專利名稱：一種水基胍膠壓裂液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水基胍膠壓裂液及其制備方法，屬于油田壓裂技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在油田開采的中后期，水力壓裂作為油氣藏的主要增產(chǎn)措施已得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。水力壓裂是利用地面高壓泵，通過井筒向油層擠注具有較高粘度的壓裂液，當(dāng)注入壓裂液的速度超過油層的吸收能力時，則在井底油層上形成很高的壓力，當(dāng)這種壓力超過井底附近油層巖石的破裂壓力時，油層將被壓開并產(chǎn)生裂縫。目前，國內(nèi)外常用的壓裂液為水基壓裂液、油基壓裂液、乳狀壓裂液、泡沫壓裂液和酸基壓裂液，其中，水基壓裂液中成膠劑使用較多的是天然植物膠類，如胍爾膠、田菁膠等。
中國專利文獻(xiàn)CN101381598A就公開了一種以改性胍爾膠為成膠劑的壓裂液及其制備方法，該壓裂液由基液與交聯(lián)液按照100:5的交聯(lián)比混合而成，所述的基液按質(zhì)量百分比由以下組分組成:羥丙基胍膠0.3^0.5wt%,壓裂液溫度穩(wěn)定劑0.4^0.5wt%,壓裂液低溫引發(fā)劑0.05、.15wt%，助排劑0.2^0.3wt%，余量為污水，所述交聯(lián)液按質(zhì)量百分比由以下組分組成:硼砂0.5" .5wt%,過硫酸銨0.5" .5wt%,余量為清水。
上述技術(shù)中，所述水基壓裂液中的成膠劑為0.3^0.5wt%的羥丙基胍膠，其與交聯(lián)劑在100:5的配比下交聯(lián)后形成超大分子，在壓裂施工過程中能夠起到攜砂的作用。但是，由于上述壓裂液中使用的成膠劑僅有羥丙基胍膠，并且其用量達(dá)到0.3^0.5wt%，而羥丙基胍膠用量超過0.3wt%后，容易導(dǎo)致成膠劑與交聯(lián)劑交聯(lián)后形成超大分子，而該超大分子破膠后的殘渣含量高，一般殘渣含量超過6%，殘渣含量越高其對地層滲透率、填砂裂縫的導(dǎo)流能力傷害越大。
如何降低現(xiàn)有技術(shù)中水基胍膠壓裂液的殘渣含量，本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為降低壓裂液中的胍膠含量是降低殘渣量最直接的方法，但是為了保證壓裂液的基本攜砂能力，胍膠的含量通常都保持在0.3wt%以上，在這種濃度下產(chǎn)生的殘渣傷害是不可忽視的。此外，胍膠的價格大幅度增加，導(dǎo)致水基胍膠壓裂液的成本也大大提高。如何能夠保證壓裂液攜砂能力的基礎(chǔ)上降低胍膠用量是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決現(xiàn)有技術(shù)中胍膠用量大導(dǎo)致的水基胍膠壓裂液殘渣含量高、壓裂液成本高的問題，進(jìn)`而提供一種攜砂能力強、成本低的低胍膠用量的水基胍膠壓裂液。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種水基胍膠壓裂液，至少包含如下組分:胍膠衍生物、交聯(lián)劑、破膠劑、增稠劑、pH值調(diào)節(jié)劑和水。
所述胍膠衍生物的含量占所述水基胍膠壓裂液質(zhì)量的0.05、.15wt%，所述交聯(lián)劑與所述胍膠衍生物添加量比為1:10，所述破膠劑的含量占所述水基胍膠壓裂液質(zhì)量的0.2^0.6wt%，所述增稠劑的含量占所述水基胍膠壓裂液質(zhì)量的0.5 2wt%，所述pH值調(diào)節(jié)劑的添加量為使壓裂液體系的pH值為9 10，余量為水。
所述胍膠衍生物為羥丙基胍膠、羧甲基胍膠或胍膠中的任意一種；所述交聯(lián)劑為無機硼；所述破膠劑為過硫酸鹽；所述PH值調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀中的任意一種。
