液則返排至地面。天然高分子及其改性產品（如各種脈膠及其脈膠衍生物） 能發生交聯的官能團多，易發生交聯反應，成為了國內外壓裂液主要增稠劑。但其本身含有 較多的水不溶物（8%~10 % )，送種壓裂液殘渣的來源除了本身的不溶物，另外還有破膠 不徹底的交聯聚合物。它們對地層和對支撐劑充填層的嚴重堵塞可使滲透率下降80%~ 90%W上，從而大大降低壓裂的效果，特別是對于低壓特低滲透油藏有可能完全失效。此 夕F，近些年脈膠稠化劑因產地因素、國外企業壟斷脈膠市場與供需不平衡等因素引起其價 格大幅波動。
[0003] 因此，尋求一種廉價及低殘渣的壓裂液稠化劑顯得十分必要，既能降低壓裂液的 成本，又能降低對儲層的傷害，大大增強壓后增產效果。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種低殘渣淀粉壓裂液，其克服現有技術中常規 脈膠壓裂液體系存在的水不溶物與破膠后殘渣含量高及成本高等缺陷，該低殘渣淀粉壓裂 液中的改性淀粉稠化劑具有極低的水不溶物、破膠后極低的殘渣含量與低成本的特點。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明的低殘渣淀粉壓裂液，其組分及重量百分比為：
[000引 稠化劑；2%-4%，
[0007]粘±穩定劑；0.5% -2%，
[0008]溫度穩定劑；0. 1 % -0. 5 %，
[0009]助排劑：0.1%-1 %，
[0010]殺菌劑；0. 1%-0. 3%，
[0011]抑調節劑；0. 1%-0. 3%,
[001引余量為水；
[0013] 所述稠化劑為改性淀粉，該改性淀粉由己醜化改性、磯酸醋化改性及預糊化處理 Η個步驟制得，制備方法為：首先采用己酸酢將臘質淀粉進行己醜化改性，然后采用Η偏磯 酸鋼或Η氯氧磯對其進行磯酸化改性，最后對改性產物進行噴霧干燥進行預糊化處理。其 中己醜化改性和磯酸醋化改性是為了降低臘質淀粉的水不溶物及溫度穩定性，預糊化處理 是為了保證其能夠在冷水中快速溶解起粘。
[0014]所述臘質淀粉為臘質木墓淀粉或臘質綠豆淀粉或臘質玉米淀粉或臘質馬鈴墓淀 粉或臘質小麥淀粉。
[0015] 所述粘±穩定劑為氯化鐘或氯化倭。
[0016] 所述溫度穩定劑為硫代硫酸鋼或鄰苯二胺。
[0017] 所述助排劑為十六烷基Η甲基漠化倭或十二烷基Η甲基漠化倭。
[0018] 所述殺菌劑為甲醒或多聚甲醒。
[0019] 所述抑調節劑為碳酸鋼。
[0020] 本發明的有益效果是：本發明提供了一種適用于低滲透儲層改造的低殘渣低成本 淀粉壓裂液體系。送種淀粉壓裂液體系同時具備W下特點：
[0021] (1)在使用該改性淀粉稠化劑配制壓裂液基液時，改性淀粉稠化劑能在冷水中快 速溶解起粘，基液能在3-5min內達到最大粘度的85-90%，滿足現場配液需求。
[0022] (2)該壓裂液基液具有優良的交聯性能，抗溫抗剪切性能優良，攜砂性能好。
[0023] (3)改性淀粉稠化劑具有極低的水不溶物且破膠后殘渣含量極低，破膠液動力粘 度及表界面張力低，對儲層傷害小。
[0024] (4)該壓裂液體系成本低，較常規脈膠壓裂液體系，其成本降低10-15%。
【附圖說明】
[0025]圖1為原淀粉（代號為ST)與改性淀粉（代號為MST)的紅外光譜圖；
[0026] 圖2為原淀粉（小圖A、B和C)與改性淀粉（小圖D、E和巧的掃描電鏡圖；
[0027]圖3為實施例2中改性淀粉交聯液的粘溫曲線圖；
[0028] 圖4為實施例3中改性淀粉交聯液的粘溫曲線圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明：
