一种高粘高热稳水基压裂液制造技术

本发明专利技术公开了一种高粘高热稳水基压裂液，属于流体矿开采领域。本发明专利技术先将环氧氯丙烷在三氟硼酸乙醚溶液中开环得到氯醇结构，配合含硅试剂制增粘料，使得分子膜凝聚性变强，增强了黏附力，抑制水分蒸发，提高其粘度；加入的钛酸四丁酯成分可分解产生纳米二氧化钛，可在助剂中所含海藻酸钠的多羟基结构的修饰下发生作用，在微粒表面形成吸附薄层，使得纳米微粒间产生一定的空间位阻，从而降低纳米颗粒的表面张力，提高热分散效果，增强热稳定性，在使用过程中，吸附的二氧化碳受热从体系中缓慢溢出，可促进体系的流动，可实现快速导热散热，进一步提高体系的热稳定性。本发明专利技术解决了目前常用水基压裂液粘度低、热稳定性不佳的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高粘高热稳水基压裂液
本专利技术属于流体矿开采领域，具体涉及一种高粘高热稳水基压裂液。
技术介绍
水基压裂液，压裂液的分类。压裂液是流体矿（气、汽、油、淡水、盐水、热水等）在开采过程中，为了获得高产而借用液体传导力（如水力等）压裂措施时所用的液体。压裂液分为两种类型：第一种是以水作分散介质的水基压裂液如稠化水、水冻胶、水包油乳化液、水基泡沫和某些酸性溶液等。第二种是以矿物油作分散介质的油基压裂液如稠化油、油包水乳化液、油基泡沫等。压裂液的性能要求：黏度高，润滑性好，滤失量小，低摩阻，对被压裂的流体层无堵塞及损害，对流体矿无污染，热稳定性及剪切稳定性能好、低残渣、配伍性好、破胶迅速、货源广，便于配制，经济合理。在流体矿的开采中，通常采用压力将地层压开，形成裂缝，再将携带支撑剂的压裂液注入裂缝，压裂液将支撑剂携带进入地层裂缝后，压裂液经破胶后返排，支撑剂留在裂缝内起到支撑裂缝的作用。目前，压裂液主要包括泡沫压裂液、油基压裂液、清洁压裂液和水基压裂液。其中，水基压裂液由于其对地层的适应性好，且具有良好的稳定性，相关压裂设备以及工艺成熟性也较高，被广泛的应用于油田开采领域中。现有的压裂液都是淡水配制的，但是对于海上油田来说，由于受到空间、运输、成本等多种因素的影响，淡水资源的提供难以满足油田压裂改造的需要。对于海上油田来说，海水又是一种普遍存在，容易取用的水资源。但是，由于海水是一个复杂的水系统，里面包含有几十种矿物质元素，还有多种有机质的存在，是一个高盐、多成份的水体系。常用的水基压裂液稠化剂或多或少地都受到海水成分的影响而难以满足压裂施工的要求。水基压裂液一般由水、成胶剂、交联剂和破胶剂组成，其中所述成胶剂一般使用天然高分子化合物，例如胍胶，或合成高分子化合物，例如聚丙酰胺。由于，胍胶的的价格大幅度增加，导致由胍胶或胍胶衍生物制备得到的水基压裂液的成本变高，而由聚丙烯酰胺作为成胶剂制备得到的压裂液成本较低。例如，专利文献CN101805600A公开了一种适用于煤层气储层的冻胶压裂液，由0.3%-0.5wt%的相对分子量为965×104的非离子型聚丙烯酰胺、0.014%-0.04wt%的交联剂氧氯化锆、0.01%-0.12wt%的pH调节剂、0.06%-0.12wt%的由过硫酸铵和亚硫酸钠组成的破胶剂和余量的水组成。上述技术中，以非离子型聚丙烯酰胺为成胶剂，以氧氯化锆为交联剂，非离子型聚丙烯酰胺与氧氯化锆在一定pH条件下可以形成水基冻胶压裂液，该压裂液具有价格低廉、低温交联速度快等优点。