一種耐高溫黃原膠壓裂液及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種耐高溫黃原膠壓裂液及其制備方法。所述壓裂液包括如下重量份成分：黃原膠0.4?0.6份、溫度穩(wěn)定劑0.2?2份、其他輔助添加劑1.0?3.0份。本發(fā)明專利技術(shù)通過添加溫度穩(wěn)定劑(氯化鈣、甲酸鉀等)，促使黃原膠結(jié)構(gòu)向雙螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而提高其耐溫耐剪切性能，使黃原膠在高溫和高剪切下仍具有良好的攜砂性能。

High temperature resistant xanthan gum fracturing fluid and preparation method thereof

The invention provides a high temperature resistant xanthan gum fracturing fluid and a preparation method thereof. The fracturing fluid comprises the following components: weight of xanthan gum 0.4 0.6 copies, 2 copies of the 0.2 temperature stabilizer and other auxiliary additives 1 3. The present invention by adding a temperature stabilizer (calcium chloride, potassium formate, etc.) the structure of xanthan gum to change double helix structure, thereby improving the temperature and shearing resistance, the xanthan gum in high temperature and high shear has good sand carrying capability.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及油氣藏增產(chǎn)開采領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種耐高溫黃原膠壓裂液及其制備方法。
技術(shù)介紹
隨著油氣藏開發(fā)的不斷深入以及對能源需求的日益增加，非常規(guī)油氣資源已成為當(dāng)前勘探開發(fā)的熱點(diǎn)。水力壓裂作為低滲、特低滲以及非常規(guī)油氣藏增產(chǎn)的重要措施，應(yīng)用越來越廣泛。在壓裂施工過程中，壓裂液性能的好壞直接關(guān)系到壓裂施工的成敗和壓后增產(chǎn)效果。黃原膠是由糖類經(jīng)黃單胞桿菌發(fā)酵產(chǎn)生的高分子多糖，分子間可纏繞形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，是一種能夠代替植物膠的性能優(yōu)良的微生物多糖稠化劑，在石油行業(yè)中應(yīng)用廣泛，如鉆井、完井、調(diào)剖堵水等，具有良好的增稠和流變性能。申請?zhí)枮?01410475166.9，公開號為CN104312571A的中國專利申請，一種改性黃原膠稠化劑及其在制備壓裂液中的應(yīng)用公開了一種黃原膠壓裂液的制備方法，其先在水中加入粘土穩(wěn)定劑氯化鉀，然后再加入黃原膠粉。但黃原膠在鹽溶液中的增粘過程較慢，其增粘速度遠(yuǎn)低于其在水中的增粘速度。申請?zhí)枮?01310286824.5，公開號為CN103361042A的中國專利申請，黃原膠非交聯(lián)壓裂液、其制備方法和用途公開了一種黃原膠非交聯(lián)壓裂液的制備方法，其將黃原膠和粘土穩(wěn)定劑(氯化鉀)混合后再加入水中。但這種方法也不利于黃原膠迅速增粘。黃原膠是一種典型的假塑性流體，成本低，具有較高的粘性和彈性，且具有良好的水溶性、耐酸堿性和耐鹽性，可以作為非交聯(lián)壓裂液。但黃原膠用作壓裂液時(shí)，在低溫井(T<80℃)的性能較好；但在高溫條件下(T>80℃)，其耐溫耐剪切性能不理想，粘彈性能會(huì)大幅度下降，導(dǎo)致在高溫井使用時(shí)會(huì)存在著攜砂能力不足甚至脫砂的問題。因此，研發(fā)一種速溶耐高溫黃原膠壓裂液，使其在高溫下仍具有良好的粘彈性和攜砂性能，仍是亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個(gè)目的在于提供一種耐高溫黃原膠壓裂液，本專利技術(shù)的壓裂液避免了常規(guī)黃原膠壓裂液增粘速度慢、在高溫下脫砂，該壓裂液增粘速度快，且在高溫下仍具有穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，耐溫耐剪切性能好，攜砂能力強(qiáng)。本專利技術(shù)的另一目的在于提供所述的耐高溫黃原膠壓裂液的制備方法。