一种抗高温的全悬浮低伤害压裂液及其配制方法技术

本发明专利技术公开了一种抗高温的全悬浮低伤害压裂液，包括如下重量百分比的组分：低伤害稠化剂0.3～0.5％、多功能稳定剂0.1～0.4％、调节剂0.1～0.3％、悬浮增效剂0.4～0.8％、其余为清水或盐水；压裂液配制方法为：步骤1、在搅拌条件下将低伤害稠化剂、多功能稳定剂、调节剂加入清水或盐水中，搅拌均匀后溶胀2～4h，得到压裂液基液；步骤2、将压裂液基液与悬浮增效剂充分混合，在物理交联和化学交联的共同作用下形成携砂性能和抗温性能优良的全悬浮压裂液。本发明专利技术的压裂液是采用丙烯酰胺类聚合物与悬浮增效剂进行物理交联和化学交联共同作用而形成的超强结构流体，抗温能力可达150℃；携砂性能优良，强大的空间结构能够将支撑剂全悬浮，并且受温度的影响较小。

A High Temperature Resistant Full Suspension Low Damage Fracturing Fluid and Its Preparation Method

The invention discloses a fully suspended low-damage fracturing fluid with high temperature resistance, which comprises the following components: low-damage thickener 0.3-0.5%, multi-functional stabilizer 0.1-0.4%, regulator 0.1-0.3%, suspension synergist 0.4-0.8%, and other water or brine; the preparation method of fracturing fluid is as follows: step 1, low-damage thickener and multi-functional stabilizer under agitation condition. Regulators are added into water or brine and swell for 2-4 hours after stirring uniformly to obtain fracturing fluid-based fluid. Step 2: Fully mix fracturing fluid-based fluid and suspension synergist to form fully suspended fracturing fluid with excellent sand-carrying and temperature-resistant properties under the combined action of physical and chemical crosslinking. The fracturing fluid of the present invention is a super structural fluid formed by physical and chemical crosslinking of acrylamide polymer and suspension synergist, and its temperature resistance can reach 150 C. The fracturing fluid has excellent sand carrying performance and strong spatial structure, which can suspend the proppant completely, and is less affected by temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种抗高温的全悬浮低伤害压裂液及其配制方法
本专利技术涉及油田化学
，特别涉及一种抗高温的全悬浮低伤害压裂液及其配置方法。
技术介绍
压裂液是在压裂施工中用于造缝和沿裂缝长度方向传输支撑剂的一种流体，是决定施工成败和施工效果的关键因素之一。一次成功、高效的压裂施工需要压裂液具有很多优良的性能特征，其中最主要的是：(1)普遍的水质适用性；(2)广泛的温度适应范围；(3)优良的抗剪切性能；(4)高效的携砂性能；(5)极小的伤害特性。自60年代以来，胍胶类的压裂液在压裂施工上占据主导地位，这些压裂液虽然在不断的改进和性能提升，但由于其本身天然聚合物的本质和结构特征，使得其在以上提到的各个性能上面都暴露出不少的问题。近20年来合成聚合物类压裂液研发并不断发展，从根本上解决了胍胶类压裂液存在的很多问题，但聚合物类压裂液依然存在一些不足，需要进一步的提高和完善。