一种压裂液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种压裂液，压裂液含有稠化剂I、稠化剂II、粘土稳定剂、杀菌剂、pH调节剂、交联剂、破胶剂和水，其中，稠化剂I为非离子聚丙烯酰胺，稠化剂II为羟乙基羧甲基纤维素。还涉及一种压裂液的制备方法，包括：(1)在搅拌下，向水中加入稠化剂I和稠化剂II，然后加入粘土稳定剂、杀菌剂、pH调节剂，搅拌均匀后得到原胶液，然后静置3‑5h；(2)加入破胶剂，再加入交联剂，得到压裂液，其中，稠化剂I为非离子聚丙烯酰胺，稠化剂II为羟乙基羧甲基纤维素。本发明专利技术的压裂液，由于含有非离子聚丙烯酰胺和羟乙基羧甲基纤维素两种稠化剂，稠化剂用量小、耐温抗剪切性能好、破胶彻底、残渣含量低，且原料廉价易得，压裂液成本低。

Fracturing fluid and preparation method thereof

The invention relates to a fracturing fluid, fracturing fluid containing I as thickener, thickener II, clay stabilizer, bactericidal agent, pH regulator, crosslinking agent, gel breaking agent and water, wherein the thickener I nonionic polyacrylamide thickener II hydroxyethyl carboxymethyl cellulose. Including the preparation method, also relates to a fracturing fluid: (1) under stirring, adding water to the thickening agent I and thickening agent II, adding clay stabilizer, bactericidal agent, pH regulator, mixing raw glue, and then put it aside for 3 5h; (2) adding breaking adhesive agent, adding cross-linking agent, get fracturing fluid, the thickening agent I is a nonionic polyacrylamide thickener II hydroxyethyl carboxymethyl cellulose. The fracturing fluid of the invention, due to the presence of non-ionic polyacrylamide hydroxyethyl carboxymethyl cellulose and two kinds of thickening agent, thickening agent dosage, temperature resistance and shearing resistance, complete gum breaking and low residue content, and cheap material, low cost of fracturing fluid.

