專(zhuān)利名稱(chēng)：一種陰離子表面活性劑型酸性壓裂液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低滲透油氣田開(kāi)采過(guò)程中壓裂增產(chǎn)時(shí)使用的陰離子表面活性劑 型酸性壓裂液的制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)低滲透油藏的采油速度低，穩(wěn)產(chǎn)難度大，壓裂技術(shù)作為油氣藏的主要增產(chǎn)、增 注方法發(fā)展迅速。壓裂液是壓裂技術(shù)的重要組成部分，國(guó)內(nèi)外常用的為水基壓裂液，包括大 分子壓裂液和粘彈性表面活性劑(VES)壓裂液等。隨著水力壓裂技術(shù)的進(jìn)步，為使支撐劑達(dá)到深穿透，國(guó)外從60年代末開(kāi)始研究大 分子壓裂液，該類(lèi)壓裂液粘度高，攜砂效果好，較好的滿足了當(dāng)時(shí)的壓裂需求，但是也存在 許多缺點(diǎn)比如由于主劑分子量大，在水中分散溶解性差，利用率較低；在壓裂結(jié)束后，相 當(dāng)一部分不溶物和未徹底破膠的大分子殘留在地層裂縫中，使地層滲透率下降；聚合物壓 裂液的返排率較低，地層污染嚴(yán)重。90年代初，粘彈性表面活性劑開(kāi)始替代大分子成為壓裂 液主劑，該類(lèi)壓裂液主要由VES與鹽水組成。由于VES很容易在鹽水中溶解，體系對(duì)地層的 傷害性小并能保持良好的導(dǎo)流能力。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外各種粘彈性表面活性劑壓裂液配方不斷涌現(xiàn)，主劑主要有如下幾 種長(zhǎng)鏈烷基季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑，甜菜堿型兩性表面活性劑，非離子表面活性劑和 陰離子表面活性劑。使用較多的是采用季銨鹽作為增稠主劑，此種壓裂液成膠性、抗溫性能 良好，合成工藝成熟且價(jià)格低廉，因此得到了普遍的應(yīng)用。隨著各大油氣開(kāi)采公司對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視和對(duì)油氣田可持續(xù)開(kāi)發(fā)要求的提高，如 何進(jìn)一步降低清潔壓裂液對(duì)地層的傷害成為重要研究方向。隨著應(yīng)用的深入，研究者發(fā)現(xiàn) 陽(yáng)離子表面活性劑，特別是長(zhǎng)鏈季銨鹽類(lèi)表面活性劑雖然性能優(yōu)良，也存在一些問(wèn)題，比 如容易在地層中產(chǎn)生吸附滯留，從而嚴(yán)重影響采收率，有一定的生物毒性等。大多數(shù)陰離子 表面活性劑在強(qiáng)酸環(huán)境下很難形成蠕蟲(chóng)狀膠束，體系粘度低，無(wú)法滿足壓裂要求。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種陰離子表面活性劑型酸性壓裂液 及其制備方法，該壓裂液在滿足常規(guī)壓裂性能要求的同時(shí)，可增加返排能力，避免對(duì)地層的傷害。本發(fā)明的思想在于陰離子表面活性劑烷基苯磺酸是由親油烷基苯和親水磺酸根 組成的兩親性分子，烷基硫酸鈉是由親油長(zhǎng)鏈烷基和親水硫酸根組成的兩親性分子，兩物 質(zhì)的親油基與短鏈烷烴聯(lián)結(jié)，親水基磺酸根、硫酸根與水聯(lián)結(jié)，形成膠束結(jié)構(gòu)，有機(jī)交聯(lián)劑 的存在減少了表面活性劑離子間的排斥作用，使更多的表面活性劑進(jìn)入膠束中，促進(jìn)了蠕 蟲(chóng)狀膠束的生長(zhǎng)，體系出現(xiàn)粘彈性。技術(shù)方案
