一種交聯酸加砂壓裂酸液的製作方法
2023-06-12 07:45:46 4
專利名稱：一種交聯酸加砂壓裂酸液的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種提高石油低滲高充填白雲巖天然氣藏單井產量的，可在高溫強酸
條件下交聯，具有良好的流變性能以保證攜砂、並在壓裂後可及時破膠返排的交聯酸加砂壓裂酸液。
背景技術：
針對高充填III類白雲巖儲層，為進一步提高單井產量，開展了依靠酸化溶蝕作用與加砂壓裂雙重效果的交聯酸攜砂壓裂技術研究。該技術可延緩酸巖反應速度，增加酸蝕縫長，提高裂縫導流能力。 目前，常規加砂壓裂液體系的性能雖然可以滿足儲層改造工藝要求，但多為鹼性壓裂液，C02壓裂液體系也僅能在弱酸性下交聯。 而以往應用的交聯型稠化酸可在強酸條件下交聯，但交聯後的粘度較低，一般只在20mPa， s左右，並且採用多價金屬離子或乙醛等作為交聯劑，但由於這種最初研製的膠凝酸對剪切很敏感，高溫穩定性差，殘酸中破膠也較為困難，因此該酸液體系一直沒有得到推廣應用。近年來國外有關公司在此酸液的基礎上發展了高效酸酸液體系(各家公司的名稱不同)及相應的技術，並在現場進行了應用，但也僅用於普通酸化壓裂施工，其性能不能滿足加砂壓裂施工工藝要求。
發明內容
本發明的目的是研製可在高溫強酸條件下交聯，具有良好的流變性能以保證攜
砂、並在壓裂後可及時破膠返排的交聯酸加砂壓裂酸液。不但具有酸化壓裂施工時較低的
工作壓力、並能與巖石反應在裂縫壁面形成形成凸凹不平的縫面，溝通形成的裂縫附近儲
層特點，還具有加砂壓裂所具有的較高的液體粘度，較低的液體濾失並能夠在施工的同時
攜帶支撐劑，在人工裂縫內形成具有高導流能力的支撐裂縫的特點。 本交聯酸加砂壓裂酸液，按重量由如下成分組成 稠化劑O. 7%、交聯劑1.5%、緩蝕劑1.5%、表面活性劑0. 5%和穩定劑0. 15%、
20%鹽酸和75. 65%水，總重量100% ; 1.稠化劑按重量由如下成分組成 甲基丙烯醯胺基乙基三甲基氯化銨 6.61% 丙烯醯胺 3.22% 丙烯酸 1.25% 2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸 9. 52% 6. 15%氫氧化鈉和73. 25去離子水，總重量100% ; 合成條件 ①配製20X的氫氧化鈉溶液，並用該溶液在中和反應釜中中和丙烯酸單體。中和時需嚴格控制鹼液滴加速度和釜內溫度，避免爆沸和聚合。
3
②中和反應完畢後，將釜中的溫度降至5(TC以下，依次加入甲基丙烯醯胺基乙基三甲基氯化銨、丙烯醯胺單體、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、EDTA以及適量的去離子水，並攪拌均勻。 ③在中和反應釜中通入氮氣驅氧，持續30min。 ④將混合反應液放入若干聚合槽中，加入定量的複合引發劑，密封反應4 6小時，得聚合物凝膠。 甲基丙烯醯胺基乙基三甲基氯化銨——高溫穩定性，pH穩定性，親水性；
丙烯醯胺、丙烯酸——親水性，高聚合活性，並提供在酸性條件下可交聯的基團。
因此，該聚合物在酸性條件下，具有較好的耐溫性並能提供較高的溶液粘度。
2、交聯劑按重量比由氧氯化鋯1%、甲醛80%和乙二醛19%組成
合成方式控制合成溫度和合成時間； 合成條件合成溫度在在50 7(TC，合成時間為4 6小時。
表面活性劑為全氟聚氧乙烯烷基醇醚非離子表面活性劑
穩定劑為檸檬酸；
緩蝕劑為妣啶和吡啶衍生物。 通過室內性能評價，該交聯酸體系具有強酸條件下交聯穩定、耐溫抗剪切和攜砂
性能優良、濾失小、易破膠等特點，可以保證加砂壓裂的工藝要求。此外交聯酸反應速度常
數和反應級數明顯低於普通酸和稠化酸，表明交聯酸液同其它酸液體系相比，具有更好的
緩速性能，因此，使用交聯酸更利於降低酸巖反應速度、提高酸液有效作用距離。單井產量
的一項重要技術，對填隙物含量高、喉道半徑小的儲層改造具有一定借鑑意義。 目前常規壓裂液體系僅能在鹼性和弱酸性條件下交聯，而國內外所應用的交聯酸
液體系主要應用於酸化壓裂，且其性能不足以應用於攜砂壓裂。 所研製的新型交聯酸液體系不但可以在高溫強酸條件下交聯，還具有優良的攜砂及破膠性能，滿足了大規模加砂壓裂工藝的要求，在碳酸鹽巖儲層加砂壓裂現場施工中性能穩定，壓後破膠返排徹底，應用效果顯著，具體性能如下