【技术实现步骤摘要】
一种压裂液及其制备方法
本专利技术涉及一种压裂液，及该压裂液的制备方法。
技术介绍
压裂是用压力将地层压开，形成裂缝并用支撑剂将它支撑起来，以减小流体流动阻力的增产、增注措施，主要应用于低渗透油气藏、碳酸盐油气藏。水基压裂液是压裂施工中用到的工作液，是由多种添加剂按一定配比形成的非均质不稳定化学体系，它起着增大井筒的导流能力，提高油气井产能的作用。压裂液应用必备的条件是粘度高、摩阻低、滤失量少、残渣少、对地层伤害小、配制简便、材料来源广、成本低。高分子稠化剂是水基压裂液的主要添加剂。压裂作业时，稠化剂在水中溶胀成溶胶，交联后形成粘度极高的冻胶，具有粘度高、悬砂能力强、滤失低、摩阻低等优点，从而实现传递压力、形成地层裂缝和沿着张开的裂缝输送支撑剂。目前国内外最常用的稠化剂为胍胶及胍胶衍生物，它们属于多糖类天然高分子植物胶，然而胍胶的来源作物——瓜尔豆喜热耐旱，其对日照敏感的遗传特性限制了它的区域适应范围，中国周边种植瓜尔豆的国家仅限于印度和巴基斯坦，供应极度受限，加上目前国内外水力压裂对瓜尔豆的需求快速增加，获得大批量的瓜尔豆越来越困难，这也显著提高了压裂作业的成本，急需开发胍胶的替代品。人工合成聚合物类稠化剂虽成本低廉，无残渣，但与天然胍胶相比，其耐温性、抗剪切性能差，且难生物降解，对地层环境造成极大的危害。纤维素为一种廉价易得的生物原料，但其本身分子量较低，水溶性差，需要改性后方能用于压裂体系中。CN103173200A公开了一种压裂液配方，其稠化剂由纤维素衍生物和部分水解聚丙烯酰胺组成，稠化剂总含量为1-2.5重量％，相应破胶剂含量为0.5-2重量％，此配方稠化剂和破胶剂用量均很高，成本高，配液所需时间长，残渣含量高，破胶后残渣含量高达0.71-3％。CN103881687A公开了一种速溶改性纤维素交联清洁压裂液，由0.2-0.6重量份改性纤维素、0.1-0.5重量份增粘引发剂、助排剂、交联调节剂、交联剂、胶囊破胶剂、水所组成，该压裂液配方具有速溶、耐温，耐剪切，易破胶，残渣含量低等特点，但该压裂液配方并未明确公开改性纤维素和增粘引发剂等的具体结构，所用组分不清楚，而且该压裂液配方所用添加剂种类繁多、成分复杂，成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中胍胶压裂液价高难购，纯人工合成类压裂液难溶解、耐温抗剪切能力差、难生物降解，部分改性纤维素类压裂液稠化剂用量大、残渣含量高、添加剂成分复杂、成本高等缺陷，提供一种原料廉价易得、稠化剂用量小、耐温抗剪切性能好、破胶彻底、残渣含量低的压裂液，及该压裂液的制备方法。本专利技术的专利技术人在研究中发现，稠化剂采用非离子聚丙烯酰胺和羟乙基羧甲基纤维素复配，可使压裂液的稠化剂用量小、耐温抗剪切性能好、破胶彻底、残渣含量低，非离子聚丙烯酰胺和羟乙基羧甲基纤维素廉价易得，压裂液成本低。因此，为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种压裂液，所述压裂液含有稠化剂I、稠化剂II、粘土稳定剂、杀菌剂、pH调节剂、交联剂、破胶剂和水，其中，所述稠化剂I为非离子聚丙烯酰胺，所述稠化剂II为羟乙基羧甲基纤维素。优选地，以所述压裂液的总重量为基准，所述稠化剂I和所述稠化剂II的总含量为0.45-0.6重量％，所述粘土稳定剂的含量为0.5-1重量％，所述杀菌剂的含量为0.1-0.15重量％，所述pH调节剂的含量为0.02-0.06重量％，所述交联剂的含量为0.4-0.6重量％，所述破胶剂的含量为0.04-0.08重量％，余量为水。优选地，所述稠化剂I和所述稠化剂II的重量比为0.5-3:1，更优选为1.2-3:1。优选地，所述非离子聚丙烯酰胺的黏均分子量为500万-1000万。优选地，所述羟乙基羧甲基纤维素的1重量％水溶液粘度为30000-60000mPa.s，羟乙基取代度为1.5-2，羧甲基取代度为0.1-0.4。优选地，所述交联剂为铝基交联剂和/或锆基交联剂，更优选为锆基交联剂，所述锆基交联剂为氧氯化锆和/或有机锆混合物，更优选为有机锆混合物。优选地，所述有机锆混合物的制备方法包括：将氧氯化锆、丙三醇、乳酸钠、氢氧化钠和水在50-70℃下反应4-6h，其中，氧氯化锆、丙三醇、乳酸钠、氢氧化钠和水的重量比为1：0.4-0.7：0.8-1：0.5-0.8：1.2-1.6。另一方面，本专利技术提供了一种压裂液的制备方法，所述方法包括：(1)在搅拌下，向水中加入稠化剂I和稠化剂II，然后加入粘土稳定剂、杀菌剂、pH调节剂，搅拌均匀后得到原胶液，然后静置3-5h；(2)加入破胶剂，再加入交联剂，得到压裂液，其中，所述稠化剂I为非离子聚丙烯酰胺，所述稠化剂II为羟乙基羧甲基纤维素。本专利技术的压裂液，由于含有非离子聚丙烯酰胺和羟乙基羧甲基纤维素两种稠化剂，可使压裂液的稠化剂用量小、耐温抗剪切性能好、破胶彻底、残渣含量低，且非离子聚丙烯酰胺和羟乙基羧甲基纤维素廉价易得，压裂液成本低。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。一方面，本专利技术提供了一种压裂液，该压裂液含有稠化剂I、稠化剂II、粘土稳定剂、杀菌剂、pH调节剂、交联剂、破胶剂和水，其中，稠化剂I为非离子聚丙烯酰胺，稠化剂II为羟乙基羧甲基纤维素。本专利技术旨在通过压裂液中稠化剂含有非离子聚丙烯酰胺和羟乙基羧甲基纤维素，从而实现专利技术目的，即使压裂液的稠化剂用量小、耐温抗剪切性能好、破胶彻底、残渣含量低、成本低。本专利技术中，优选地，以压裂液的总重量为基准，稠化剂I和稠化剂II的总含量为0.45-0.6重量％，粘土稳定剂的含量为0.5-1重量％，杀菌剂的含量为0.1-0.15重量％，pH调节剂的含量为0.02-0.06重量％，交联剂的含量为0.4-0.6重量％，破胶剂的含量为0.04-0.08重量％，余量为水。本专利技术的专利技术人在研究中发现，稠化剂I和稠化剂II的重量比为0.5-3:1，更优选为1.2-3:1时，能够进一步提高压裂液的耐温抗剪切性，进一步减少残渣含量。因此，稠化剂I和稠化剂II的重量比优选为0.5-3:1，更优选为1.2-3:1。根据本专利技术，尽管稠化剂含有非离子聚丙烯酰胺和羟乙基羧甲基纤维素，即可实现本专利技术的目的，即使压裂液的稠化剂用量小、耐温抗剪切性能好、破胶彻底、残渣含量低、成本低。但当非离子聚丙烯酰胺的黏均分子量为500万-1000万时，能够进一步提高压裂液的耐温抗剪切性，进一步减少残渣含量。因此，优选地，非离子聚丙烯酰胺的黏均分子量为500万-1000万。本专利技术的专利技术人在研究中发现，当羟乙基羧甲基纤维素的1重量％水溶液粘度为30000-60000mPa.s，羟乙基取代度MS为1.5-2，羧甲基取代度DS为0.1-0.4时，能够进一步提高压裂液的耐温抗剪切性，进一步减少残渣含量。因此，优选地，羟乙基羧甲基纤维素的1重量％水溶液粘度为30000-60000mPa.s，羟乙基取代度MS为1.5-2，羧甲基取代度DS为0.1-0.4。本专利技术中，对于粘土稳定剂无特殊要求，可以采用本领域常用的各种粘土稳定剂，优选为氯化钾和/或氯化铵。本专利技术中，对于杀菌剂无特殊要求，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压裂液，其特征在于，所述压裂液含有稠化剂I、稠化剂II、粘土稳定剂、杀菌剂、pH调节剂、交联剂、破胶剂和水，其中，所述稠化剂I为非离子聚丙烯酰胺，所述稠化剂II为羟乙基羧甲基纤维素。