例如，中国专利CN106928959A公开了一种全悬浮压裂液及配套交联剂，该交联剂由按照重量份计的以下组分制作而成：水溶性高价金属盐6～12份，多元醇8～16份，羧酸或其盐4～10份。将稠化剂与防膨剂、助排剂、粘度保持剂中的至少一种的添加剂混合，再与上述交联剂进行交联反应，制得的全悬浮压裂液最高抗温130℃，在90℃条件下支撑剂沉降速度沉降速度2mm/h。中国专利CN103215028B公开了一种全悬浮压裂液，包括如下重量份的组分：全悬浮压裂液稠化剂，4～15份；清水、加重盐水或酸液，100份；其中稠化剂是由35-55％的氯化二甲基双十六～十八烷基铰或其衍生物、5～15％的缩聚磷酸盐类、5～10％的屏蔽降滤失剂和20～50％的水组成的混合物。该压裂液实际是一种粘弹性表面活性剂类的加重压裂液，通过提高液体密度来提升对支撑剂的悬浮性，密度1.3～2.2g/cm3，砂比可达50％，最高抗温120℃。中国专利CN104178102A公开了一种可交联的抗高温低伤害多元共聚型压裂液及其制备方法：包括压裂液用稠化剂、压裂液用交联剂以及压裂液用破胶剂的制备及利用几种添加剂配制压裂液的方法。该压裂液可“物理交联”形成可逆结构的冻胶，具有优良的抗温能力，并且残渣含量低至2mg/L。但该压裂液并没有公开或详细阐述其携砂性能好坏。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是针对聚合物类压裂液存在的不足，提供一种抗高温的全悬浮低伤害压裂液。本专利技术的另一个目的是提供一种抗高温的全悬浮低伤害压裂液的配制方法。本专利技术的抗高温的全悬浮低伤害压裂液，包括如下重量百分比的组分：低伤害稠化剂0.3～0.5％、多功能稳定剂0.1～0.4％、调节剂0.1～0.3％、悬浮增效剂0.4～0.8％、其余为清水或盐水。其中，所述低伤害稠化剂是由主链单体A、主链单体B、耐盐单体及促进交联单体进行聚合反应形成的共聚物；主链单体A为丙烯酰胺；主链单体B为丙烯酸或丙烯酸钠；耐盐单体为2-丙烯酰胺基-2-苯基乙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮、N-烯丙基咪唑、乙烯基膦酸中的一种或两种；促进交联单体为N-乙烯基己内酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种。优选的是，所述耐盐单体为N-烯丙基咪唑或乙烯基膦酸或两者等重量的混合物。进一步优选的是，该稠化剂由成都佰椿石油科技有限公司生产，产品代号为BCG-1XF，产品为＜80目的白色颗粒或粉末，表观分子量为200～300万，进一步的，产品满足以下基础性能指标：水分＜10％；不溶物含量＜0.2％；采用自来水配制时(0.5％用量)，室温下，起粘速度＜3min；基液粘度70～80mPa.s。所述多功能稳定剂是含组分A和组分B的水溶液，组分A为葡萄糖酸钠、亚氨基二琥珀酸钠盐、乙二胺四乙酸钠、山梨糖醇、羟乙基乙二胺三乙酸中的一种或等量的两种混合物，含量为5～8％；组分B为甲醇、抗坏血酸、亚硫酸钠、海波中的一种，含量为15～20％。优选的是，多功能稳定剂由成都佰椿石油公司生产，产品代号BC-5，产品为无色或浅黄色透明液体。所述悬浮增效剂由稠化增效剂、交联剂和水按3:1:1的质量比复配而成。所述稠化增效剂由如下质量百分比的组分组成：表面活性剂A8～12％、表面活性剂B10～15％、醇溶剂A5～10％、其余部分为水；表面活性剂A是十二烷基二苯醚二磺酸钠、十二烷基二萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸异丙醇胺盐、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二羟乙基甜菜碱中的一种；表面活性剂B是椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、烷基糖苷APG中的一种；醇溶剂A是甲醇、乙二醇、丙三醇中的一种。所述交联剂是有机铝交联剂、有机钛延缓交联剂和有机锆延缓交联剂中的一种。所述调节剂为酸性调节剂或碱性调节剂；酸性调节剂由5～10％的柠檬酸或醋酸、8～10％的醇溶剂B和80～87％的水混合而成；碱性调节剂为碳酸钠、三乙醇胺、乙二胺、碳酸氢钠中的一种；所述醇溶剂B为乙二醇、丙三醇、木糖醇、甲醇中的一种。当悬浮增效剂中交联剂为有机铝交联剂时，采用酸性调节剂调节pH至5～6.5；当悬浮增效剂中的交联剂为有机钛延缓交联剂或有机锆延缓交联剂时，采用碱性调节剂调节pH至8～10。所述盐水矿化度为0～15万ppm，盐水中Ga2+含量低于3000ppm，Mg2+含量低于15000ppm，Fe2+、Fe3+含量总和低于5ppm。制备上述的抗高温的全悬浮低伤害压裂液的制备方法，包括压裂液基液的配制和全悬浮压裂液的配制两个步骤，具体步骤如下：步骤1、在搅拌条件下将低伤害稠化剂、多功能稳定剂、调节剂加入清水或盐水中，搅拌均匀后溶胀2～4h，得到压裂液基液；步骤2、将压裂液基液与悬浮增效剂充分混合，在物理交联和化学交联的共同作用下形成携砂性能和抗温性能优良的全悬浮压裂液。