CN102002355B

CN102002355B - 一种压裂液降阻剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102002355B
Application number: CN 201010526794
Authority: CN
Inventors: 张烨; 耿宇迪; 赵文娜; 米强波; 唐汝众
Original assignee: BEIJING HONGYI ENZE ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd; PETROLEUM ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE OF SINOPEC NORTHWEST OILFIELD Co Ltd
Current assignee: BEIJING HONGYI ENZE ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd; PETROLEUM ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE OF SINOPEC NORTHWEST OILFIELD Co Ltd
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2030-11-01
Also published as: CN102002355A

Abstract

本发明涉及一种压裂液降阻剂及其制备方法，属于油田增产领域。压裂液降阻剂由下列组分组成：聚丙烯酰胺0.6％、聚乙烯醇8％、表面活性剂5％、有机溶剂10％，其余量为水。该发明的压裂液降阻剂可以有效降低水基压裂液摩阻，并与压裂液添加剂配伍性良好。

Description

一种压裂液降阻剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种压裂液添加剂，属于油田增产领域，具体地，涉及一种压裂液降阻剂及其制备方法。

背景技术

压裂酸压是油气田开发主要的增产措施。压裂液是压裂过程的工作液，压裂液在高压泵注设备的增压后泵入地层，在地层中压开裂缝，并延伸裂缝。一般的压裂液主要由稠化剂和交联剂以及其它与储层配伍的添加剂组成，由于压裂液主要目的是输送压裂支撑剂以及降低滤失，通常采用交联剂将其形成冻胶，具有较好的携带支撑剂的能力和较低的滤失能力。但是由于压裂液交联后粘度迅速升高，通常粘度可以达到1000mPa.S以上，因此在管柱中流动有较大的摩阻，目前在石油工业常用的羟丙基胍胶压裂液体系，采用有机硼交联后，其摩阻通常相当于清水同条件下摩阻的30％左右。

塔里木盆地油气藏埋藏深度一般在5000-7000m左右，特别是以塔河油田为代表的碳酸盐岩油藏，需要通过压裂、酸压增产提高油井产量。但是由于油藏埋藏深、地层温度高，加砂压裂或者交替酸压过程压裂液摩阻较高，受地面设备泵注能力和承压极限的制约，增产措施工艺参数受到了一定的限制。例如对于深度6500m的储层，井底施工压力在100MPa左右，如果不采取降阻措施，目前采用羟丙基胍胶压裂液体系地面施工压力将达到100MPa左右，基本上达到了压裂设备的极限。

目前降低压裂增产措施施工压力也可以通过加重压裂液的方法，但是由于加入盐类后一方面会影响压裂液的交联和耐温耐剪切性能，并且投入也非常高，因此必须降低压裂液体系的摩阻，从而使得增产措施能够顺利实施。

发明内容

本发明是针对超深储层压裂酸压过程压裂液摩阻高的矛盾，提出了一种降低压裂液摩阻的技术，综合测试和应用证明，该项技术可以有效降低压裂液的摩阻，同时能够适用于超深超高温储层，并且与常用压裂液体系的其他添加剂配伍性良好。

本发明采用以下技术方案：

一种压裂液降阻剂，其特征在于：按质量百分比计由下列组分组成：

聚丙烯酰胺 0.6％

聚乙烯醇 8％

表面活性剂 5％

有机溶剂 10％

水余量。

上述的聚丙烯酰胺分子量1500万；聚乙烯醇分子量为25万；表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵；有机溶剂为乙醇。

上述压裂液降阻剂的制备方法，其步骤如下：(1)采用反应釜按照质量百分比76.4％加入水；(2)加热至60℃后缓慢加入质量百分比8％聚乙烯醇；(3)连续搅拌30分钟待聚乙烯醇完全溶解；(4)冷却温度至30℃后一次加入质量百分比5％表面活性剂、质量百分比10％有机溶剂，搅拌10分钟混合均匀；(5)缓慢加入质量百分比0.6％聚丙烯酰胺，并连续搅拌60分钟待其完全溶解即得降阻剂产品。

上述技术方案中聚丙烯酰胺在压裂液中可以与压裂液交联剂形成微弱的交联体系，聚乙烯醇与压裂液交联剂不存在反应，两种材料可以保证在加入压裂液后，能够有效的呈连续相分散在流体中，靠本身特有的粘弹性，分子长链顺流向自然延伸呈流状，其微元直接影响流体微元的运动。来自流体微元的径向作用力作用在减阻剂微元上，使其发生扭曲，旋转变形；减阻剂分子间的引力抵抗上述作用力反作用于流体微元，改变流体微元的作用方向和大小，使一部分径向力被转化为顺流向的轴向力，从而减少了无用功的消耗，从而在宏观上起到了减少摩擦阻力损失的良好效果。表面活性剂的作用主要是保证体系自身和与压裂液混合后的有效分散；有机溶剂即乙醇是为了保证体系的溶解度。