【技术特征摘要】
1.一种压裂液，其特征在于，所述压裂液含有稠化剂I、稠化剂II、粘土稳定剂、杀菌剂、pH调节剂、交联剂、破胶剂和水，其中，所述稠化剂I为非离子聚丙烯酰胺，所述稠化剂II为羟乙基羧甲基纤维素。2.根据权利要求1所述的压裂液，其中，以所述压裂液的总重量为基准，所述稠化剂I和所述稠化剂II的总含量为0.45-0.6重量％，所述粘土稳定剂的含量为0.5-1重量％，所述杀菌剂的含量为0.1-0.15重量％，所述pH调节剂的含量为0.02-0.06重量％，所述交联剂的含量为0.4-0.6重量％，所述破胶剂的含量为0.04-0.08重量％，余量为水。3.根据权利要求2所述的压裂液，其中，所述稠化剂I和所述稠化剂II的重量比为0.5-3:1。4.根据权利要求3所述的压裂液，其中，所述稠化剂I和所述稠化剂II的重量比为1.2-3:1。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的压裂液，其中，所述非离子聚丙烯酰胺的黏均分子量为500万-1000万。6.根据权利要求1-4中任意一项所述的压裂液，其中，所述羟乙基羧甲基纤维素的1重量％水溶液粘度为30000-60000mPa.s，羟乙基取代度为1.5-2，羧甲基取代度为0.1-0.4。7.根据权利要求1-4中任意一项所述的压裂液，其中，所述粘土稳定剂为氯化钾和/或氯化铵。8.根据权利要求1-4中任意一...

【专利技术属性】
技术研发人员：高敏，李财富，侯研博，余伟发，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11