一种超分子自组装压裂液制造技术

本发明专利技术属于非常规油气田开采技术领域，具体而言，涉及一种超分子自组装压裂液，由下列组分按质量百分比组成：超分子聚合物HMPAM，0.2％～0.5％；黏弹性表面活性剂SS，0.04％～0.12％；过硫酸铵，0.05％～0.20％；余量为水。本发明专利技术有三大优点：一是抗剪切性好，通过超分子聚合物分子间的疏水缔合作用，主/客体包合作用和超分子聚合物疏水侧链与黏弹性表面活性剂中的蠕虫状胶束自组装作用，形成三维空间网络结构，显著提高压裂液抗剪切性；二是耐温性好，通过引入刚性大分子(环糊精和苯环)，降低了高温条件下分子断链的可能性；三是对储层伤害小，超分子聚合物通过水溶性单体制备而成，压裂施工后压裂液破胶彻底，无水不溶物残渣，最低程度减小对储层造成的伤害。

An supramolecular self assembled fracturing fluid

The invention belongs to the technical field of unconventional oil and gas exploitation, in particular, relates to a supramolecular self-assembly of fracturing fluid, consists of the following components by weight percentage: 0.2% to 0.5% supramolecular polymer HMPAM; viscoelastic surfactant SS, 0.04% ~ 0.12%; ammonium persulfate, 0.05% to 0.20%; the balance of water. The present invention has three advantages: first, good shear resistance, the hydrophobic interaction between the supramolecular polymer molecules, host guest interaction and package of wormlike micelles with hydrophobic side chain supramolecular polymer viscoelastic surfactant self assembling process, the formation of the three-dimensional network structure, significantly improve the shear resistance of fracturing fluid; two is a good temperature resistance, through the introduction of rigid macromolecules (cyclodextrin and benzene), to reduce the possibility of molecular chain scission under high temperature conditions; three is the damage to the reservoir, the water soluble supramolecular polymer monomer is prepared, after the construction of fracturing fluid break thoroughly, anhydrous insoluble residue minimum, decrease the damage to the reservoir.