本发明具有如下的优势：

(1)、能够有效地降低流体的摩擦阻力，根据实验测定，采用0.5-1.5％本发明的降阻剂可以降低清水的摩阻70-85％，在此范围内降阻效果与降阻剂浓度成正比关系；

(2)、与压裂液添加剂配伍性良好。一般压裂液添加剂包括稠化剂、助排剂、防膨剂、破乳剂、PH调节剂以及交联剂、破胶剂等材料，室内实验表明该发明降阻剂与上述添加剂配伍性良好。在与稠化剂的配伍试验过程中，略微会提高压裂液基液的粘度，略微增强压裂液的交联性能，这对于压裂液性能是有利的；

(3)、不影响压裂液的交联性能。对目前常用的硼砂、有机硼以及锆、钛类型的交联剂进行了该发明降阻剂对交联性能的影响，在常温条件下，对于压裂液的交联和延迟性能没有明显的影响。

附图说明

图1是使用本发明的压裂液体系的流变曲线

图2是使用本发明的测试压裂实施井例的施工曲线

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明：

(1)压裂液降阻剂的制备实施例

压裂液降阻剂组分配比如下：

聚丙烯酰胺 6kg

聚乙烯醇 80kg

表面活性剂 50kg

乙醇 100kg

水 764kg。

聚丙烯酰胺可选用大庆油田石化总厂或同分子量类型的产品；

聚乙烯醇可选用中国石化上海石化股份有限公司、德国Dupont、美国Celanese公司的产品；

表面活性剂采用与油田压裂液配伍的产品；

有机溶剂可选用常见的市售乙醇。

压裂液降阻剂实施例如下：

①采用2m³反应釜按照质量百分比加入水764kg；②加热至60℃后缓慢加入80kg聚乙烯醇；③连续搅拌30分钟待聚乙烯醇完全溶解；④冷却温度至30℃后一次加入50kg表面活性剂、100kg乙醇，搅拌10分钟混合均匀；⑤缓慢加入6kg聚丙烯酰胺，并连续搅拌60分钟待其完全溶解即得降阻剂。

(2)压裂液降阻剂的应用实施例

压裂液配方按照质量百分比如下：0.5％羟丙基胍胶+1％助排剂+1％破乳剂+1％防膨剂+PH调节剂+1.0％本发明降阻剂，交联剂采用0.3％有机硼体系，按照ST/Y5107-2005水基压裂液性能评价方法。

压裂液的制备方法如下：①利用混调器加入500g的水；②缓慢加入2.5g的羟丙基胍胶压裂液稠化剂，并连续搅拌15分钟使其完全混合；③依次加入5g助排剂+5g破乳剂+5g防膨剂；④加入PH调节剂到9-11之间；⑤加入5g本发明降阻剂。

使用RS600流变仪进行了上述配制的压裂液流变曲线(附图1)，可以看到100S^-1剪切速率、温度100℃、120℃的条件下，压裂液的初始粘度在1000mPa.S以上，在试验温度下，其粘度始终大于500mPa.S以上，降阻剂对于压裂液的耐温性能没有影响。

(3)效果实施例

附图2是本发明降阻剂应用的测试井例施工曲线，使用了上述实验的压裂液体系，加入本发明的压裂液降阻剂1％，对比加入降阻剂前后的压裂液摩阻，可以看到加入1％的本发明压裂液降阻剂后，使原来压裂液在同等排量下的摩阻由58.2MPa降低到了51.8MPa，降低与压裂液的摩阻11％。

Claims

1.一种压裂液降阻剂的制备方法，其特征在于：所述压裂液降阻剂按质量百分比计由下列组分组成：

所述聚丙烯酰胺分子量1500万；

所述聚乙烯醇分子量为25万；

所述表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵；

所述有机溶剂为乙醇；

所述制备方法步骤如下：(1)采用2m³反应釜按照质量百分比加入水764kg；(2)加热至60℃后缓慢加入80kg聚乙烯醇；(3)连续搅拌30分钟待聚乙烯醇完全溶解；(4)冷却温度至30℃后一次加入50kg十二烷基三甲基氯化铵、100kg乙醇，搅拌10分钟混合均匀；(5)缓慢加入6kg聚丙烯酰胺，并连续搅拌60分钟待其完全溶解即得降阻剂产品。