1、能在20%的鹽酸中交聯；
2、耐溫能力達到IO(TC ; 3、酸巖反應速度常數1. 3744X 10-6 (mol/cm3) (l_m) X (cm/s);
4、能徹底破膠，破膠液粘度小於lOmPa. s。
具體實施例方式
按重量百分比由如下成份組成0. 7%稠化劑、1. 5%交聯劑、1. 5%緩蝕劑、0. 5%表面活性、0. 15%穩定劑、20%鹽酸和75. 65%水，總重量100% ; 稠化劑按重量百分比由甲基丙烯醯胺基乙基三甲基氯化銨6.61%、丙烯醯胺3. 22%、丙烯酸1. 25%、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸9. 52%、氫氧化鈉6. 15 %和73. 25去離子水，總重量100% ;
製備方法 ①配製20X的氫氧化鈉溶液，並用該溶液在中和反應釜中中和丙烯酸單體。中和時需嚴格控制鹼液滴加速度和釜內溫度，避免爆沸和聚合。
4
②中和反應完畢後，將釜中的溫度降至5(TC以下，依次加入甲基丙烯醯胺基乙基 三甲基氯化銨、丙烯醯胺單體、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、EDTA以及適量的去離子水， 並攪拌均勻。 ③在中和反應釜中通入氮氣驅氧，持續30min。 ④將混合反應液放入若干聚合槽中，加入定量的複合引發劑，密封反應4 6小 時，得聚合物凝膠。 交聯劑按重量百分比由氧氯化鋯1%、甲醛80%和乙二醛19%，總重量100% ;
合成條件合成溫度在在50 7(TC，合成時間為4 6小時。
表面活性劑為全氟聚氧乙烯烷基醇醚非離子表面活性劑
鐵離子穩定劑為擰檬酸；
緩蝕劑妣啶和吡啶衍生物。 交聯酸液體系累計在長慶靖邊氣田現場試驗11 口井，最高加砂量突破25m 平均 加砂達18. lm 砂比達19. 6%，表現出良好的施工工藝性能。 G6-11B井於2006年9月20日施工，入地酸液體系105. 8m3。加砂9. 11113，最高綜 合砂濃度為360kg/m3，砂比為18. 6% 。 G22-19A井於2006年10月18日施工，入地酸液體系202. 9m3。加砂22. 2m 最高 綜合砂濃度為460kg/m 砂比為20. 0%。
權利要求
一種交聯酸加砂壓裂酸液，其特徵在於按重量百分比由如下成份組成0.7％稠化劑、1.5％交聯劑、1.5％緩蝕劑、0.5％表面活性、0.15％穩定劑、20％鹽酸和75.65％水，總重量100％；稠化劑按重量百分比由甲基丙烯醯胺基乙基三甲基氯化銨6.61％、丙烯醯胺3.22％、丙烯酸1.25％、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸9.52％、氫氧化鈉6.15％和去離子水73.25，總重量100％；交聯劑按重量百分比由氧氯化鋯1％、甲醛80％和乙二醛19％，總重量100％；表面活性劑為全氟聚氧乙烯烷基醇醚非離子表面活性劑鐵離子穩定劑為檸檬酸；緩蝕劑吡啶和吡啶衍生物。
全文摘要
本發明涉及一種交聯酸加砂壓裂酸液，按重量百分比由如下成份組成0.7％稠化劑、1.5％交聯劑、1.5％緩蝕劑、0.5％表面活性、0.15％穩定劑、20％鹽酸和75.65％水；稠化劑按重量比由甲基丙烯醯胺基乙基三甲基氯化銨6.61％、丙烯醯胺3.22％、丙烯酸1.25％、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸9.52％、氫氧化鈉6.15％和去離子水73.25組成；交聯劑按重量比由氧氯化鋯1％、甲醛80％和乙二醛19％組成；此交聯酸加砂壓裂酸液能在20％的鹽酸中交聯；耐溫能力達到100℃；酸巖反應速度常數1.3744×10-6(mol/cm3)(1-m)×(cm/s)；破膠液粘度小於10mPa.s。
文檔編號C09K8/74GK101724389SQ20081022482
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月22日 優先權日2008年10月22日
發明者丁裡, 呂偉, 周曉群, 姬振寧, 尹曉宏, 徐永高, 王亞娟, 管保山, 趙振峰, 趙文 申請人:中國石油天然氣股份有限公司