所述無機硼為硼砂；所述過硫酸鹽為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉中的任意一種。
所述增稠劑為改性纖維素。
所述改性纖維素為羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素或羧甲基羥乙基纖維素中的任意一種或幾種。
還包括粘土防膨劑；其中，所述粘土防膨劑為氯化鉀、氯化銨或氯化鋁中的任意一種；所述粘土防膨劑含量占所述水基胍膠壓裂液質(zhì)量的f 5wt%。
還包括助排劑；其中，所述助排劑為陰離子表面活性劑中；所述助排劑的含量占所述水基胍膠壓裂液質(zhì)量的0.Γ0.5wt%。
所述陰離子表面活性劑為苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的任意一種。
一種所述水基胍膠壓裂液的制備方法，包括如下步驟:
(I)將胍膠衍生物或胍膠衍生物和粘土防膨劑或胍膠衍生物、粘土防膨劑和助排劑溶于水中，混合均勻，得到稠化水；
(2)將交聯(lián)劑溶于水中，混合均勻 ，得到交聯(lián)劑水溶液；
(3)調(diào)節(jié)上述稠化水的pH值為9 10，然后將交聯(lián)劑水溶液緩慢加入稠化水中，得到凍膠溶液；
(4)將所述增稠劑加入至上述凍膠溶液中，最后加入所述破膠劑得到水基胍膠壓裂液。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
( I)本發(fā)明所述水基胍膠壓裂液，通過在胍膠壓裂液體系中增加增稠劑，所述增稠劑填充于胍膠衍生物與交聯(lián)劑交聯(lián)后的空間網(wǎng)格內(nèi)，從而使得胍膠壓裂液的粘度和攜砂能力大大增加。這樣可以保證在胍膠壓裂液攜砂能力不變的條件下，大大降低胍膠衍生物的用量，從而使得水基胍膠壓裂液破膠后殘渣含量降低，同時也使得水基胍膠壓裂液的成本大大降低。
(2)本發(fā)明所述水基胍膠壓裂液，進(jìn)一步控制所述胍膠衍生物的用量為0.05、.15wt，而現(xiàn)有技術(shù)中胍膠成膠劑的用量一般高于0.3wt%,由于本發(fā)明中所述成膠劑的用量低于現(xiàn)有技術(shù)中成膠劑的用量，從而使得本發(fā)明所述水基胍膠壓裂液體系的交聯(lián)物質(zhì)的含量低于現(xiàn)有技術(shù)中胍膠壓裂液體系的交聯(lián)物質(zhì)的含量，交聯(lián)物質(zhì)的含量降低有利于減少破膠液中的不易破膠的殘渣含量，此外，本發(fā)明中還加入0.5^2wt%的增稠劑，所述增稠劑填充于胍膠衍生物與交聯(lián)劑交聯(lián)后的空間網(wǎng)格內(nèi)，大大增加了水基胍膠壓裂液的粘度和攜砂能力，增稠劑的加入可以補充由于胍膠衍生物與交聯(lián)劑用量減少所帶來的壓裂液體系粘度和攜砂能力降低的問題。本發(fā)明所述水基胍膠壓裂液即可以保證所述水基胍膠壓裂液具有優(yōu)異的攜砂能力，又可以保證本發(fā)明所述水基胍膠壓裂液破膠后殘渣含量較低，殘渣含量僅為廣4被％，同時還使得所述水基胍膠壓裂液的成本大大降低。
(3)本發(fā)明所述水基胍膠壓裂液的制備方法，通過在交聯(lián)后的胍膠壓裂液體系中加入增稠劑，從而避免了增稠劑參與交聯(lián)反應(yīng)的可能性，這樣可以保證所述增稠劑在該水基胍膠壓裂液體系中僅起到增稠的作用，從而避免在破膠液中引入新的大分子殘渣物質(zhì)。通過本發(fā)明所述制備方法制備得到的水基胍膠壓裂液具有殘渣含量較低且壓裂液成本低的優(yōu)點。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步具體描述，但不局限于此。
實施例1
本實施例中所述水基胍膠壓裂液A包括如下組分:0.05g的羥丙基胍膠、0.005g的硼砂、0.2g的過硫酸銨、0.5g的羧甲基纖維素、1.645g的使壓裂液體系pH值為9的濃度為3wt%的碳酸鈉溶液，97.6g的水。
