一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于170℃以下高温、高压储层改造的抗高温低摩阻加重清洁压裂液及其制备方法，该压裂液的组分及重量百分比含量为：抗高温稠化剂0.2%～0.8%、体系增效剂0.1%～0.8%、高温稳定剂0.1%～0.3%、加重剂0%～42%、其余组分为淡水。本发明专利技术具有以下多种功能及优点：（1）可采用加重剂加重，密度从0～1.32 g/cm3可调；（2）良好的耐温抗剪切性能，通过配方调整可以满足170℃以下的高温深井压裂施工要求；（3）优良的降阻性能，能有效降低管路摩阻，降阻率可达70%（4）压裂液是具有可逆结构的流体，经过高剪切后结构破坏小；（5）压裂液残渣含量低至10mg/L以下，减少了对储层及支撑裂缝伤害，从而提高压裂效果，增加储层产能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气藏增产
，具体涉及一种可应用于高温深井储层改造的抗高温低摩阻加重清洁压裂液。
技术介绍
压裂液是低渗透储层改造的关键之一，随着压裂改造不断向深井、超深井发展，高温、高压、破裂压力异常等特点也成为了压裂液技术必须要面对的挑战，从而对压裂液技术也提出了新的要求。对于高温、深井、高压储层，由于油气储层发育致密、构造应力作用强、地层孔隙压力高及储层伤害严重、地层的破裂压力和裂缝延伸压力较高等均会造成地面施工压力过高，有的甚至超过地面设备的承载能力而不得不终止施工。加重压裂液技术是被公认的减小施工压力，降低施工风险的有效手段之一。通过加重剂提高压裂液密度的方式使液柱压力增加，从而减小井口施工压力，达到压开储层、使裂缝延伸的目的。但目前为止，常用的加重压裂液也存在诸多问题，首先，普通胍胶加重压裂液虽然具有良好的抗温性能，但其残渣含量高、交联时间很难控制、管路摩阻大、不抗剪切等缺点不容忽视；其次，被认为是清洁无残渣的VES类粘弹性表面活性剂压裂液显著降低了伤害，但其耐温性能差，使用温度受限，并且与加重剂配伍性较差，也无法满足高温、高压、深井储层的压裂施工要求。目前国内外相关企业也对压裂液进行了一些研究并取得一定成果，如申请号为200910013666.X的《清洁压裂液及其应用》、申请号为201210077974.0的《清洁压裂液》、申请号为201310189229.X的《加重压裂液》等，但这些压裂液在实现降低摩阻、加重密度和清洁回收的功能上仍然存在一定问题，尤其是无法做到无残渣分解回收，对井下依然有一定的污染。因此，针对现有压裂液体系存在的问题，研制一种抗高温、低摩阻、无残渣、可加重密度高的新型加重清洁压裂液体系将对高温、深井、高压储层的压裂改造具有指导意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种适用于170℃以下储层的抗高温低摩阻加重清洁压裂液及其配制方法，该压裂液具有摩阻低，耐温抗剪切性能强，可采用多种加重剂加重且密度可调等特点，适用于高温、深井、高压储层的压裂改造。本专利技术的目的可通过如下技术方案来实现：本专利技术提供的一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液，其组分及重量百分比含量如下：抗高温稠化剂，0.2％～0.8％；高温稳定剂，0.1％～0.3％；体系增效剂，0.1％～0.8％；加重剂，0％～42％；其余组分为淡水。进一步的，所述抗高温稠化剂产品代号BCG-JZ，该稠化剂采用可聚合单体组成，在可聚合单体的基础上引入特殊官能团，经过聚合、造粒、烘干、粉碎工艺而制得的一种超分子聚合物，聚合物为白色粉末状，其水溶液是一种超分子聚集体结构，具有耐温抗剪切、耐盐、低摩阻、清洁无残渣的特征，适用温度为20℃～170℃。进一步的，所述可聚单体包括丙烯酸、双丙烯酰胺、十八烷基二甲基二烯丙基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和马来酸。进一步的，所述特殊官能团包括磺酸基、羧基、羟基。进一步的，所述高温稳定剂为硫代硫酸钠。进一步的，所述体系增效剂产品由十二烷基苯磺酸钠、椰油基磺酸钠、油酸钾、油酸钠中的至少一种与水混配而成的，该体系增效剂为阴离子表面活性剂，可使稠化剂溶液中的分子链之间缔合作用、协同效应增强，加固加密溶液的超分子结构，从而显著增强体系表观黏度和结构强度；并且在高温条件下，体系增效剂的水解作用增大，增加了与高温稠化剂溶液分子链之间的缔合点，能显著增强体系的抗温性能。进一步的，所述加重剂为氯化钾，甲酸钾、氯化钠、硝酸钠以及溴化钠中的任意一种。本专利技术还提供的一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液的制备方法，步骤如下：1)清洗大罐，确保罐内无杂物、无残液，预先在罐中准备配液水；2)加入高温稳定剂，启动搅拌器对液体进行搅拌，在搅拌条件下，采用射流技术，利用流体高速射流，造成喉管处空气被吸入流体形成真空，带动附近抗高温稠化剂被吸入液体，并均匀分布到液体中，在高速流体的运动中进一步均匀融合并将液体缓慢变为粘稠状态；3)液体搅拌15min后，开始向循环罐中加入加重剂，对大罐持续匀速搅拌，确保加重剂溶解；4)液体密度达到所需密度后，停止加入加重剂，用射流枪向大罐中吸入剩余的抗高温稠化剂，搅拌均匀后停止；5)液体放置2～4h后，检查液体粘度，达标后储存备用；6)在混砂车上，由比例泵按配方设计的比例注入体系增效剂，使其与加重压裂液基液在混砂罐中充分混合，得到最终的加重清洁压裂液。