一种耐高温的压裂液及其制备方法技术

本申请涉及一种耐高温的压裂液及其制备方法，按重量百分比计，所述压裂液的组分包括：0.1

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温的压裂液及其制备方法


[0001]本申请涉及C09K8/68
，具体涉及一种耐高温的压裂液及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着石油可开采量的不断减少，油田探测开采已向深井或超深井的方向进行，油气层的压裂改造成为提高石油开采率的关键因素；目前常规的压裂液主要是以天然高分子化合物和合成高分子化合物作为稠化剂，但是其高温条件下分子链的开解使压裂液体系的耐高温性能不佳，造成提前破胶，失去携砂功能，对于油田开采气温在160℃甚至120℃以上的环境下并不适用；其次，其耐剪切性能和耐盐性能也是需要关注的重点，另外，压裂液破胶不彻底，破胶后残渣多，对油气储层造成伤害，也是需要解决的问题之一；因此，本申请基于目前常规压裂液存在的不足进行改进，研究出一种携岩能力好、抗温抗剪切等性能优良的压裂液。
[0003]中国专利CN105038757A公开了一种采用油田污水配制的冻胶压裂液及其制备方法，其冻胶压裂液，包括以下组分：水质调节剂、杀菌剂、稠化剂、交联剂、破胶剂和油田污水，稠化剂为羟丙基胍胶或羧甲基羟丙基胍胶，通过水质调节剂改善了基液粘度，体系具有良好的配伍性，但是压裂液体系的耐高温性能不足，不能适用于90℃以上的环境；中国专利CN109517591B公开了一种耐高温、低伤害清洁压裂液，组分包括耐高温双子表面活性剂、反粒子盐和醇助剂，其中双子表面活性剂由烷基酚和卤代烃生成的双醚进行磺化、中和而成；虽然该清洁压裂液配制简单、破胶后无残渣等优点，但是130℃剪切后粘度大约为30mpa
·
s，其耐高温性能和携砂性能仍然存在较大的进步空间。

