CN102093873A - 人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液 - Google Patents

人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液 Download PDF

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张玄
姚佩峰
张瑞涛
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Abstract

本发明属于油田压裂增产增注用的人工合成聚合物压裂液，具体涉及一种抗温，抗盐和抗剪切性好，杜绝大分子链团残渣的人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液；由以下原料按照重量份数配制而成：合成聚合物：0.1-1份、交联剂：0.1-1份、粘土稳定剂：0.2-1份、表面活性剂：0.1-0.8份，氧化剂：0.001-0.05份和水：94-99份；具有良好的抗温，抗盐和抗剪切性的性能，并且杜绝了大分子链团残渣的优点。

Description

人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液
技术领域
本发明属于油田压裂增产増注用的人工合成聚合物压裂液，具体涉及一种抗温，抗盐和抗剪切性好，杜绝大分子链团残渣的人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液。
背景技术
在石油天然气勘探和开发中，针对储层的水力加砂压裂改造技术是：利用地面高压泵将液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，此高压超过井壁附近地层应力及岩石的抗张强度后，在地层形成裂缝。继续将带有支撑剂的压裂液注入裂缝中，是裂缝向前延伸，并在裂缝中充填支撑剂。停泵后，在地层中形成足够长度、宽度和高度的填充裂缝。填充裂缝具有很高的渗透性，因此改善了油气层渗透率。加砂压裂储层改造技术是发现油气层、提升储量评价等级和提高油气井单井产能的一项重要技术。而压裂液性能的好坏是影响压裂效果的重要因素。
压裂作为油藏增产增注的主要措施已得到迅速发展和广泛应用。压裂液是压裂技术的重要组成部分，是决定压裂成败的关键。压裂液按照使用稠化剂成分的不同又分为：天然植物胶压裂液，合成聚合物压裂液和表面活性剂压裂液。天然植物胶压裂液由于其自身的固有粘度较高且使用碱性的硼系交联剂，只能形成“短而粗”高裂缝，限制了缝长向深部的延伸；碱性的交联体系对粘土含量高的碱敏地层也是一个很大的伤害，同时还存在水不溶物含量高、残渣多对填充层导流能力和地层伤害大的缺陷；合成聚合物压裂液由于分子量过大链接较长存在抗剪切抗盐性能差的缺陷；表面活性剂压裂液由于其自身特殊的成胶特性使其存在抗温性能差的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷而提供一种抗温，抗盐和抗剪切性好，杜绝大分子链团残渣的人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液。
本发明的目的是这样实现的：由以下原料按照重量份数配制而成：合成聚合物：0.1-1份、交联剂：0.1-1份、粘土稳定剂：0.2-1份、表面活性剂：0.1-0.8份，氧化剂：0.001-0.05份和水：94-99份。所述的合成聚合物选自丙烯酰胺基单体，乙烯基单体和疏水性单体的均聚物以及它们的共聚物；所述的合成聚合物的分子量介于50万-1000万之间。所述的交联剂选自有机两性金属交联剂和醛系交联剂以及它们混合物。所述的选自有机两性金属交联剂由铬、锆、钛，铁和铝以及它们的混合物与延缓剂，PH值调节剂和络合剂复配组成；所述的延缓剂选自多元醇、多元酸、多元醛，多羟基醛酸和烷醇胺以及它们混合物；所述的pH调节剂选自酸或碱之一；所述的络合剂选自多元醇、多元酸、多元醛，多羟基醛酸和烷醇胺以及它们混合物。所述的粘土稳定剂选自NH4Cl、KCl、KBr、NaCl，NaBr和四甲基氯化铵以及它们的混合物组成。所述的表面活性剂为氟碳表面活性剂和聚醚型表面活性剂以及它们复配物。所述的氧化剂选自过硫酸盐、氯酸盐、碘酸盐、高氯酸盐、高碘酸盐，高锰酸盐和锰酸盐以及它们混合物。
本发明与昆山京昆油田化学科技开发公司生产的名称为：羟丙基瓜尔胶进行对比：本发明使用的配制方法如下：在盛有493ml水的吴茵混调器中，加入4.0g的KCl、1.0g的SP169、0.005的过硫酸铵，在高速搅拌下使其完全溶解，然后再缓慢加入2.0g的合成聚合物，搅拌溶解30min达一定粘度后，静置30min，然后在搅拌下，加入2.0g的交联剂，搅拌混合2min后，备用。羟丙基瓜尔胶压裂液的配制方法如下：在盛有487ml水的吴茵混调器中，加入4.0g的KCl、1.0g的助排剂、1.0g的杀菌剂、0.005g的过硫酸铵，在高速搅拌下使其完全溶解，然后再缓慢加入2.0g的羟丙基瓜尔胶，搅拌溶解30min达一定粘度后，再加入5.0g的10％氢氧化钠溶液，搅拌均匀，30℃下恒温静置2h，然后在搅拌下，加入1.0g的有机硼交联剂，搅拌混合2min后，备用。