為達(dá)上述目的，一方面，本專利技術(shù)提供了一種耐高溫黃原膠壓裂液，其中，所述壓裂液包括如下重量份成分：黃原膠0.4-0.6份、溫度穩(wěn)定劑0.2-2份、其他輔助添加劑1.0-3.0份。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，所述壓裂液包括如下重量份成分：黃原膠0.4-0.6份、溫度穩(wěn)定劑0.2-2份、粘土穩(wěn)定劑0.5-1份、破乳助排劑0.5-1份、和破膠劑0.02-1份。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，所述壓裂液還包括水100份。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，所述溫度穩(wěn)定劑選自甲酸鉀、甲酸鈉和氯化鈣中的一種或幾種。本專利技術(shù)發(fā)現(xiàn)，黃原膠在水溶液中形成有序的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對其主鏈產(chǎn)生一定的保護(hù)作用；在高溫下時(shí)，黃原膠雙螺旋結(jié)構(gòu)會(huì)打開，轉(zhuǎn)變成雜亂無序的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)會(huì)使得黃原膠溶液的粘彈性能大幅度下降。加入鹽離子(特別是是氯化鈣、甲酸鉀、甲酸鈉等)后，鹽離子在黃原膠分子鏈間建立鹽橋，使黃原膠結(jié)構(gòu)在高溫下向雙螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，黃原膠的這種雙螺旋結(jié)構(gòu)使得其在高溫下的耐剪切性能得到提高。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，所述粘土穩(wěn)定劑為氯化鉀。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，所述破乳助排劑為烷基酚聚氧乙烯醚類表面活性劑。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，所述破乳助排劑為烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽陰離子表面活性劑和烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑的混合物。本專利技術(shù)可以采用常規(guī)市售的成分為烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽陰離子表面活性劑和烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑的破乳助排劑，而根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，所述破乳助排劑為DL-12型表面活性劑。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，所述破乳助排劑為北京華油科隆開發(fā)公司生產(chǎn)的DL-12型表面活性劑，其主要成分為烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽陰離子表面活性劑和烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑的混合物。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，所述破膠劑為過硫酸鉀和/或過硫酸銨。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，所述壓裂液的制備包括：(1)配制黃原膠水溶液；(2)配制溫度穩(wěn)定劑的水溶液，在攪拌下，將溫度穩(wěn)定劑水溶液加入到黃原膠水溶液，攪拌均勻；(3)在攪拌下，向步驟(2)得到的溶液中加入其它輔助添加劑，得到所述耐高溫黃原膠壓裂液。本專利技術(shù)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，黃原膠在鹽溶液中的增粘速度緩慢，遠(yuǎn)小于其在水中的增粘速度。先將黃原膠粉末加入到水中，使其迅速增粘，充分溶脹，然后再加入溫度穩(wěn)定劑(氯化鈣)和粘土穩(wěn)定劑(氯化鉀)等，從而使黃原膠達(dá)到速溶的效果。因此，先使黃原膠在水中迅速增粘后，再將配置好的添加劑與黃原膠水溶液混合，一方面可以使黃原膠達(dá)到速溶的效果，另一方面也可以顯著提高黃原膠在高溫下的耐剪切性能。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，步驟(1)是在攪拌下，將黃原膠加入水中，攪拌3～5min，得到黃原膠水溶液。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，步驟(1)配制質(zhì)量濃度為0.5～0.6％的黃原膠水溶液。