本實施例所述水基胍膠壓裂液的制備方法如下:
(I)將上述特定量的羥丙基胍膠溶于70g的水中，混合均勻，得到稠化水；
(2)將上述特定量的硼砂溶于27.6g的水中，混合均勻，得到交聯(lián)劑水溶液；
(3)用上述特 定量的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)上述稠化水的pH值為9，然后將交聯(lián)劑水溶液緩慢加入稠化水中，得到凍膠溶液；
(4)將上述特定量的羧甲基纖維素加入至上述凍膠溶液中，最后加入上述特定量的過硫酸銨破膠劑得到水基胍膠壓裂液A。
實施例2
本實施例中所述水基胍膠壓裂液B包括如下組分:0.07g的羧甲基胍膠、0.007g的硼砂、0.3g的過硫酸鉀、1.0g的輕乙基纖維素、0.523g的使壓裂液體系pH值為9.5的濃度為6wt%的氫氧化鈉溶液,98.1g的水。
本實施例所述水基胍膠壓裂液的制備方法如下:
(I)將上述特定量的羧甲基胍膠溶于70g的水中，混合均勻，得到稠化水；
(2)將上述特定量的硼砂溶于28.1g的水中，混合均勻，得到交聯(lián)劑水溶液；
(3)用上述特定量的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)上述稠化水的pH值為9.5，然后將交聯(lián)劑水溶液緩慢加入稠化水中，得到凍膠溶液；
(4)將上述特定量的羥乙基纖維素加入至上述凍膠溶液中，最后加入上述特定量的過硫酸鉀破膠劑得到水基胍膠壓裂液B。
實施例3
本實施例中所述水基胍膠壓裂液C包括如下組分:0.1Og的胍膠、0.0lg的硼砂、0.4g的過硫酸鉀、1.4g的輕丙基纖維素、1.09g的使壓裂液體系pH值為10的濃度為5wt%的碳酸鉀溶液，97g的水。
本實施例所述水基胍膠壓裂液的制備方法如下:
(I)將上述特定量的胍膠溶于70g的水中，混合均勻，得到稠化水；
(2)將上述特定量的硼砂溶于27g的水中，混合均勻，得到交聯(lián)劑水溶液；
(3)用上述特定量的碳酸鉀溶液調(diào)節(jié)上述稠化水的pH值為10，然后將交聯(lián)劑水溶液緩慢加入稠化水中，得到凍膠溶液；
(4)將上述特定量的羥丙基纖維素加入至上述凍膠溶液中，最后加入上述特定量的過硫酸鉀破膠劑得到水基胍膠壓裂液C。
實施例4
本實施例中所述水基胍膠壓裂液D包括如下組分:0.12g的胍膠、0.012g的硼砂、0.5g的過硫酸銨、1.7g的羧甲基輕乙基纖維素、0.568g的使壓裂液體系pH值為10的濃度為10wt%的氫氧化銨溶液,97.1g的水。
本實施例所述水基胍膠壓裂液的制備方法如下:
(I)將上述特定量的胍膠溶于70g的水中，混合均勻，得到稠化水；
(2)將上述特定量的硼砂溶于27g的水中，混合均勻，得到交聯(lián)劑水溶液；
(3)用上述特定量的碳酸鉀溶液調(diào)節(jié)上述稠化水的pH值為10，然后將交聯(lián)劑水溶液緩慢加入稠化水中，得到凍膠溶液；
(4)將上述特定量的羥丙基纖維素加入至上述凍膠溶液中，最后加入上述特定量的過硫酸銨破膠劑得到水基胍膠壓裂液D。
實施例5
本實施例中所述水基胍膠壓裂液E包括如下組分:0.15g的羧甲基胍膠、0.015g的硼砂、0.6g的過硫酸鈉、2.0g的羧甲基羥乙基纖維素、1.435g的使壓裂液體系pH值為9的濃度為8wt%的氫氧化鉀溶液，95.8g的水。
本實施例所述水基胍膠壓裂液的制備方法如下:
(I)將上述特定量的羧甲基胍膠溶于70g的水中，混合均勻，得到稠化水；
(2)將上述特定量的硼砂溶于25.Sg的水中，混合均勻，得到交聯(lián)劑水溶液；
(3)用上述特定量的氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)上述稠化水的pH值為9，然后將交聯(lián)劑水溶液緩慢加入稠化水中，得到凍膠溶液；
(4)將上述特定量的羧甲基羥乙基纖維素加入至上述凍膠溶液中，最后加入上述特定量的過硫酸鈉破膠劑得到水基胍膠壓裂液E。
實施例6