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的压裂液是采用丙烯酰胺类聚合物与悬浮增效剂作用而形成的超强结构流体，具有以下特点：(1)稠化剂中引入可“物理交联”和“化学交联”的基团，并且悬浮增效剂选用特殊的表面活性剂及交联剂混合，同时具备物理和化学交联的作用，与稠化剂溶液分子形成粘弹性强的交联凝胶，在两种“交联”的共同作用下形成了强大空间网状结构。(2)耐矿化度，可用15万ppm以下的高矿化度盐水配液；(3)耐高温，采用清水配制的压裂液抗温能力可达150℃，而采用15万ppm矿化度盐水配制时压裂液抗温最高可达140℃；(4)剪切恢复性强，800s-1的高剪切对压裂液结构破坏很小，随后经过100s-1下连续剪切120min后表观粘度大于50mPa.s；(5)携砂性能优良，强大的空间结构能够将支撑剂全悬浮，并且受温度的影响较小，将30～50目支撑剂以20％砂比加入所述全悬浮低伤害压裂液后，在90℃以内恒温1h，支撑剂沉降率小于5％；(6)低伤害，稠化剂不溶物含量低至0.1％，降低了储层伤害，显著提高油气藏的改造效果。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1、清水配制的常规胍胶结构图。图2、实施例1的清水配制的全悬浮低伤害压裂液电镜扫描图。图3、实施例6-1的全悬浮低伤害压裂液耐温耐剪切性能测试曲线。图4、实施例7-1的全悬浮低伤害压裂液耐温耐剪切性能测试曲线。图5、实施例8-3的全悬浮低伤害压裂液耐温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗高温的全悬浮低伤害压裂液，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：低伤害稠化剂0.3～0.5％、多功能稳定剂0.1～0.4％、调节剂0.1～0.3％、悬浮增效剂0.4～0.8％、其余为清水或盐水；所述低伤害稠化剂是由主链单体A、主链单体B、耐盐单体及促进交联单体进行聚合反应形成的共聚物；主链单体A为丙烯酰胺；主链单体B为丙烯酸或丙烯酸钠；耐盐单体为2‑丙烯酰胺基‑2‑苯基乙磺酸、N‑乙烯基吡咯烷酮、N‑烯丙基咪唑、乙烯基膦酸中的一种或两种；促进交联单体为N‑乙烯基己内酰胺、N，N‑亚甲基双丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N‑羟甲基丙烯酰胺中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种抗高温的全悬浮低伤害压裂液，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：低伤害稠化剂0.3～0.5％、多功能稳定剂0.1～0.4％、调节剂0.1～0.3％、悬浮增效剂0.4～0.8％、其余为清水或盐水；所述低伤害稠化剂是由主链单体A、主链单体B、耐盐单体及促进交联单体进行聚合反应形成的共聚物；主链单体A为丙烯酰胺；主链单体B为丙烯酸或丙烯酸钠；耐盐单体为2-丙烯酰胺基-2-苯基乙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮、N-烯丙基咪唑、乙烯基膦酸中的一种或两种；促进交联单体为N-乙烯基己内酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种。2.如权利要求1所述的抗高温的全悬浮低伤害压裂液，其特征在于，所述耐盐单体为N-烯丙基咪唑或乙烯基膦酸或两者等重量的混合物。3.如权利要求1所述的抗高温的全悬浮低伤害压裂液，其特征在于，所述多功能稳定剂是含组分A和组分B的水溶液，组分A为葡萄糖酸钠、亚氨基二琥珀酸钠盐、乙二胺四乙酸钠、山梨糖醇、羟乙基乙二胺三乙酸中的一种或等量的两种混合物，含量为5～8％；组分B为甲醇、抗坏血酸、亚硫酸钠、海波中的一种，含量为15～20％。4.如权利要求1所述的抗高温的全悬浮低伤害压裂液，其特征在于，所述悬浮增效剂由稠化增效剂、交联剂和水按3:1:1的质量比复配而成。5.如权利要求4所述的抗高温的全悬浮低伤害压裂液，其特征在于，所述稠化增效剂由如下质量百分比的组分组成：表面活性剂A8～12％、表面活性剂B10～15％、醇溶剂A5～10％、其余部分为水；表面活性剂A是十二烷基二苯醚二磺酸钠、十二烷基二萘...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘通义，陈光杰，谭坤，林波，魏俊，戴秀兰，吴政，
申请(专利权)人：西南石油大学，成都佰椿石油科技有限公司，四川奥赛德材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51