一種陰離子表面活性劑型酸性壓裂液，其特征在于組份為烷基苯磺酸22-32份、 烷基硫酸鈉20-30份、助溶劑55-60份、交聯(lián)劑50-60份、水20-25份和酸性溶劑390-400 份；所述的助溶劑是以異辛烷為主的短鏈烴混合物；所述的交聯(lián)劑為12-16個(gè)碳原子的直 鏈醇；所述的酸性溶劑為36%-38%的鹽酸與水的混合物，鹽酸與水的體積比為1 9;所 述的份為質(zhì)量份。所述的以異辛烷為主的短鏈烴混合物為90#汽油、93#汽油或97#汽油。所述的烷基苯磺酸的碳原子數(shù)為10-13。所述的烷基硫酸鈉的碳原子數(shù)為10-13。一種制備陰離子表面活性劑型酸性壓裂液的方法，其特征在于步驟如下步驟1 將按質(zhì)量比稱(chēng)取的烷基苯磺酸、烷基硫酸鈉和助溶劑混合均勻，在常溫密 封保存90-100小時(shí)；步驟2 加入50-60份交聯(lián)劑和20-25份的水混合均勻后置40_50小時(shí)；步驟3 再加入酸性溶劑390-400份得到陰離子表面活性劑型酸性壓裂液。一種使用陰離子表面活性劑型酸性壓裂液的方法，其特征在于將陰離子表面活 性劑型酸性壓裂液與140-150質(zhì)量份的酸性溶劑混合均勻，再加入15% -30%質(zhì)量份的陶 粒和-3%質(zhì)量份的包裹處理的破膠劑，攪拌均勻后注井使用；所述的包裹處理的破膠 劑的步驟為計(jì)量稱(chēng)取85%的環(huán)己醇、3%的無(wú)水氧化鈣或氯化鈣，置于容器中，攪拌至其 全部溶解，再加入12%的氧化鎂，混均，室內(nèi)晾曬50-80小時(shí)至完全干燥，破碎、過(guò)篩得到包 裹處理的破膠劑。所述包裹處理的破膠劑中環(huán)己醇由異丁醇或叔丁醇取代。有益效果本發(fā)明提出的一種陰離子表面活性劑型酸性壓裂液及其制備方法，陰離子表面活 性劑型壓裂液與酸化壓裂技術(shù)結(jié)合起來(lái)，體系不但具有清潔壓裂液的一系列優(yōu)點(diǎn)，而且由 于陰離子表面活性劑與大多數(shù)油層中的硅酸鹽類(lèi)物質(zhì)帶相同電荷，壓裂液對(duì)地層吸附小， 傷害小。本發(fā)明中的壓裂液具有如下特點(diǎn)1、操作簡(jiǎn)便，原料來(lái)源豐富，成本低廉。2、耐酸性好，在強(qiáng)酸環(huán)境下粘度依然保持在lOOmpa. s以上；3、耐溫耐剪切性好，700C，170S—1剪切速率下剪切90min，粘度保持在lOOmpa. s ；4、攜砂性能優(yōu)異，易破膠，易返排。5、配方所需原材料用量少，成本低。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例1 制備陰離子表面活性劑型酸性壓裂液按質(zhì)量比稱(chēng)取十二烷基苯磺酸2. 4g、十二 烷基硫酸鈉2. lg、93#汽油5. 5g置于容器中，混均，常溫密封保存96小時(shí)，向上述樣品加入 5g十二醇及2g水；48小時(shí)后，加入酸性溶劑39. 7g得到備用陰離子表面活性劑型酸性壓裂 液。
包裹處理的破膠劑計(jì)量稱(chēng)取85%的環(huán)己醇、3%的無(wú)水氧化鈣或氯化鈣，置于容 器中，攪拌至其全部溶解，再加入12%的氧化鎂，混均，室內(nèi)晾曬50-80小時(shí)至完全干燥，破 碎、過(guò)篩得到包裹處理的破膠劑；所述環(huán)己醇由異丁醇或叔丁醇取代。使用壓裂施工時(shí)，取備用液再加入14. 2g的酸性溶劑，再加入15% _30%質(zhì)量份的 陶粒和-3%質(zhì)量份的包裹處理的破膠劑，攪拌均勻后注井使用。上述壓裂液實(shí)驗(yàn)室性能測(cè)試結(jié)果如下檢測(cè)儀器2NN_D6S型六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，青島海通達(dá)專(zhuān)用儀器廠。(1)溫度與粘度關(guān)系測(cè)定表一溫度與粘度的關(guān)系測(cè)定
