一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液制造技术

本发明专利技术提供一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液，由基液和施工时添加剂两部分组成，基液的组分的重量百分比为：增稠剂为0.5%～0.9%，流动促进剂为0.2%～0.3%，余量为水；施工时添加剂包括稠化辅剂和破胶剂，施工时添加剂的组分占基液的重量百分比为：稠化辅剂为0.25%～0.45%，破胶剂为0.02%～0.05%；本发明专利技术的压裂液属于超分子结构流体，具有良好的粘弹性而实现粘弹性携砂，具有清洁无残渣、良好的抗温、抗剪切、剪切稀释性等特点，压裂施工时能够降低摩阻从而降低施工压力，压裂液对储层的伤害小，从而提高压裂施工成功率和压裂效果，增加储层产能。该压裂液适合火山岩储层的压裂改造。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液
本专利技术涉及油田化学及压裂增产
，特别涉及一种适合于火山岩地层压裂的缔合聚合物压裂液，并且该压裂液适用于120~160°C的较高温度的地层。
技术介绍
火山岩气藏地质条件十分复杂,岩性、岩相变化快，非均质性强，存在启动压力，总体上物性差，自然产能低，需压裂才能投产，所以压裂改造是开发火山岩储集层的有效手段。与砂岩储集层相比，由于火山岩岩石力学性质以及储集空间的独特性使得其对压裂液性能要求更高。火山岩储层开发的难点主要体现在两个方面:一方面，储层多为微裂缝孔隙型，大缝大洞不发育，储层物性差，属低孔低渗储层，常规压裂液对其造成的伤害严重；另一方面，大多数的火山岩储层具有厚度大、埋藏深的特点，并且具有天然裂缝发育，所以在压裂改造时压力高。目前常用的胍胶压裂液体系要添加交联剂及杀菌剂等化学添加剂，并且破胶后残渣含量高，不易返排，对地层伤害大；交联的冻胶由于粘度高，使得摩阻增大，进一步提高了压裂施工的难度。近年来，国内外研制出了清洁压裂液极大程度地减小了压裂液对地层的伤害，同时降摩阻也较好，由于其抗温性能较差而不具有普遍适用性。因此针对火山岩地层岩性特征及开发难点，寻求一种抗温性能好、低伤害无残渣并且摩阻低的压裂液 体系是关键技术之一。
技术实现思路
为了解决已有技术的问题，本专利技术提供一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液。本专利技术的技术思路是这样的:针对火山岩地层岩性特征及开发难点，寻求一种抗温性能好、低伤害无残渣并且摩阻低的压裂液。基于清洁压裂液和黏弹性表面活性剂的研究思路，综合应用分子缔合形成结构流体的理论设计，研制出了一种新型的抗高温无残渣压裂液增稠剂，用该增稠剂和其他添加剂配制出了本专利技术的一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液。所述的抗高温压裂液是指适合120-160度的压裂液。本专利技术提供的一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液，由基液和施工时添加剂两部分组成，基液的组分的重量百分比为:增稠剂为0.5%~0.9%，流动促进剂为0.2%~0.3%，余量为水；施工时添加剂包括稠化辅剂和破胶剂，施工时添加剂的组分占基液的重量百分比为:稠化辅剂为0.25%~0.45%，破胶剂为0.02%~0.05% ； 基液的增稠剂是一种疏水缔合聚合物，它是以丙烯酸、丙烯酰胺、顺丁烯二酸单十六烷基酯钠盐和一种阴离子单体烯丙基磺酸钠以及水为反应原料，以十二烷基硫酸钠为乳化剂，以偶氮二异丁腈为引发剂在一定温度下反应制得的。基液的增稠剂的制法如下:按配比把原料加入反应釜中混合均匀，加入乳化剂十二烷基硫酸钠，加入引发剂偶氮二异丁腈，在反应温度为80°C~95°C，反应4h~6h，得到胶体状产物造粒、干燥、粉碎，即得基液增稠剂； 以反应总体系质量为100% ； 其中，丙烯酸占总质量的7%~9% ； 丙烯酰胺占总质量的45%~50% ； 顺丁烯二酸单十六烷基酯钠盐占总质量的10%~15%; 烯丙基磺酸钠占总质量的6%~9% ； 引发剂偶氮二异丁腈占总质量的0.1%~0.5% ； 乳化剂十烷基硫酸纳占总质量的5% ； 其余为水。