【技术实现步骤摘要】
一种超分子自组装压裂液
本专利技术涉及一种超分子自组装压裂液，属于非常规油气田开采

技术介绍
作为一种不可再生资源，石油在工业、农业、国防和航天领域发挥着不可替代的战略作用。随着油气工业的发展，国内储量大、丰度高、易勘探开发的油气资源在整个油气资源总量中的比例越来越小。在我国油气对外依存度超过50％的情况下，一方面要求我们在现有油气田(常规油气藏)开发的基础上提高油气产量；另一方面要求我们加大对可采储量超过200亿吨的三低(低压、低渗、低丰度)油藏(非常规油气藏)的勘探开发。常规油气藏与非常规油气藏的开发技术不具有完全的通用性，所以研究非常规油气藏开采技术对减小我国油气对外依存度、保证油气资源可持续发展和国家稳定具有重要的意义。水力压裂是非常规油藏储层改造的一种重要的方法。油层水力压裂可以解除油井近井地带堵塞、改变流体的渗流面积和渗流规律，提高油井的产量和注水井的注入量，而水力压裂的载体－压裂液起着极其关键的作用。当前广泛使用的胍胶压裂液含有较多的水不溶性植物纤维，破胶后残渣含量高，多为弱碱性的交联条件，易结垢，并使储层中的黏土矿物发生膨胀、运移，导致对储层的伤害大，容易被细菌和酶分解，在高温条件下难以保持良好的性能。而合成聚合物具有增稠性强、不含水不溶物、破胶性能好、残渣少，因此现用的压裂液中普遍开始使用合成聚合物。目前，国内油田最常使用的合成聚合物是线性聚合物，加入了合成聚合物后的压裂液耐温性较差、不具有良好的剪切恢复性，不能很好地满足压裂施工所需的黏度和携砂性能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种超分子自组装压裂液，其目的在于，解决现有技术中存在的上述问题。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种超分子自组装压裂液，由下列组分按质量百分比组成：超分子聚合物HMPAM，0.2％～0.5％；黏弹性表面活性剂SS，0.04％～0.12％；过硫酸铵，0.05％～0.20％；余量为水。在本专利技术提供的较佳实施例中，上述超分子聚合物HMPAM的结构通式为：式中，x为75％-85％，y为15％-25％，m为0.15％-0.25％，n＝1-x-y-z；a为2、4或6，b为0、1、2、3、4或5；超分子聚合物粘均分子量为150-500万。在本专利技术提供的较佳实施例中，上述黏弹性表面活性剂SS由下列组分按重量百分比组成：92.3wt％KCl、4.6wt％油酸钠、3.1wt％多聚两性离子表面活性剂DTPAN。在本专利技术提供的较佳实施例中，上述多聚两性离子表面活性剂DTPAN的结构通式为：本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的超分子自组装压裂液具有三大优点：一是抗剪切性好，通过超分子聚合物分子间的疏水缔合作用，主/客体包合作用和超分子聚合物疏水侧链与黏弹性表面活性剂中的蠕虫状胶束自组装作用，形成三维空间网络结构，显著提高压裂液抗剪切性，实现了在不添加交联剂的情况下通过物理交联达到压裂液悬浮和输送支撑剂的条件，最终形成具有足够流通能力的填砂裂缝；二是耐温性好，通过引入刚性大分子(环糊精和苯环)，降低了高温条件下分子断链的可能性，通过超分子作用力形成三维网络结构，提高压裂液黏度和携砂性能；三是对储层伤害小，超分子聚合物通过水溶性单体制备而成，压裂施工后压裂液破胶彻底，无不溶水的残渣物，最低程度减小对储层造成的伤害。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。图1本专利技术实施例1提供的超分子自组装压裂液的流变性能曲线图；图2本专利技术实施例2提供的超分子自组装压裂液的流变性能曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：实施例1提供了一种超分子自组装压裂液，各组分按照下列质量百分比组成：超分子聚合物HMPAM，0.45％；黏弹性表面活性剂SS，0.1％；过硫酸铵，0.1％；余量为水。在本实施例中，上述超分子聚合物HMPAM的结构通式为：式中，x为84.5％，y为15％，m为0.3％，n＝0.2％；a为6，b为2；超分子聚合物粘均分子量为500万。在本实施例中，上述黏弹性表面活性剂SS由下列组分按重量百分比组成：92.3wt％KCl、4.6wt％油酸钠、3.1wt％多聚两性离子表面活性剂DTPAN。具体的，上述多聚两性离子表面活性剂DTPAN的结构通式为：具体的，在上述超分子自组装压裂液中各组分的具体作用如下：超分子聚合物HMPAM为稠化剂，用于提高水溶液的黏度。黏弹性表面活性剂SS主要作用为：(1)形成的蠕虫状胶束与超分子聚合物的疏水侧链自组装构建超分子聚集体，增加体系的黏度；(2)降低破胶液的表面张力，促进其返排；(3)KCl同时可以当做黏土稳定剂，防止黏土水合膨胀或分散运移。过硫酸铵用作破胶剂，用来使压裂液破胶，保证施工后压裂液返排彻底。对实施例1提供的超分子自组装压裂液的流变性能进行测试，具体测试步骤如下：1)、在2000ml的混调器中加入994.5ml水和1g黏弹性表面活性剂SS，在搅拌状态下加入4.5g超分子聚合物HMPAM，聚合物溶解完全后静置12h，完成冻胶的配制。2)、搅拌冻胶并向其中加入1g过硫酸铵，在90℃水浴中静置5h，冻胶完全破胶水化。3)、用RS6000流变仪测试冻胶的流变性能，测试结果如图1所示。由图1可知，配制的超分子自组装压裂液在90℃，170s-1剪切120min后，其黏度保持在50mPa·s以上。完全满足压裂行业技术手册－《压裂液通用技术》中规定的压裂液黏度必须大于50mPa·s的要求。具体的，在本实施例中用毛细管黏度计测试该超分子自组装压裂液的破胶液黏度为2.9mPa·s。完全满足压裂行业技术手册－《压裂液通用技术》中规定的压裂液破胶液黏度必须大于2.5mPa·s的要求。实施例2：实施例2提供了一种超分子自组装压裂液，各组分按照下列质量百分比组成：超分子聚合物HMPAM，0.5％；黏弹性表面活性剂SS，0.1％；过硫酸铵，0.1％；余量为水。在本实施例中，上述超分子聚合物HMPAM的结构通式为：式中，x为84.5％，y为15％，m为0.3％，n＝0.2％；a为6，b为2；超分子聚合物粘均分子量为500万。具体的，在本实施例中超分子聚合物HMPAM为稠化剂，用于提高水溶液的黏度。在本实施例中，上述黏弹性表面活性剂SS由下列组分按重量百分比组成：92.3wt％KCl、4.6wt％油酸钠、3.1wt％多聚两性离子表面活性剂DTPAN。具体的，上述多聚两性离子表面活性剂DTPAN的结构通式为：具体的，在上述超分子自组装压裂液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超分子自组装压裂液，其特征在于，由下列组分按质量百分比组成：超分子聚合物HMPAM，0.2％～0.5％；黏弹性表面活性剂SS，0.04％～0.12％；过硫酸铵，0.05％～0.20％；余量为水。

【技术特征摘要】
1.一种超分子自组装压裂液，其特征在于，由下列组分按质量百分比组成：超分子聚合物HMPAM，0.2％～0.5％；黏弹性表面活性剂SS，0.04％～0.12％；过硫酸铵，0.05％～0.20％；余量为水。2.根据权利要求1所述的超分子自组装压裂液，其特征在于，所述超分子聚合物HMPAM的结构通式为：式中，x为75％-85％，y为15％-25％，m为0.15％-0.25％，n＝1-x-y-z...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜代军，蒲万芬，刘锐，金发扬，陈亚飞，赵琦宁，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51