但是，上述技术中采用非离子型聚丙烯酰胺作为成胶剂时，由于非离子型聚丙烯酰胺具有良好的絮凝性，而絮凝性会阻碍非离子型聚丙烯胺交联后形成的压裂液的破胶，造成压裂液破胶速度慢、粘度低、热稳定性不高且破胶后残渣含量高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前常用水基压裂液粘度低、热稳定性不佳的问题，提供一种高粘高热稳水基压裂液。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种高粘高热稳水基压裂液，按质量份数计，包括如下组分：3~7份海藻酸钠、1~4份硼酸钾、4~8份表面活性剂、30~50份水，还包括：25~50份复合压裂液基料、6~12份复合辅助料。所述复合压裂液基料的制备方法，包括如下步骤：（1）于25~40℃，按质量比1：3~6取环氧氯丙烷、三氟硼酸乙醚溶液混合搅拌，升温至40~55℃，加入环氧氯丙烷质量2~4倍的氢化双酚A、环氧氯丙烷质量1~4%的催化剂混合搅拌，加入环氧氯丙烷质量20~35%的N，N-二甲基甲酰胺混合，调节pH，室温静置，过滤，取滤渣按质量比1：4~8：0.3：0.1加入甲苯、试剂A、含硅试剂混合，于60~75℃搅拌混合4~8h，得增粘料；（2）于28~32℃，按质量比1：15~25取钛酸四丁酯、乙醇溶液混合搅拌，升温至70~90℃，保温回流，冷却，加入钛酸四丁酯质量2~5倍的增粘料、钛酸四丁酯质量30~55%的助剂混合，超声分散，得分散液，取分散液于60~80℃旋转蒸发，即得复合压裂液基料。所述步骤（1）中的催化剂：按质量比3~7：1：0.1取四氯化锡、辛酸亚锡、二茂铁混合，即得催化剂。所述步骤（1）中的含硅试剂：按质量比7~13：2取3-氯丙基三甲氧基硅烷、油酸酰胺混合，即得含硅试剂。所述步骤（1）中的试剂A：按质量比3~7：1：1取十六醇、十二叔胺、季戊四醇混合，即得试剂A。所述步骤（2）中的助剂：按质量比2~5：1：1~3取β-环糊精、海藻酸钠、柠檬酸钠混合，即得助剂。所述复合辅助料的制备：按质量份数计，取2~5份亚硝酸钠、3~7份硫脲、25~40份试剂B、8~13份添加剂、6~10份聚丙烯酰胺，先45~65℃，取亚硝酸钠、硫脲、试剂B混合搅拌，降温至20~35℃，加入聚丙烯酰胺、添加剂混合搅拌，加压，持续通入CO2，泄压，出料，即得复合辅助料。所述试剂B：按质量比10~15：1取HCl溶液、氯化铵混合，即得试剂B。所述添加剂：按质量比1：7~13：0.1~0.3取结冷胶、三聚磷酸钠溶液、古尔胶混合，即得添加剂。所述表面活性剂：按质量比4~8：1取月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基二甲基甜菜碱混合，即得表面活性剂。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术先将环氧氯丙烷在三氟硼酸乙醚溶液中开环得到氯醇结构，再与氢化双酚A在碱性条件下，与N，N-二甲基甲酰胺作用，配合含硅试剂制增粘料，主要成分为环氧树脂的改性物，含硅试剂中的油酸酰胺可对3-氯丙基三甲氧基硅烷改性，将其添加至复合压裂液基料，可在制备过程中，降低基料的表面张力，使得湿润角变小，增强润滑性、降低摩阻，添加的试剂A中所含醇类、胺类可形成较大的表面压，使得分子膜凝聚性变强，增强了黏附力，抑制水分蒸发，提高其粘度；（2）本专利技术加入