基液的流动促进剂是油醇聚氧乙烯醚；其可以降低压裂液的初始基液粘度，确保压裂时泵车顺利上水； 施工时添加剂的稠化辅剂是一种表面活性剂，可以通过缔合作用提高疏水缔合聚合物溶液的结构强度。它是以十二烷基苯磺酸钠、顺丁烯二酸酐和正十六醇为主料，以甲苯为溶剂，以对甲基苯磺酸钠做催化剂在一定温度下反应制成出产品，再经过后处理得到的。施工时添加剂的稠化辅剂制法如下:按配比，向反应釜中加入甲苯作为溶剂，再加入十二烷基苯磺酸钠、顺丁烯二酸酐和正十六醇做为反应物，加入催化剂对甲基苯磺酸钠，在60V~80°C条件下，进行缔合反应6h~8h，缔合反应结束后，加入氢氧化钠进行中和反应Ih~2h，中和完成后，冷却过滤得到稠化辅剂固体产物； 在上述反应体系中，以反应总体系质量为100% ； 其中，十二烷基苯磺酸钠是总质量的6%~8% ； 顺丁烯二酸酐占总质量的10%~15% ； 正十六醇占总质量的20%~25% ； 氢氧化钠占总质量的3%~6% ； 对甲基苯磺酸钠占质量的1%~3% ； 其余为溶剂甲苯。将上述反应得到的产物加水溶解，配制成浓度为30%的溶液，溶解完全后，搅拌混合均匀即得施工时添加剂的稠化辅剂。施工时添加剂的破胶剂是由过硫酸铵和过硫酸铵胶囊按质量比为1:2，施工时在混砂车上混合均匀后添加；其能使压裂液在压裂时保证良好性能，压裂完后又能彻底破胶，在地层温度下对应破胶时间为2.0~4.0h。本专利技术提供的一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液基液的室验内配制方法如下: 在实验室内，按基液组分的重量百分比，向waring搅拌器中加入指定量的水，在搅拌条件下加入基液的流动促进剂，搅拌均匀后，在搅拌条件下缓慢向水中加入基液的增稠剂，搅拌直液体均匀，得到缔合型压裂液基液。本专利技术提供的一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液基液的施工现场配制方法如下: 在施工现场，按基液组分的重量百分比，在配液罐中加入水，在搅拌条件下加入基液的流动促进剂，搅拌均匀，然后从射流枪吸入基液的增稠剂，基液的增稠剂吸入须缓慢，即以不结块和不形成鱼眼为准；基液的增稠剂加完后，搅拌20min，液体静止2小时； 有益效果:本专利技术提供一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液，由于是缔合型压裂液体系，压裂液属于一种超分子结构流体，具有良好的粘弹性而实现粘弹性携砂，具有清洁无残渣、良好的抗温、抗剪切、剪切稀释性等特点，所以，压裂施工时能够降低摩阻从而降低施工压力，并且，压裂液对储层的伤害小，从而提高压裂施工成功率和压裂效果，增加储层产能。本专利技术提供的一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液进行耐温、耐剪切性能测试。实验结果表明:本专利技术提供的一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液，在120 °C、160°C下，170s—1剪切120min，该压裂液在温度稳定后没有时间依赖性，体系中存在一个结构动态平衡，表观粘度不随时间改变，是一个稳定的常数。说明该压裂液在12(T16(TC条件下具有良好的抗剪切性能。其结构稳定，能够满足温度范围内的长时间压裂施工井的要求。本专利技术提供的一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液进行黏弹性能测试。实验结果表明:本专利技术提供的一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液的储能模量G’都保持在稳定值，G’~G*并远远大于耗能模量G，而耗能模量很小，整个试验过程中弹性明显地大于粘性，所以压裂液悬浮、携砂能力完全能满足施工要求。本专利技术提供的一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液的破胶性能及残渣含量性能测试。实验结果表明: 为了提高压裂液的返排，降低对储层的伤害，要求压裂液在施工结束时实现快速彻底破胶，又要求压裂液破胶 时间和裂缝闭合时间相匹配。根据这些施工要求，模拟现场施工加量对压裂液体系进行破胶实验，在地层温度条件下，按配方比例加入破胶剂，4 h内完全破胶且破胶性能良好。