本實施例中所述水基胍膠壓裂液F包括如下組分:0.12g的羥丙基胍膠、0.012g的硼砂、0.45g的過硫酸鈉、1.5g的羧甲基輕乙基纖維素、1.61g的使壓裂液體系pH值為9的濃度為4wt%的氫氧化銨 溶液，4g的氯化鋁粘土防膨劑，0.308g的十二烷基硫酸鈉助排劑，92g的水。
本實施例所述水基胍膠壓裂液的制備方法如下:
(I)將上述特定量的羥丙基胍膠、特定量的氯化鋁粘土防膨劑和特定量的十二烷基硫酸鈉助排劑溶于82g的水中，混合均勻，得到稠化水；
(2)將上述特定量的硼砂溶于IOg的水中，混合均勻，得到交聯(lián)劑水溶液；
(3)用上述特定量的氫氧化銨溶液調(diào)節(jié)上述稠化水的pH值為9，然后將交聯(lián)劑水溶液緩慢加入稠化水中，得到凍膠溶液；
(4)將上述特定量的羧甲基羥乙基纖維素加入至上述凍膠溶液中，最后加入上述特定量的過硫酸鈉破膠劑得到水基胍膠壓裂液F。
實施例7
本實施例中所述水基胍膠壓裂液G包括如下組分:0.13g的羥丙基胍膠、0.013g的硼砂、0.55g的過硫酸鈉、2.2g的羧甲基羥乙基纖維素、0.607g的使壓裂液體系pH值為9的濃度為8wt%的氫氧化鉀溶液，5g的氯化銨粘土防膨劑,0.5g的十二燒基苯磺酸鈉助排劑，91g的水。
本實施例所述水基胍膠壓裂液的制備方法如下:
(I)將上述特定量的羥丙基胍膠、特定量的氯化銨粘土防膨劑和特定量的十二烷基苯磺酸鈉助排劑溶于81g的水中，混合均勻，得到稠化水；
(2)將上述特定量的硼砂溶于IOg的水中，混合均勻，得到交聯(lián)劑水溶液；
(3)用上述特定量的氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)上述稠化水的pH值為9，然后將交聯(lián)劑水溶液緩慢加入稠化水中，得到凍膠溶液；
(4)將上述特定量的羧甲基羥乙基纖維素加入至上述凍膠溶液中，最后加入上述特定量的過硫酸鈉破膠劑得到水基胍膠壓裂液G。
實施例8
本實施例中所述水基胍膠壓裂液H包括如下組分:0.15g的胍膠、0.015g的硼砂、0.3g的過硫酸鈉、Ig的羧甲基纖維素、使壓裂液體系pH值為9的濃度為3wt%的碳酸鈉溶液1.535g、2g的氯化銨粘土防膨劑、95g的水。
本實施例所述水基胍膠壓裂液的制備方法如下:
( I)將上述特定量的胍膠和特定量的氯化銨粘土防膨劑溶于70g的水中，混合均勻，得到稠化水；
(2)將上述特定量的硼砂溶于25g的水中，混合均勻，得到交聯(lián)劑水溶液；
(3)用上述特定量的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)上述稠化水的pH值為9，然后將交聯(lián)劑水溶液緩慢加入稠化水中，得到凍膠溶液；
(4)將上述特定量的羧甲基纖維素加入至上述凍膠溶液中，最后加入上述特定量的過硫酸鈉破膠劑得到水基胍膠壓裂液H。
對比例
基液配制:取羥丙基胍膠0.4g、壓裂液溫度穩(wěn)定劑0.4g、壓裂液低溫引發(fā)劑0.lg、助排劑0.2g、水98.9g混合均勻；交聯(lián)液配制:取硼砂Ig,過硫酸銨Ig,水98g混合均勻；將基液與交聯(lián)液按100:5的交聯(lián)比混合，形成羥丙基胍膠壓裂液。
測丨試?yán)?br> 本發(fā)明進(jìn)一步對實施例廣8中制備得到的水基胍膠壓裂液Al以及對比例進(jìn)行了粘度、耐溫性能測試、抗 剪切性能、攜砂性能和破膠性能測試，測試方法參見標(biāo)準(zhǔn)(SYT5107-2005)，測試結(jié)果如下:
表I水基胍膠壓裂液耐溫性能測試
權(quán)利要求
