一種降阻劑及其製備方法和使用該降阻劑的滑溜水壓裂液及其製備方法
2023-06-30 14:06:51 1
專利名稱：一種降阻劑及其製備方法和使用該降阻劑的滑溜水壓裂液及其製備方法
技術領域：
本發明屬於石油開採用壓裂液技術領域，具體涉及一種降阻劑及其製備方法，同時還涉及使用該降阻劑的滑溜水壓裂液及其製備方法。
背景技術：
21世紀以來，面對巨大的能源需求，世界油氣產能建設和生產卻相對不足，於是人們開始更多地關注非常規石油天然氣資源。其中，根據世界油氣雜誌2009年的預測與統計，世界範圍內的頁巖氣儲量約為4. 6 X IO1V,資源量十分豐富。由於頁巖油氣儲層滲透率超低，厚度大，天然裂縫發育，儘管天然裂縫能夠形成一定滲流通道，但是通常無法提供經濟開採所需的滲流通道，多數含油氣頁巖都需要實施水力壓裂才能達到工業開採價值，但是常規的聚合物基壓裂液體系(改性瓜膠等)，由於含有水不溶物及常規膠體殘渣，易造成頁巖儲層嚴重傷害，壓裂液交聯形成凍膠後不利於縫網的形成，且會大大增加在管柱中的摩阻，因此對施工設備帶來制約。目前國外對於頁巖油氣儲層的改造，主要採用滑溜水體系，體系中關鍵組分降阻劑與國內常用壓裂防膨劑配伍性較差，其整個體系成本又較高，不適宜大規模壓裂改造使用；國內對於頁巖油氣儲層的改造，主要採用清水壓裂、活性水壓裂等，通過大規模、大排量(最高12m3/min)的注入方式，以達到形成網狀裂縫的目的。但清水壓裂、活性水壓裂在大排量下施工摩阻高，因此，需要開發研究出一種高效低成本的降阻劑，從而降低施工壓力、提高施工工藝成功率和經濟效益。
發明內容
本發明的目的是提供一種降阻劑及其製備方法，該降阻劑能大幅度降低壓裂管路及近井摩阻，利於頁巖油氣儲層縫網的形成，成本低廉，與其他添加劑配伍性好。本發明的第二個目的是提供一種使用該降阻劑的滑溜水壓裂液及其製備方法。為了實現以上目的，本發明所採用的技術方案是一種降阻劑，該降阻劑的組成及質量百分比為聚氧化乙烯10% 40%有機溶劑40% 85%非離子表面活性劑 0 10%分散劑0 10%。所述聚氧化乙烯的分子量為50萬 600萬。所述有機溶劑為白油。所述非離子表面活性劑為司盤80、吐溫80中的任意一種或組合。所述分散劑為二氧化矽。一種降阻劑的製備方法，包括下列步驟
I)將非離子表面活性劑加入有機溶劑中，50 IOOrpm緩慢攪拌至混合均勻；2)加入分散劑，50 IOOrpm緩慢攪拌5min,後1500 2000rpm高速攪拌5min ；3)降低攪拌速度,緩慢加入聚氧化乙烯，1000 1500rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。一種使用上述的降阻劑的滑溜水壓裂液，該壓裂液組成及質量百分比為
降阻劑0. 05% 0. 2%
助排劑0. 2% 0. 5%
防膨劑1.0% 3.0%
殺菌劑0.1% O1U
餘量為清水。所述助排劑的組成及質量百分比為壬基酚聚氧乙烯醚3. 0% 5. 0%、甲醇20% 30%、餘量為水。所述防膨劑為氯化鉀；所述殺菌劑為甲醛或戊二醛。一種滑溜水壓裂液的製備方法，包括下列步驟I)將殺菌劑加到清水中，連續攪拌使其混合均勻；2)緩慢加入降阻劑到清水中，500 800rpm連續緩慢攪拌20min使其混合均勻；3)依次加入助排劑、防膨劑，500 SOOrpm緩慢攪拌至混合均勻，即得所述滑溜水
壓裂液。聚氧化乙烯是環氧乙烷開環聚合而成的線型有規則的螺旋結構，這種柔軟的大分子在溶液中呈舒展狀態，容易發生形變，具有一定長度支鏈的大分子，在溶液中的流體力學體積較大，將增加減阻效果，同時聚合物分子在湍流邊界層中受到拉伸而取向，在取向處流體粘度會增加，從而實現了減阻效果。非離子表面活性劑的作用主要是乳化作用。分散劑的作用是保證聚氧化乙烯與有機溶劑混 合後的有效分散。有機溶劑是為了保證體系混合均勻。本發明的降阻劑，採用聚氧化乙烯和無機溶劑配製，成本低、降阻性能好，能夠在較低的濃度下有效降低流體在管道及井筒內的摩阻，與其他添加劑配伍性良好，無絮狀物及沉澱生成。該降阻劑與助排劑、防膨劑、殺菌劑配製成的滑溜水壓裂液，保持較好的降阻性能和熱穩定性；降阻劑濃度為0. 05 0. 2%，在室內實驗條件下降低摩阻的55 60% ;同時較低的降阻劑濃度，對於需要大規模改造的頁巖油氣藏，大大降低了施工成本，經濟效益顯著。
圖1為本發明的實驗例I滑溜水壓裂液的降阻率隨排量變化關係曲線。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明作進一步說明