破胶后的溶液为透明液体。根据水基压裂液性能评价方法SYT5107-2005来测定压裂液残渣含量。残渣几乎测不出。测得破胶液表面张力低(30mN/m以下)。这样更利于破胶液返排，减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液，其特征在于，其由基液和施工时添加剂两部分组成，基液的组分的重量百分比为：增稠剂为0.5%～0.9%，流动促进剂为0.2%～0.3%，余量为水；施工时添加剂包括稠化辅剂和破胶剂，施工时添加剂的组分占基液的重量百分比为：稠化辅剂为0.25%～0.45%，破胶剂为0.02%～0.05%；基液的增稠剂是一种疏水缔合聚合物，它是以丙烯酸、丙烯酰胺、顺丁烯二酸单十六烷基酯钠盐和一种阴离子单体烯丙基磺酸钠以及水为反应原料，以十二烷基硫酸钠为乳化剂，以偶氮二异丁腈为引发剂进行反应制得的；基液的增稠剂的制法如下：按配比把原料加入反应釜中混合均匀，加入乳化剂十二烷基硫酸钠，加入引发剂偶氮二异丁腈，在反应温度为80℃～95℃，反应4h～6h，得到胶体状产物造粒、干燥、粉碎，即得基液增稠剂；以反应总体系质量为100%；其中，丙烯酸占总质量的7%～9%；丙烯酰胺占总质量的45%～50%；顺丁烯二酸单十六烷基酯钠盐占总质量的10%～15%；烯丙基磺酸钠占总质量的6%～9%；引发剂偶氮二异丁腈占总质量的0.1%～0.5%；乳化剂十二烷基硫酸钠占总质量的5%；其余为水；基液的流动促进剂是油醇聚氧乙烯醚；施工时添加剂的稠化辅剂是一种表面活性剂，它是以十二烷基苯磺酸钠、顺丁烯二酸酐和正十六醇为主料，以甲苯为溶剂，以对甲基苯磺酸钠做催化剂在一定温度下反应制成出产品，再经过后处理得到的；稠化辅剂制法如下：按配比，向反应釜中加入甲苯作为溶剂，再加入十二烷基苯磺酸钠、顺丁烯二酸酐和正十六醇做为反应物，加入催化剂对甲基苯磺酸钠，在60℃～80℃条件下，进行缔合反应6h～8h，缔合反应结束后，加入氢氧化钠进行中和反应1h～2h，中和完成后，冷却过滤得到稠化辅剂固体产物；在上述反应体系中，以反应总体系质量为100%；其中，十二烷基苯磺酸钠是总质量的6%～8%；顺丁烯二酸酐占总质量的10%～15%；正十六醇占总质量的20%～25%；氢氧化钠占总质量的3%～6%；对甲基苯磺酸钠占质量的1%～3%；其余为溶剂甲苯；将上述反应得到的产物加水溶解，配制成浓度为30%的溶液，溶解完全后，搅拌混合均匀即得施工时添加剂的稠化辅剂；施工时添加剂的破胶剂是由过硫酸铵和过硫酸铵胶囊按质量比为1：2，施工时在混砂车上混合均匀后添加。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于火山岩压裂的缔合型抗高温压裂液，其特征在于，其由基液和施工时添加剂两部分组成，基液的组分的重量百分比为:增稠剂为0.5%~0.9%，流动促进剂为.0.2%~0.3%，余量为水；施工时添加剂包括稠化辅剂和破胶剂，施工时添加剂的组分占基液的重量百分比为:稠化辅剂为0.25%~0.45%，破胶剂为0.02%~0.05% ； 基液的增稠剂是一种疏水缔合聚合物，它是以丙烯酸、丙烯酰胺、顺丁烯二酸单十六烷基酯钠盐和一种阴离子单体烯丙基磺酸钠以及水为反应原料，以十二烷基硫酸钠为乳化剂，以偶氮二异丁腈为引发剂进行反应制得的； 基液的增稠剂的制法如下:按配比把原料加入反应釜中混合均匀，加入乳化剂十二烷基硫酸钠，加入引发剂偶氮二异丁腈，在反应温度为80°C~95°C，反应4h~6h，得到胶体状产物造粒、干燥、粉碎，即得基液增稠剂； 以反应总体系质量为100% ； 其中，丙烯酸占总质量的7%~9% ； 丙烯酰胺占总质量的45%~50% ； 顺丁烯二酸单十六烷基酯钠盐占总质量的10%~15%; 烯丙基磺酸钠占总质量的6%~9% ； 引发剂偶氮二异丁腈占总质量的0.1%~0.5% ； 乳化剂十二烷基硫酸纳占总...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娟娟，刘通义，刘立宏，陈光杰，张冲，谭坤，刘清华，宋宪实，高春华，张振兴，夏富国，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，西南石油大学，成都佰椿石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11