[0030] 低殘渣淀粉壓裂液稠化劑的制備；稠化劑為改性淀粉，該改性淀粉由己醜化改性、 磯酸醋化改性及預糊化處理Η個步驟制得。首先采用己酸酢將臘質淀粉進行己醜化改性， 然后采用Η偏磯酸鋼或Η氯氧磯對其進行磯酸化改性，最后對改性產物進行噴霧干燥進行 預糊化處理。
[0031] 紅外光譜表征上述改性淀粉分子結構的方法為；將待測樣品在1〇5Γ烘箱中干燥 2h，采用漠化鐘壓片法，按1%的比例與邸r充分混合、研磨、壓片后置于紅外光譜儀上測 試。掃描波數范圍為4000-400cm1，W空氣為空白，重復掃描次數為32次。附圖1為未改 性臘質淀粉與改性臘質淀粉的紅外光譜圖。結果表明，臘質原淀粉已按照設計的處理方法 進行成功改性處理。
[0032] 掃描電鏡表征上述改性淀粉顆粒微觀結構的方法為；采用在紅外燈下用導電雙面 膠將干燥的待測樣品固定在樣品臺上，真空噴金后置于掃描電鏡下觀測并拍攝不同放大倍 數下淀粉顆粒微觀形貌。附圖2比較了在放大倍數分別為400、1000和2000倍條件下的臘 質原淀粉（附圖2A、B和C)與改性淀粉（附圖2D、E和巧的微觀形態學特征。結果表明， 臘質原淀粉（ST)顆粒大多為多角形。改性淀粉（MST)觀察不到原淀粉的顆粒形貌，大多為 片狀與多孔片狀，表面與斷面較光滑。可見，改性處理技術改變了原淀粉顆粒的形態結構。
[0033] 本發明的壓裂液所涉及使用的交聯劑為四測酸鋼或有機測或有機測鉛，壓裂液與 交聯劑重量比為100:0. 3-1. 0。本發明的壓裂液所涉及使用的破膠劑為過硫酸倭或過硫酸 鐘膠囊破膠劑，壓裂液與破膠劑重量比為100:0. 3-1. 0。
[0034] 實施例1
[0035] 在吳茵混調器中加入971ml水，在攬拌狀態下加入5巧C1和Ig甲醒，再稱取20g改 性淀粉，在攬拌狀態下將其緩慢加入水中，高速攬拌15min;然后加入Ig硫代硫酸鋼、Ig碳 酸鋼和Ig十六烷基Η甲基漠化倭；在混調器中攬拌lOmin，完成基液的配制；取上述配制的 基液100ml，在攬拌下加入0. 3g四測酸鋼，繼續攬拌2min后，基液與交聯劑完全反應，形成 凍膠，完成凍膠液配制；在攬拌狀態下往凍膠中加入0. 3g過硫酸倭膠囊破膠劑，在5(TC水 浴中保持恒溫，化后，凍膠完全破膠水化。用六速旋轉粘度計測得基液表觀粘度為20mPa. S，抑為10 ;用哈克RT-20流變儀測試凍膠流變性能，配制的凍膠在6(TC，170s1剪切120min 后，粘度保持在90mPa.sW上；用離必法測試破膠液的殘渣含量為55111旨/1，用毛細管粘度計 測試破膠液粘度為3mPa.S。
[003引 實施例2
[0037] 在吳茵混調器中加入936ml水，在攬拌狀態下加入20巧C1和3g甲醒，再稱取30g 改性淀粉，在攬拌狀態下將其緩慢加入水中，高速攬拌15min;然后加入5g硫代硫酸鋼、3g 碳酸鋼和3g十六烷基Η甲基漠化倭；在混調器中攬拌lOmin，完成基液的配制；取上述配 制的基液100ml，在攬拌下加入Ig有機測鉛交聯劑，繼續攬拌2min后，基液與交聯劑完全 反應，形成凍膠，完成凍膠液配制；在攬拌狀態下往凍膠中加入Ig過硫酸倭膠囊破膠劑， 在5(TC水浴中保持恒溫，化后，凍膠完全破膠水化。用六速旋轉粘度計測得基液表觀粘度 為45mPa.S，抑為12;用哈克RT-20流變儀測試凍膠流變性能，配制的凍膠分別在8(TC、 10(TC、12(rC及140°C，170s1下各剪切120min后，粘度保持在50mPa.SW上（見附圖3及 下表1);用離必法測試破膠液的殘渣含量為75mg/l，用毛細管粘度計測試破膠液粘度為 4mP過.So