1.一種水基胍膠壓裂液，其特征在于，至少包含如下組分:胍膠衍生物、交聯(lián)劑、破膠齊U、增稠劑、pH值調(diào)節(jié)劑和水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水基胍膠壓裂液，其特征在于，所述胍膠衍生物的含量占所述水基胍膠壓裂液質(zhì)量的0.05、.15wt%,所述交聯(lián)劑與所述胍膠衍生物添加量比為1:10，所述破膠劑的含量占所述水基胍膠壓裂液質(zhì)量的0.2^0.6wt%，所述增稠劑的含量占所述水基胍膠壓裂液質(zhì)量的0.5 2wt%，所述pH值調(diào)節(jié)劑的添加量為使壓裂液體系的pH值為擴10，余量為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述水基胍膠壓裂液，其特征在于，所述胍膠衍生物為羥丙基胍膠、羧甲基胍膠或胍膠中的任意一種；所述交聯(lián)劑為無機硼；所述破膠劑為過硫酸鹽；所述PH值調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述水基胍膠壓裂液，其特征在于，所述無機硼為硼砂；所述過硫酸鹽為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求Γ4任一所述水基胍膠壓裂液，其特征在于，所述增稠劑為改性纖維素。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述水基胍膠壓裂液，其特征在于，所述改性纖維素為羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素或羧甲基羥乙基纖維素中的任意一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1飛任一所述水基胍膠壓裂液，其特征在于，還包括粘土防膨劑；其中，所述粘土防膨劑為氯化鉀、氯化銨或氯化鋁中的任意一種；所述粘土防膨劑含量占所述水基胍膠壓裂液質(zhì)量的廣5wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求f7任一所述水基胍膠壓裂液，其特征在于，還包括助排劑；其中，所述助排劑為陰離子表面活性劑；所述助排劑的含量占所述水基胍膠壓裂液質(zhì)量的0.1^0.5wt%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述水基胍膠壓裂液，其特征在于，所述陰離子表面活性劑為苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的任意一種。
10.一種權(quán)利要求1、任一所述水基胍膠壓裂液的制備方法，包括如下步驟: (1)將胍膠衍生物或胍膠衍生物和粘土防膨劑或胍膠衍生物、粘土防膨劑和助排劑溶于水中，混合均勻，得到稠化水； (2)將交聯(lián)劑溶于水中，混合均勻，得到交聯(lián)劑水溶液； (3)調(diào)節(jié)上述稠化水的p H值為擴10，然后將交聯(lián)劑水溶液緩慢加入稠化水中，得到凍膠溶液； (4)將所述增稠劑加入至上述凍膠溶液中，最后加入所述破膠劑得到水基胍膠壓裂液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水基胍膠壓裂液，屬于油田壓裂技術(shù)領(lǐng)域。所述水基胍膠壓裂液包括如下組分胍膠衍生物、交聯(lián)劑、破膠劑、增稠劑、pH值調(diào)節(jié)劑和水。本發(fā)明還進(jìn)一步提供了一種所述水基胍膠壓裂液的制備方法，包括如下步驟(1)將成膠劑溶于水中，混合均勻，得到稠化水；(2)將交聯(lián)劑溶于水中，混合均勻，得到交聯(lián)劑水溶液；(3)調(diào)節(jié)上述稠化水的pH值為9~10，然后將交聯(lián)劑水溶液緩慢加入稠化水中，得到凍膠溶液；(4)將所述增稠劑加入至上述凍膠溶液中，最后加入所述破膠劑得到水基胍膠壓裂液。本發(fā)明所述水基胍膠壓裂液破膠后殘渣含量低，同時所述水基胍膠壓裂液的成本也大大降低。
文檔編號C09K8/68GK103160269SQ201210570800
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者秦升益, 王中學(xué), 胡寶苓, 王光, 許智超, 鐘毓娟 申請人:北京仁創(chuàng)科技集團有限公司