權(quán)利要求
1.一種陰離子表面活性劑型酸性壓裂液，其特征在于組份為烷基苯磺酸22-32份、烷 基硫酸鈉20-30份、助溶劑55-60份、交聯(lián)劑50-60份、水20-25份和酸性溶劑390-400份； 所述的助溶劑是以異辛烷為主的短鏈烴混合物；所述的交聯(lián)劑為12-16個(gè)碳原子的直鏈 醇；所述的酸性溶劑為36% -38%的鹽酸與水的混合物，鹽酸與水的體積比為1 9 ；所述 的份為質(zhì)量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰離子表面活性劑型酸性壓裂液，其特征在于所述的以異 辛烷為主的短鏈烴混合物為90#汽油、93#汽油或97#汽油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰離子表面活性劑型酸性壓裂液，其特征在于所述的烷基 苯磺酸的碳原子數(shù)為10-13。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰離子表面活性劑型酸性壓裂液，其特征在于所述的烷基 硫酸鈉的碳原子數(shù)為10-13。
5.一種制備權(quán)利要求1 4所述任一種陰離子表面活性劑型酸性壓裂液的方法，其特 征在于步驟如下步驟1 將按質(zhì)量比稱(chēng)取的烷基苯磺酸、烷基硫酸鈉和助溶劑混合均勻，在常溫密封保 存90-100小時(shí)；步驟2 加入50-60份交聯(lián)劑和20-25份的水混合均勻后置40-50小時(shí)；步驟3 再加入酸性溶劑390-400份得到陰離子表面活性劑型酸性壓裂液。
6.一種使用權(quán)利要求1 4所述任一種陰離子表面活性劑型酸性壓裂液的方法，其特 征在于將陰離子表面活性劑型酸性壓裂液與140-150質(zhì)量份的酸性溶劑混合均勻，再加 入15% -30%質(zhì)量份的陶粒和-3%質(zhì)量份的包裹處理的破膠劑，攪拌均勻后注井使用； 所述的包裹處理的破膠劑的步驟為計(jì)量稱(chēng)取85%的環(huán)己醇、3%的無(wú)水氧化鈣或氯化鈣， 置于容器中，攪拌至其全部溶解，再加入12 %的氧化鎂，混均，室內(nèi)晾曬50-80小時(shí)至完全 干燥，破碎、過(guò)篩得到包裹處理的破膠劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陰離子表面活性劑型酸性壓裂液的使用方法，其特征在于 所述包裹處理的破膠劑中環(huán)己醇由異丁醇或叔丁醇取代。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陰離子表面活性劑型酸性壓裂液及其制備方法，其特征在于組份為烷基苯磺酸22-32份、烷基硫酸鈉20-30份、助溶劑55-60份、交聯(lián)劑50-60份、水20-25份和酸性溶劑390-400份；所述的助溶劑是以異辛烷為主的短鏈烴混合物；所述的交聯(lián)劑為12-16個(gè)碳原子的直鏈醇；所述的酸性溶劑為36％-38％的鹽酸與水的混合物，鹽酸與水的體積比為1∶9；所述的份為質(zhì)量份。本發(fā)明性能優(yōu)于常規(guī)高分子型壓裂液。經(jīng)測(cè)試，該壓裂液體系pH值為1左右，酸化效果好，具有較高的粘彈性，攜砂及破膠效果優(yōu)異，可用于低滲透油田的壓裂開(kāi)采中，具有成本低，返排率高，無(wú)殘留，清潔高效等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K8/74GK102127416SQ20101055426
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者任杰, 范曉東, 范曉宇 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)