[0038] 表1交聯液在不同溫度下的恒速（170s1)剪切化后的粘度數據
[0039]
[0040] 實施例3
[0041] 在吳茵混調器中加入930ml水，在攬拌狀態下加入20巧C1和3g甲醒，再稱取40g 改性淀粉，在攬拌狀態下將其緩慢加入水中，高速攬拌15min;然后加入3g硫代硫酸鋼、2g 碳酸鋼和2g十二烷基Η甲基漠化倭；在混調器中攬拌lOmin，完成基液的配制；取上述配 制的基液100ml，在攬拌下加入0.8g有機測交聯劑，繼續攬拌2min后，基液與交聯劑完全 反應，形成凍膠，完成凍膠液配制；在攬拌狀態下往凍膠中加入0.8g過硫酸倭膠囊破膠劑， 在5(TC水浴中保持恒溫，化后，凍膠完全破膠水化。用六速旋轉粘度計測得基液表觀粘度 為90mPa.S，抑為11;用哈克RT-20流變儀測試凍膠流變性能，配制的凍膠分別在10(TC， 170s1下剪切120min后，粘度保持在200mPa.SW上（見附圖4);用離必法測試破膠液的殘 渣含量為85mg/l，用毛細管粘度計測試破膠液粘度為4mPa.S。
[0042] 綜上所述，本發明的內容并不局限在上述的實施例中，本領域的技術人員可W在 本發明的技術指導思想之內提出其他的實施例，但送些實施例都包括在本發明的范圍之 內。
【主權項】
1. 一種低殘渣淀粉壓裂液，其特征在于，其組分及重量百分比為： 稠化劑：2% -4%， 粘土穩定劑：〇. 5% -2%， 溫度穩定劑：〇. 1% -〇. 5%， 助排劑：〇. 1% -1%， 殺菌劑：0. 1% -0. 3%，pH調節劑：0. 1% -0. 3%， 余量為水； 所述稠化劑為改性淀粉，該改性淀粉的制備：首先采用乙酸酐將臘質淀粉進行乙酰化 改性，然后采用三偏磷酸鈉或三氯氧磷對其進行磷酸化改性，最后對改性產物進行噴霧干 燥進行預糊化處理。2. 按照權利要求1所述的低殘渣淀粉壓裂液，其特征在于，所述臘質淀粉為臘質木薯 淀粉或臘質綠豆淀粉或臘質玉米淀粉或臘質馬鈴薯淀粉或臘質小麥淀粉。3. 按照權利要求1所述的低殘渣淀粉壓裂液，其特征在于，所述粘土穩定劑為氯化鉀 或氯化銨。4. 按照權利要求1所述的低殘渣淀粉壓裂液，其特征在于，所述溫度穩定劑為硫代硫 酸鈉或鄰苯二胺。5. 按照權利要求1所述的低殘渣淀粉壓裂液，其特征在于，所述助排劑為十六烷基三 甲基溴化銨或十二烷基三甲基溴化銨。6. 按照權利要求1所述的低殘渣淀粉壓裂液，其特征在于，所述殺菌劑為甲醛或多聚 甲醛。7. 按照權利要求1所述的低殘渣淀粉壓裂液，其特征在于，所述pH調節劑為碳酸鈉。
【專利摘要】本發明公開了一種低殘渣淀粉壓裂液，其組分及重量百分比為：稠化劑：2％-4％，粘土穩定劑：0.5％-2％，溫度穩定劑：0.1％-0.5％，助排劑：0.1％-1％，殺菌劑：0.1％-0.3％，pH調節劑：0.1％-0.3％，余量為水；所述稠化劑為改性淀粉，該改性淀粉的制備：首先采用乙酸酐將臘質淀粉進行乙酰化改性，然后采用三偏磷酸鈉或三氯氧磷對其進行磷酸化改性，最后對改性產物進行噴霧干燥進行預糊化處理。本發明克服現有技術中常規胍膠壓裂液體系存在的水不溶物與破膠后殘渣含量高及成本高等缺陷，該低殘渣淀粉壓裂液中的改性淀粉稠化劑具有極低的水不溶物、破膠后極低的殘渣含量與低成本的特點。
【IPC分類】C09K8/68
【公開號】CN105331350
【申請號】CN201410396892
【發明人】鄒鵬, 田勝敏, 何新偉, 王曉磊, 高秀君
【申請人】中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2014年8月13日