一种储层自动破胶的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储层自动破胶的清洁压裂液及其制备方法，涉及油气田增产领域。其技术方案是：(1)短碳链的甲基丙烯酸酯与二甲胺水溶液按摩尔比1:1～3在室温搅拌反应24h，旋转蒸发除掉过量的二甲胺溶液，即得到叔胺产物，具有CO2/CH4响应性质，作为刺激响应型反离子；(2)叔胺0.5～2％，通入CO2至澄清透明，得到季铵盐作为反离子盐，然后加入1～5％的阴离子表面活性剂稠化剂，黏土稳定剂0.3～2％，其余为水，即得到粘弹性的清洁压裂液。叔胺被CO2质子化生成的季铵盐反离子在天然气作用下不稳定，缓慢去质子化变成叔胺，清洁压裂液自动破胶，粘度大幅下降，有助于返排，在致密气、煤层气以及页岩气压裂中具有广阔的应用前景。

A Clean Fracturing Fluid for Automatic Gel Breaking of Reservoir and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种储层自动破胶的清洁压裂液及其制备方法
本专利技术涉及一种储层自动破胶的清洁压裂液体系及其制备方法。
技术介绍
黏弹性表面活性剂(viscoelasticsurfactant，VES)清洁压裂液是近年来研发的新型压裂液体系，具有携砂能力强、滤失量低、无残渣伤害、返排量高等优势，特别适用于低渗透油气藏以及非常规油气藏的压裂增产。粘弹性表面活性剂清洁压裂液在遇到油或者水都能轻易的破胶，在一般的油井或者水井施工破胶都没问题，但是对于天然气井、煤层气井等压裂施工时，清洁压裂液破胶仍然存在一定程度的困难，清洁压裂液在天然气中破胶仍然不理想，造成一定程度的储层伤害。此外，清洁压裂液一般都采用阳离子表面活性剂，但是阳离子表面活性剂在储层吸附严重，改变储层的润湿性，对储层也会造成一定程度的伤害。因此，本专利技术采用阴离子表面活性剂作为稠化剂，以CO2/CH4刺激响应型叔胺作为反离子，该叔胺具有CO2响应性，在CO2作用下能够质子化形成季铵盐，从而可以作为表面活性剂的反离子，降低表面活性剂之间的静电斥力，形成蠕虫状胶束。在持续通入CH4条件下，季铵盐不稳定，可以去质子化，又转变成叔胺，清洁压裂液自动破胶。特别适用于天然气井、煤层气井及页岩气井压裂增产使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种携砂性能好、储层可自动破胶并且储层伤害低的清洁压裂液，该清洁压裂液采用CO2/CH4响应型叔胺作为反离子，在通CO2时，叔胺质子化作为反离子盐，具有良好的成胶性能，在储层温度和天然气作用下能够自动破胶。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案。其制备包括以下步骤：(1)短碳链的甲基丙烯酸酯与二甲胺水溶液按摩尔比1:1～3在室温搅拌反应24h，旋转蒸发除掉过量的二甲胺溶液，即得到叔胺产物，具有CO2/CH4响应性质，作为刺激响应型反离子；(2)叔胺0.5～2％，通入CO2至澄清透明，得到季铵盐作为反离子盐，然后加入1～5％的阴离子表面活性剂稠化剂，黏土稳定剂0.3～2％，其余为水，即得到粘弹性的清洁压裂液。刺激响应型叔胺反离子化学机构式如图所示：其中R是正构烷基，碳数为4～8。阴离子表面活性剂是油酸钠、芥酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。叔胺被CO2质子化生成的季铵盐反离子在储层温度及天然气作用下不稳定，缓慢去质子化又变成叔胺，清洁压裂液能够自动破胶。