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，步驟(2)配制質(zhì)量濃度為0.2～2％的溫度穩(wěn)定劑水溶液，在攪拌下，將溫度穩(wěn)定劑水溶液加入到黃原膠水溶液中，攪拌均勻。另一方面，本專利技術(shù)還提供了所述的耐高溫黃原膠壓裂液的制備方法，其中，所述方法包括：(1)配制黃原膠水溶液；(2)配制溫度穩(wěn)定劑的水溶液，在攪拌下，將溫度穩(wěn)定劑水溶液加入到黃原膠水溶液中，攪拌均勻；(3)在攪拌下，向步驟(2)得到的溶液中加入其它輔助添加劑，得到所述耐高溫黃原膠壓裂液。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，步驟(1)是在攪拌下，將黃原膠加入水中，攪拌3～5min，得到黃原膠水溶液。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，步驟(1)配制質(zhì)量濃度為0.5～0.6％的黃原膠水溶液。根據(jù)本專利技術(shù)一些具體實(shí)施方案，其中，步驟(2)配制質(zhì)量濃度為0.2～2％的溫度穩(wěn)定劑水溶液，在攪拌下，將溫度穩(wěn)定劑水溶液加入到黃原膠水溶液中，攪拌均勻。綜上所述，本專利技術(shù)提供了一種耐高溫黃原膠壓裂液及其制備方法。本專利技術(shù)的壓裂液具有如下優(yōu)點(diǎn)：首先是現(xiàn)有的黃原膠壓裂液采用先配置成鹽溶液，再加入黃原膠(或者將黃原膠和鹽混合后同時(shí)加入水中)，這種制備方法導(dǎo)致黃原膠的增粘速度十分緩慢，不利于壓裂施工；而本專利技術(shù)采用先使黃原膠在水中迅速增粘，再將配置好的添加劑與黃原膠水溶液混合，從而使黃原膠達(dá)到速溶的效果。其次，目前的黃原膠壓裂液在高溫下受到剪切后，粘彈性能損失嚴(yán)重，攜砂性能不好；本專利技術(shù)通過添加溫度穩(wěn)定劑(氯化鈣、甲酸鉀等)，促使黃原膠結(jié)構(gòu)向雙螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而提高其耐溫耐剪切性能，使黃原膠在高溫和高剪切下仍具有良好的攜砂性能。附圖說明圖1為黃原膠溶液(未添加溫度穩(wěn)定劑CaCl2)和實(shí)施例1中耐高溫黃原膠溶液的耐溫耐剪切性能曲線(100℃)。圖2為黃原膠溶液(未添加溫度穩(wěn)定劑CaCl2)和實(shí)施例2中耐高溫黃原膠溶液的耐溫耐剪切性能曲線(120℃)。圖3為黃原膠溶液(未添加溫度穩(wěn)定劑HCOOK)和實(shí)施例3中耐高溫黃原膠溶液的耐溫耐剪切性能曲線(100℃)。圖4為黃原膠溶液(未添加溫度穩(wěn)定劑HCOOK)和實(shí)施例4中耐高溫黃原膠溶液的耐溫耐剪切性能曲線(120℃)。具體實(shí)施方式以下通過具體實(shí)施例詳細(xì)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種耐高溫黃原膠壓裂液，其中，所述壓裂液包括如下重量份成分：黃原膠0.4?0.6份、溫度穩(wěn)定劑0.2?2份、其他輔助添加劑1.0?3.0份。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐高溫黃原膠壓裂液，其中，所述壓裂液包括如下重量份成分：黃原膠0.4-0.6份、溫度穩(wěn)定劑0.2-2份、其他輔助添加劑1.0-3.0份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫黃原膠壓裂液，其中，所述壓裂液包括如下重量份成分：黃原膠0.4-0.6份、溫度穩(wěn)定劑0.2-2份、粘土穩(wěn)定劑0.5-1份、破乳助排劑0.5-1份、和破膠劑0.02-1份。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫黃原膠壓裂液，其中，所述壓裂液還包括水100份。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫黃原膠壓裂液，其中，所述溫度穩(wěn)定劑選自甲酸鉀、甲酸鈉和氯化鈣中的一種或幾種。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫黃原膠壓裂液，其中，所述粘土穩(wěn)定劑為氯化鉀。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫黃原膠壓裂液，其中，所述破乳助排劑為烷基酚聚氧乙烯醚類表面活性劑；其中優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽陰離子表面活性劑和烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑的混合物；更優(yōu)選為DL-12型表面活性劑；最優(yōu)選為北京華油科隆開發(fā)公司的DL-12型表面活性劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧擁軍，張洪，翟文，邱曉惠，王麗偉，舒玉華，方波，劉雙，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11