的钛酸四丁酯成分可分解产生纳米二氧化钛，可在助剂中所含海藻酸钠的多羟基结构的修饰下发生作用，破坏生成纳米二氧化钛的-Ti-O-Ti-网络结构的形成，并且在微粒表面形成吸附薄层，使得纳米微粒间产生一定的空间位阻，从而降低纳米颗粒的表面张力，对纳米微粒的团聚起到了抑制作用，从而在本压裂液中分散性良好，提高热分散效果，增强热稳定性，制备过程中通入二氧化碳，可被加入的聚丙烯酰胺所吸收，而在体系内部形成三维交联网络，从而将体系中纳米氧化物等物质吸附固定于三维交联网络中，提高纳米成分储存分散稳定性，在使用过程中，吸附的二氧化碳受热从体系中缓慢溢出，可促进体系的流动，可实现快速导热散热，且部分二氧化碳以微小气泡形式分散于体系中，并吸附于纳米氧化物表面，使其在使用过程中，仍能悬浮分散，进一步提高体系的热稳定性；（3）本专利技术在降低基料的表面张力，增强润滑性得同时，添加的试剂A中所含醇类、胺类可形成较大的表面压，使得分子膜凝聚性变强，增强了黏附力，抑制水分蒸发，提高其粘度添加的助剂具有增稠效果，再与压裂液体系中的交联成分发生作用，形成具有空间网格结构的物质，将多种成分包裹于该空间网格内，使得该压裂液的粘度和携砂能力大大增加，具有携砂能力强的优点，增稠剂的分子内和分子间形成多元缔合作用，并与表面活性成分进行可逆交联形成空间网状物理结构，能够对支撑剂形成超强的悬浮能力，进一步的达到提高粘度、提高热稳定性的作用效果。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高粘高热稳水基压裂液，按质量份数计，包括如下组分：3~7份海藻酸钠、1~4份硼酸钾、4~8份表面活性剂、30~50份水，其特征在于，还包括：25~50份复合压裂液基料、6~12份复合辅助料。

【技术特征摘要】
1.一种高粘高热稳水基压裂液，按质量份数计，包括如下组分：3~7份海藻酸钠、1~4份硼酸钾、4~8份表面活性剂、30~50份水，其特征在于，还包括：25~50份复合压裂液基料、6~12份复合辅助料。2.根据权利要求1所述一种高粘高热稳水基压裂液，其特征在于，所述复合压裂液基料的制备方法，包括如下步骤：（1）于25~40℃，按质量比1：3~6取环氧氯丙烷、三氟硼酸乙醚溶液混合搅拌，升温至40~55℃，加入环氧氯丙烷质量2~4倍的氢化双酚A、环氧氯丙烷质量1~4%的催化剂混合搅拌，加入环氧氯丙烷质量20~35%的N，N-二甲基甲酰胺混合，调节pH，室温静置，过滤，取滤渣按质量比1：4~8：0.3：0.1加入甲苯、试剂A、含硅试剂混合，于60~75℃搅拌混合4~8h，得增粘料；（2）于28~32℃，按质量比1：15~25取钛酸四丁酯、乙醇溶液混合搅拌，升温至70~90℃，保温回流，冷却，加入钛酸四丁酯质量2~5倍的增粘料、钛酸四丁酯质量30~55%的助剂混合，超声分散，得分散液，取分散液于60~80℃旋转蒸发，即得复合压裂液基料。3.根据权利要求2所述一种高粘高热稳水基压裂液，其特征在于，所述步骤（1）中的催化剂：按质量比3~7：1：0.1取四氯化锡、辛酸亚锡、二茂铁混合，即得催化剂。4.根据权利要求2所述一种高粘高热稳水基压裂液，其特征在于，所述步骤（1）中的含硅试...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜向军，
申请(专利权)人：姜向军，
类型：发明
国别省市：江苏,32