本专利技术与现有技术比较，其有益效果是：(1)采用阴离子表面活性剂作为稠化剂，对储层伤害小；(2)CO2/CH4响应型叔胺被CO2质子化后作为反离子，在储层CH4作用下可以自动破胶，与利于返排，尤其适用于天然气井中压裂改造。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术做进一步说明：实施例11)甲基丙烯酸丁酯与二甲胺水溶液按摩尔比1:3在室温搅拌反应24h，旋转蒸发除掉过量的二甲胺溶液，即得到叔胺产物；2)叔胺0.5％，通入CO2至澄清透明，得到季铵盐作为反离子盐，然后加入2％的油酸钠稠化剂，黏土稳定剂0.3％，其余为水，即得到粘弹性的清洁压裂液。清洁压裂液抗温达到60℃以上。当在60℃向清洁压裂液中持续通入CH4或者将入少量的氢氧化钠，被CO2质子化的叔胺被去质子化，清洁压裂液破胶，粘度降到5mPa.s以下。实施例21)甲基丙烯酸己酯与二甲胺水溶液按摩尔比1:3在室温搅拌反应24h，旋转蒸发除掉过量的二甲胺溶液，即得到叔胺产物；2)叔胺0.8％，通入CO2至澄清透明，得到季铵盐作为反离子盐，然后加入3％的芥酸钠稠化剂，黏土稳定剂0.5％，其余为水，即得到粘弹性的清洁压裂液。清洁压裂液抗温达到90℃以上。当在60℃向清洁压裂液中持续通入CH4或者将入少量的氢氧化钠，被CO2质子化的叔胺被去质子化，清洁压裂液破胶，粘度降到5mPa.s以下。实施例31)甲基丙烯酸辛酯与二甲胺水溶液按摩尔比1:3在室温搅拌反应24h，旋转蒸发除掉过量的二甲胺溶液，即得到叔胺产物；2)叔胺0.8％，通入CO2至澄清透明，得到季铵盐作为反离子盐，然后加入4％的十二烷基硫酸钠稠化剂，黏土稳定剂0.1％，其余为水，即得到粘弹性的清洁压裂液。清洁压裂液抗温达到80℃以上。当在60℃向清洁压裂液中持续通入CH4或者将入少量的氢氧化钠，被CO2质子化的叔胺被去质子化，清洁压裂液破胶，粘度降到5mPa.s以下。实施例41)甲基丙烯酸丁酯与二甲胺水溶液按摩尔比1:3在室温搅拌反应24h，旋转蒸发除掉过量的二甲胺溶液，即得到叔胺产物；2)叔胺1％，通入CO2至澄清透明，得到季铵盐作为反离子盐，然后加入5％的十二烷基苯磺酸钠为稠化剂，黏土稳定剂1％，其余为水，即得到粘弹性的清洁压裂液。清洁压裂液抗温达到90℃以上。当在60℃向清洁压裂液中持续通入CH4或者将入少量的氢氧化钠，被CO2质子化的叔胺被去质子化，清洁压裂液破胶，粘度降到5mPa.s以下。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储层自动破胶的清洁压裂液，其制备包括以下步骤：(1)短碳链的甲基丙烯酸酯与二甲胺水溶液按摩尔比1:1～3在室温搅拌反应24h，旋转蒸发除掉过量的二甲胺溶液，即得到叔胺产物，具有CO2/CH4响应性质，作为刺激响应型反离子；(2)叔胺0.5～2％，通入CO2至澄清透明，得到季铵盐作为反离子盐，然后加入1～5％的阴离子表面活性剂稠化剂，黏土稳定剂0.3～2％，其余为水，即得到粘弹性的清洁压裂液。

【技术特征摘要】
1.一种储层自动破胶的清洁压裂液，其制备包括以下步骤：(1)短碳链的甲基丙烯酸酯与二甲胺水溶液按摩尔比1:1～3在室温搅拌反应24h，旋转蒸发除掉过量的二甲胺溶液，即得到叔胺产物，具有CO2/CH4响应性质，作为刺激响应型反离子；(2)叔胺0.5～2％，通入CO2至澄清透明，得到季铵盐作为反离子盐，然后加入1～5％的阴离子表面活性剂稠化剂，黏土稳定剂0.3～2％，其余为水，即得到粘弹性的清洁压裂液。2.如权利要求1所述的一种储层自动破胶的清洁压裂液，其特征是：制备的叔胺具有C...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑存川，黄志宇，张太亮，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51