依据SY/T5107-2005水基压裂液性能评价方法，对其进行性能对比室内试验数据如下：
Figure BSA00000375413800031
本发明具有良好的抗温，抗盐和抗剪切性的性能，并且杜绝了大分子链团残渣的优点。
具体实施方式
本发明由以下原料按照重量份数配制而成：合成聚合物：0.1-1份、交联剂：0.1-1份、粘土稳定剂：0.2-1份、表面活性剂：0.1-0.8份，氧化剂：0.001-0.05份和水：94-99份。所述的合成聚合物选自丙烯酰胺基单体，乙烯基单体和疏水性单体的均聚物以及它们的共聚物；所述的合成聚合物的分子量介于50万-1000万之间。所述的交联剂选自有机两性金属交联剂和醛系交联剂以及它们混合物。所述的选自有机两性金属交联剂由铬、锆、钛，铁和铝以及它们的混合物与延缓剂，PH值调节剂和络合剂复配组成；所述的延缓剂选自多元醇、多元酸、多元醛，多羟基醛酸和烷醇胺以及它们混合物；所述的pH调节剂选自酸或碱之一；所述的络合剂选自多元醇、多元酸、多元醛，多羟基醛酸和烷醇胺以及它们混合物。所述的粘土稳定剂选自NH4Cl、KCl、KBr、NaCl，NaBr和四甲基氯化铵以及它们的混合物组成。所述的表面活性剂为氟碳表面活性剂和聚醚型表面活性剂以及它们复配物。所述的氧化剂选自过硫酸盐、氯酸盐、碘酸盐、高氯酸盐、高碘酸盐，高锰酸盐和锰酸盐以及它们混合物。
实施例1、需要制成本发明的体积为150m3：
合成聚合物：675千克，交联剂：375千克，粘土稳定剂825千克，表面活性剂：450千克，氧化剂：7.5千克和水：148270千克。
上述的配方中合成聚合物为：丙烯酰胺基单体和乙烯基单体的共聚物，分子量为500万；交联剂为：有机铬和甲醛混合物(有机铬是铬酸盐、乙二醇、醋酸和乳酸的复配物)；粘土稳定剂为：KCl；表面活性剂为：0-20和氟碳；氧化剂为：过硫酸铵。
实施例2、需要制成本发明的体积为100m3：
水97570千克，合成聚合物1000千克，交联剂800千克，粘土稳定剂1000千克，表面活性剂400千克，氧化剂30千克。
上述的配方中合成聚合物为：丙烯酰胺基单体的均聚物，分子量为50万；交联剂为：有机铬和有机铝混合物；粘土稳定剂为：NH4Cl；表面活性剂为：OP-10；氧化剂为：高碘酸。所述的交联剂中有机铝混合物为铬盐、铝盐、丙三醇、柠檬酸和乙二醛的复配物。
实施例3、需要制成本发明的体积为280m3：
水274120千克，合成聚合物84千克，交联剂560千克，粘土稳定剂2800千克，表面活性剂2240千克，氧化剂4.2千克。
上述的配方中合成聚合物为：丙烯酰胺基单体、乙烯基单体和疏水单体的共聚物，分子量为1000万；交联剂为：甲醛、乙二醛和酚醛混合物；粘土稳定剂为：KBr和四甲基氯化铵；表面活性剂为：NP-100和氟碳；氧化剂为：过硫酸铵。
实施例4、需要制成本发明的体积为100m3：
水98450千克，合成聚合物550千克，交联剂600千克，粘土稳定剂600千克，表面活性剂400千克，氧化剂2千克。
上述的配方中合成聚合物为：丙烯酰胺基单体、疏水单体的共聚物，分子量为600万；交联剂为：锆盐、铁盐、铝盐、多元醛酸、烷醇胺、片碱和多元醇的复配物；粘土稳定剂为：NaCl和KCl的复配物；表面活性剂为：OP-10和氟碳；氧化剂为：碘酸盐。
实施例5、需要制成本发明的体积为100m3：
水98300千克，合成聚合物700千克，交联剂840千克，粘土稳定剂600千克，表面活性剂400千克，氧化剂2.5千克。
上述的配方中合成聚合物为：丙烯酰胺基单体、乙烯基单体的共聚物，分子量为450万；交联剂为：有机钛和酚醛混合物；粘土稳定剂为：NH4Cl；表面活性剂为：OP-10；氧化剂为：高锰酸盐和高氯酸盐复配物。所述的交联剂中的有机钛由钛酸盐、烷醇胺、酸、乙二醛、多元醇复配而成。
实施例6、需要制成本发明的体积为100m3：
水98300千克，合成聚合物700千克，交联剂1000千克，粘土稳定剂600千克，表面活性剂400千克，氧化剂5千克。
上述的配方中合成聚合物为：丙烯酰胺基单体、乙烯基单体和疏水单体的共聚物，分子量为300万；交联剂为：铬盐、锆盐、烷醇胺、多元酸、碱和多元醇的复配物；粘土稳定剂为：NH4Cl、NaBr和四甲基氯化铵复配物；表面活性剂为：AE1031和氟碳复配物；氧化剂为：氯酸盐和碘酸盐复配物。
实施例7、需要制成本发明的体积为100m3：
水98800千克，合成聚合物400千克，交联剂400千克，粘土稳定剂500千克，表面活性剂300千克，氧化剂1.5千克。
上述的配方中合成聚合物为：丙烯酰胺基单体和疏水基单体的共聚物，分子量为800万；交联剂为：有机铝和乙二醛复配物；粘土稳定剂为：NaCl和KCl复配物；表面活性剂为：OP-10和氟碳；氧化剂为：过硫酸盐和锰酸盐。所述的交联剂中的有机铝由铝盐、多元酸、烷醇胺、多元醇和碱复配而成。