进一步的，压裂液在施工时，破胶剂在混砂车上由干粉添加剂泵追加至压裂液体系中，压裂施工前期使用过硫酸铵胶囊破胶剂，过硫酸铵胶囊破胶剂为胶囊状药品，将过硫酸铵放置于胶囊中，送入井下后在一定压力和温度状况下胶囊破裂，药品再产生作用，压裂施工后期使用过硫酸铵，加入后即产生作用，添加量为0.01％～0.1％，加入方式为楔形追加，即在不同阶段逐渐增加加入破胶剂的配比，楔形追加程序为：1)压裂施工过程中，在前置液阶段，按0.01％的添加量追加过硫酸铵胶囊破胶剂；2)在携砂液阶段，砂比为0～7％时，按0.03％的加量追加过硫酸铵胶囊破胶剂，砂比为7～14％时，按0.04％的添加量追加过硫酸铵胶囊破胶剂，并追加0.02％的过硫酸铵；砂比为14～28％时，按0.05％的添加量追加过硫酸铵胶囊破胶剂，并追加0.03％的过硫酸铵；砂比为28％以上时，按0.07％的添加量追加过硫酸铵胶囊破胶剂，并追加0.05％的过硫酸铵；3)在顶替液阶段，按0.07％的加量追加过硫酸铵，并在快结束时加量变为0.1％。与现有加重压裂液技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)专利技术中的抗高温稠化剂，通过采用几种可聚合单体、引入抗温、抗盐、疏水基团等特殊官能团，大大提高了其溶胀、抗温、抗盐性能；(2)专利技术中采用体系增效剂，增强了稠化剂溶液中的分子链之间缔合作用、协同效应，提高体系表观黏度和结构强度，从而显著增强体系的抗温性能；(3)抗高温低摩阻加重清洁压裂液可采用加重剂进行加重，密度在0～1.32g/cm3范围内可根据需要调整；(4)抗高温低摩阻加重清洁压裂液具有良好的耐温抗剪切性能，通过配方调整，可以满足170℃以下的高温深井压裂施工要求。(5)抗高温低摩阻加重清洁压裂液具有优良的降阻性能，在增加密度降低井口施工压力的同时，液体能有效降低管路摩阻；(6)抗高温低摩阻加重清洁压裂液是具有可逆结构的流体，经过管路的高速剪切后结构可恢复，适合深井压裂；(7)抗高温低摩阻加重清洁压裂液残渣含量很低，压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液，其特征在于，其组分及重量百分比含量如下：抗高温稠化剂，0.2 %～0.8 %；高温稳定剂，0.1 %～0.3 %；体系增效剂，0.1 %～0.8 %；加重剂，0 %～42 %；其余组分为淡水。

【技术特征摘要】
1.一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液，其特征在于，其组分及重量百分比含量如下：
抗高温稠化剂，0.2%～0.8%；
高温稳定剂，0.1%～0.3%；
体系增效剂，0.1%～0.8%；
加重剂，0%～42%；
其余组分为淡水。
2.根据权利要求1所述的一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液，其特征在于，所述抗高温稠化剂，该稠化剂采用可聚合单体组成，在可聚合单体的基础上引入特殊官能团，经过聚合、造粒、烘干、粉碎工艺而制得的一种超分子聚合物，聚合物为白色粉末状，其水溶液是一种超分子聚集体结构，具有耐温抗剪切、耐盐、低摩阻、清洁无残渣的特征，适用温度为20℃～170℃。
3.根据权利要求2所述的一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液，其特征在于，所述可聚单体包括丙烯酸、双丙烯酰胺、十八烷基二甲基二烯丙基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和马来酸。
4.根据权利要求2所述的一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液，其特征在于，所述特殊官能团包括磺酸基、羧基、羟基。
5.根据权利要求1所述的一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液，其特征在于，所述高温稳定剂为硫代硫酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液，其特征在于，所述体系增效剂产品由十二烷基苯磺酸钠、椰油基磺酸钠、油酸钾、油酸钠中的至少一种与水混配而成的，该体系增效剂为阴离子表面活性剂，可使稠化剂溶液中的分子链之间缔合作用、协同效应增强，加固加密溶液的超分子结构，从而显著增强体系表观黏度和结构强度；并且在高温条件下，体系增效剂的水解作用增大，增加了与高温稠化剂溶液分子链之间的缔合点，能显著增强体系的抗温性能。
7.根据权利要求1所述的一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液，其特征在于，所述加重剂为氯化钾，甲酸钾、氯化钠、硝酸钠以及溴化钠中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种抗高温低摩阻加重清洁压裂液，其特征在于，本发明还提供一种抗高...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永全，刘通义，陈光杰，谭坤，林波，
申请(专利权)人：成都佰椿石油科技有限公司，西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51