技术实现思路

[0004]为了解决以上技术问题，本申请提供了一种耐高温的压裂液及其制备方法，通过对稠化剂聚合分子链结构和组分的调控，对交联剂交联速度的控制，并结合各组分的协同作用，进一步提高压裂液在高温下交联体系的稳定性，并保证良好的流变性、携砂性、粘度恢复性和耐盐性能。
[0005]进一步地，按重量百分比计，所述压裂液的组分包括：0.1
‑
0.9％稠化剂、0.5
‑
1.5％氯化钾、0.4
‑
0.8％交联剂、0.03
‑
0.2％温度稳定剂、0.01％
‑
0.5％破胶剂、0.05
‑
2.5％助排剂、0.05
‑
0.4％pH调节剂，水补充余量至100％。
[0006]进一步地，所述稠化剂为聚丙烯酰胺类物质。
[0007]进一步地，所述稠化剂由丙烯酰胺单体、阳离子单体、阴离子单体和引发剂经共聚反应而成。
[0008]进一步地，所述丙烯酰胺单体选自丙烯酰胺、N，N
‑
二甲基丙烯酰胺、N，N
‑
二乙基丙烯酰胺、N
‑
三(羟甲基)甲基
‑
丙烯酰胺中的至少一种。
[0009]进一步地，所述阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵和聚二烯二甲基氯化铵、十八烷三甲基氯化铵等中的一种或几种的组合。
[0010]在一种优选的实施方式中，所述阳离子单体为十八烷三甲基氯化铵(CAS：112
‑
03
‑
8)。
[0011]进一步地，所述阴离子单体选自丙烯酸、丙烯酸胺、对苯乙烯磺酸钠、丁烯酸、2
‑
丙烯酰氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙烷磺酸、2
‑
丙烯酰氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙烷磺酸盐中的一种或几种的组合。
[0012]在一种优选的实施方式中，所述阴离子单体为对苯乙烯磺酸钠(CAS：123333
‑
94
‑
8)。
[0013]进一步地，所述丙烯酰胺单体、阳离子单体和阴离子单体的重量比为(65
‑
75)：(3
‑
7)：(15
‑
30)；将丙烯酰胺单体与阳离子单体和阴离子单体共聚，在聚丙烯酰胺分子链上连接不同的基团提高聚丙烯酰胺的高温流变性和耐高温性能，阳离子单体为十八烷三甲基氯化铵，其长链烷基表现了较好的疏水性，分子链的流动性较好，阴离子单体为对苯乙烯磺酸钠，不仅增加了交联程度，还通过捕捉金属离子减少后者对聚合物分子链的影响，提高了稠化剂的耐盐性，通过调控阴离子单体、阳离子单体和丙烯酰胺单体的相对含量，使分子链通过物理或化学交联后的胶状结构具有良好的粘弹性和流动性，平衡压裂液的携砂和降摩阻能力，经高温剪切后的分子链也具有良好的粘度恢复能力。
[0014]进一步地，所述稠化剂的制备方法为：将丙烯酰胺单体、阳离子单体、阴离子单体和水加入反应釜中混合均匀，使用氢氧化钠调节体系pH为8
‑
10，加入乳化剂和引发剂，在40℃
‑
50℃下反应4h
‑
6h后，再于70
‑
90℃下水解4
‑
6h后得到胶体状产物，对胶体进行造粒、干燥、粉碎，即得稠化剂。
[0015]进一步地，所述乳化剂选自司盘20、司盘80、吐温20、吐温60、吐温80中的至少一种；优选为司盘80和吐温60，重量比为(1
‑
3)：1。
[0016]进一步地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种；优选为偶氮二异丁腈和过硫酸铵，重量比为(1
‑
2)：1。
[0017]进一步地，所述交联剂选自聚硼类、聚钛酸酯类、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐中的至少一种。
[0018]在一种优选的实施方式中，所述交联剂为聚硼类交联剂。聚硼类交联剂具有较强的络合能力，其分子与稠化剂形成的网络结构能够进一步增强体系的粘度和结构强度，另外，硼酸根与钙和镁离子的络合能够有效防止钙镁沉淀，降低摩擦阻力；但是硼酸根键在高温环境下存在解离释放硼离子，不仅降低了高温交联，返排水中过高的硼离子浓度，处理成本增加。
[0019]进一步地，所述聚硼类交联剂的制备原料包括四硼酸钠、甘露醇和二乙醇胺。
[0020]进一步地，所述聚硼类交联剂的制备方法为：按重量百分数计，将溶剂升温至90
‑
120℃，加入氢氧化钠保证体系pH为8
‑
9，搅拌、通氮回流一定时间后，加入25％
‑
30％的四硼酸钠溶解，再加入40％
‑
55％的甘露醇和二乙醇胺的混合液，升温到120
‑
140℃搅拌，回流反应3
‑
5h。
[0021]进一步地，所述甘露醇和二乙醇胺的混合液中甘露醇和二乙醇胺的重量比为(5：1)
‑
(1：2)。
[0022]在一种优选的实施方式中，当所述甘露醇和二乙醇胺的重量比为3：1时，聚硼类交联剂所形成的压裂液体系在高温剪切下粘度稳定性更加优异；分析可能的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温的压裂液，其特征在于，按重量百分比计，所述压裂液的组分包括：0.1
‑
0.9％稠化剂、0.5
‑
1.5％氯化钾、0.4
‑
0.8％交联剂、0.03
‑
0.2％温度稳定剂、0.01％
‑
0.5％破胶剂、0.05
‑
2.5％助排剂、0.05
‑
0.4％pH调节剂，水补充余量至100％。2.根据权利要求1所述的耐高温的压裂液，其特征在于，所述稠化剂由丙烯酰胺单体、阳离子单体、阴离子单体和引发剂经共聚反应而成。3.根据权利要求2所述的耐高温的压裂液，其特征在于，所述阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵和聚二烯二甲基氯化铵、十八烷三甲基氯化铵等中的一种或几种的组合。4.根据权利要求3所述的耐高温的压裂液，其特征在于，所述阴离子单体选自丙烯酸、丙烯酸胺、对苯乙烯磺酸钠、丁烯酸、2
‑
丙烯酰氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙烷磺酸、2
‑
丙烯酰氨基
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，
申请(专利权)人：四川康荣石油化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：