Claims (7)

1.一种人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液，其特征在于：由以下原料按照重量份数配制而成：合成聚合物：0.1-1份、交联剂：0.1-1份、粘土稳定剂：0.2-1份、表面活性剂：0.1-0.8份，氧化剂：0.001-0.05份和水：94-99份。
2.根据权利要求1所述的人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液，其特征在于：所述的合成聚合物选自丙烯酰胺基单体，乙烯基单体和疏水性单体的均聚物以及它们的共聚物；所述的合成聚合物的分子量介于50万-1000万之间。
3.根据权利要求1所述的人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液，其特征在于：所述的交联剂选自有机两性金属交联剂和醛系交联剂以及它们混合物。
4.根据权利要求3所述的人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液，其特征在于：所述的选自有机两性金属交联剂由铬、锆、钛，铁和铝以及它们的混合物与延缓剂，PH值调节剂和络合剂复配组成；所述的延缓剂选自多元醇、多元酸、多元醛，多羟基醛酸和烷醇胺以及它们混合物；所述的pH调节剂选自酸或碱之一；所述的络合剂选自多元醇、多元酸、多元醛，多羟基醛酸和烷醇胺以及它们混合物。
5.根据权利要求1所述的人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液，其特征在于：所述的粘土稳定剂选自NH4Cl、KCl、KBr、NaCl，NaBr和四甲基氯化铵以及它们的混合物组成。
6.根据权利要求1所述的人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液，其特征在于：所述的表面活性剂为氟碳表面活性剂和聚醚型表面活性剂以及它们复配物。
7.根据权利要求1所述的人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液，其特征在于：所述的氧化剂选自过硫酸盐、氯酸盐、碘酸盐、高氯酸盐、高碘酸盐，高锰酸盐和锰酸盐以及它们混合物。
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