實施例1本實施例的降阻劑的組成為分子量為50萬的聚氧化乙烯 40%白油60%。該降阻劑的製備方法為將聚氧化乙烯緩慢加入白油中，1500rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。實施例2本實施例的降阻劑的組成為分子量為600萬的聚氧化乙烯 15%白油85%。該降阻劑的製備方法為將聚氧化乙烯緩慢加入白油中，IOOOrpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所 述降阻劑。實施例3本實施例的降阻劑的組成為分子量為300萬的聚氧化乙烯 30%白油70%。該降阻劑的製備方法為將聚氧化乙烯緩慢加入白油中，1300rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。實施例4本實施例的降阻劑的組成為分子量為100萬的聚氧化乙烯 40%白油40%司盤8010%二氧化矽10%。該降阻劑的製備方法包括下列步驟I)將司盤80加入白油中，IOOrpm緩慢攪拌至混合均勻；2)加入二氧化娃，IOOrpm緩慢攪拌5min,後1700rpm高速攪拌5min ；3)降低攪拌速度,緩慢加入聚氧化乙烯，IOOOrpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。實施例5本實施例的降阻劑的組成為分子量為500萬的聚氧化乙烯 10%白油85%吐溫800. 1%二氧化矽4. 9%。該降阻劑的製備方法包括下列步驟I)將吐溫80加入白油中，50rpm緩慢攪拌至混合均勻；2)加入二氧化娃,50rpm緩慢攪拌5min,後2000rpm高速攪拌5min ；3)降低攪拌速度,緩慢加入聚氧化乙烯，1500rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。實施例6本實施例的降阻劑的組成為分子量為200萬的聚氧化乙烯 20%白油75%司盤804. 9%二氧化矽0. 1%。該降阻劑的製備方法包括下列步驟I)將司盤80加入白油中，70rpm緩慢攪拌至混合均勻；2)加入二氧化娃，70rpm緩慢攪拌5min,後1500rpm高速攪拌5min ；3)降低攪拌速度,緩慢加入聚氧化乙烯，1200rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。實施例7本實施例的降阻劑的組成為
權利要求
1.一種降阻劑，其特徵在於該降阻劑的組成及質量百分比為聚氧化乙烯10% 40%有機溶劑40% 85%非離子表面活性劑O 10%分散劑O 10%。
2.根據權利要求1所述的降阻劑，其特徵在於所述聚氧化乙烯的分子量為50萬 600 萬。
3.根據權利要求1所述的降阻劑，其特徵在於所述有機溶劑為白油。
4.根據權利要求1所述的降阻劑，其特徵在於所述非離子表面活性劑為司盤80、吐溫 80中的任意一種或組合。
5.根據權利要求1所述的降阻劑，其特徵在於所述分散劑為二氧化矽。
6.一種如權利要求1所述的降阻劑的製備方法，其特徵在於包括下列步驟1)將非離子表面活性劑加入有機溶劑中，50 IOOrpm緩慢攪拌至混合均勻；2)加入分散劑，50 IOOrpm緩慢攪拌5min，後1500 2000rpm高速攪拌5min；3)降低攪拌速度，緩慢加入聚氧化乙烯，1000 1500rpm快速攪拌IOmin使其完全溶解，即得所述降阻劑。
7.一種使用如權利要求1所述的降阻劑的滑溜水壓裂液，其特徵在於該壓裂液組成及質量百分比為降阻劑O. 05% O 2%助排劑O. 2% O. 5%防膨劑1.0% 3.0%殺菌劑O. 1% O. 3%餘量為清水。
8.根據權利要求7所述的滑溜水壓裂液，其特徵在於所述助排劑的組成及質量百分比為壬基酚聚氧乙烯醚3. 0% 5. 0%、甲醇20% 30%、餘量為水。
9.根據權利要求7所述的滑溜水壓裂液，其特徵在於所述防膨劑為氯化鉀；所述殺菌劑為甲醛或戊二醛。
10.一種如權利要求7所述的滑溜水壓裂液的製備方法，其特徵在於包括下列步驟1)將殺菌劑加到清水中，連續攪拌使其混合均勻；2)緩慢加入降阻劑到清水中，500 800rpm連續緩慢攪拌20min使其混合均勻；3)依次加入助排劑、防膨劑，500 SOOrpm緩慢攪拌至混合均勻，即得所述滑溜水壓裂液。
全文摘要
本發明公開了一種降阻劑及其製備方法和使用該降阻劑的滑溜水壓裂液及其製備方法，該降阻劑的組成及質量百分比為聚氧化乙烯10%～40%、有機溶劑40%～85%、非離子表面活性劑0～10%、分散劑0～10%；滑溜水壓裂液的組成及質量百分比為降阻劑0.05%～0.2%、助排劑0.2%～0.5%、防膨劑1.0%～3.0%、殺菌劑0.1%～0.3%、餘量為清水。本發明的降阻劑能大幅度降低壓裂管路及近井摩阻，成本低廉且與地層水及其他添加劑配伍性良好；使用該降阻劑的滑溜水壓裂液，能保持較好的降阻性能和熱穩定性，同時具有較低的降阻劑濃度，對於需要大規模改造的頁巖油氣藏，經濟效益顯著。
文檔編號C09K8/68GK103045226SQ20131002009
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者劉洪濤, 賈躍立, 魏媛茜, 解勇珍, 蔣爾良, 劉欣 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技術研究院