CN104371698A - 一种含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到一种可用于高温地层压裂增产作业的含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型压裂液，属于油气田水力压裂技术领域。本发明的含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液，其组分质量百分比为：一种或多种芥酸酰胺基氧化铵0.3～6％；一种或多种无机酸、有机酸或几种的混合物0.1～6％；一种或多种低碳醇0.3～6％；水不低于80％。该清洁型高温压裂液的配方较为简单，表面活性剂含量低，几乎不含有任何无机盐；压裂液的配制简便快捷，符合压裂作业现场的使用要求；耐温性能较好，可满足100℃以上高温地层的压裂作业。
Description
技术领域
本发明涉及采油工程技术领域中的水力压裂技术，特别是涉及一种含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液技术。
背景技术
油气田水力压裂是一种改造油层渗流特性的工艺技术，尤其对低渗透、特地渗透油藏具有显著的增产增注作用。主要通过泵注的方式将携带有大量支撑剂的高粘度压裂液注入地层，以实现在目标地层的造缝、延伸裂缝。从而当压裂液返排后，在目标地层形成一条或多条具有高导流能力的支撑裂缝，提高油气井的开采能力和注水井的注水能力。目前，水基压裂液的增稠剂主要以聚合物为主，像瓜尔胶及其衍生物、聚丙烯酰胺等。但是这些聚合物基压裂液在注入地层后均需要添加破胶剂才能够实现破胶返排，同时，聚合物基压裂液在破胶后会产生一些粒径比地层孔隙半径大的碎片，残留在填砂裂缝中，降低裂缝的导流能力，对地层造成伤害。
为此在20世纪90年代，美国的Schlumberger公司研制成一种粘弹性表面活性剂压裂液，该压裂液不需化学破胶，排液能力强，压裂液残渣含量几乎为零，几乎不改变油层的润湿性并且能够有效的稳定粘土，使压裂过程中的表皮效应和油层污染更小，甚至接近零污染。近年来，国内在清洁压裂液方面也进行了大量的研究，主要集中在阳离子型清洁压裂液。这些压裂液体系虽然具有无残渣、地层伤害小等特点，但往往需要与其它多种类型表面活性剂复配使用，且需要添加大量无机盐，使用浓度偏高，普遍便在8％以上。更为重要的是无法满足100℃以上高温地层的压裂作业要求。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种成本较低、粘弹性十分显著、且具有耐高温性能的可用于100℃以上高温地层酸化压裂作业清洁型压裂液。
本发明所采用的技术方案是：
一种含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液，该清洁型高温压裂液的组分质量百分比为：
(1)含有一种或多种芥酸酰胺基氧化铵0.3～6％；
(2)含有一种或多种无机酸、有机酸或几种的混合物0.1～6％；
(3)可含有一种或多种低碳醇0.3～6％；
(4)水不低于80％。
所述的芥酸酰胺基氧化铵，其结构通式为：
其中R1，R2为1-4个碳的直链烷基或羟烷基，n为0～4的自然数。
上述组分中所述的无机酸、有机酸包括但不限于以下物质：氢氟酸、盐酸、硝酸、甲酸、乙酸、水杨酸、对甲苯磺酸等。
上述组分中所述的低碳醇包括但不限于以下物质：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇等等。
该清洁型高温压裂液为透明无色粘稠状液体，在室温下表现出类凝胶性能，能够在试管内倒立而不流动，高温达到130摄氏度时，其在170s-1下的剪切粘度依然可以保持在～100mPa.s。
该清洁压裂液的制备方法简单快捷，先将低碳醇和无机酸或有机酸室温搅拌溶于水中，然后缓慢加入芥酸酰胺基氧化铵，搅拌30分钟后即可获得。
与现有技术相比，本发明至少有以下优势：
1)压裂液的配方较为简单，表面活性剂含量低，几乎不含有任何无机盐；
2)压裂液的配制简便快捷，符合压裂作业现场的使用要求；
3)该压裂液的耐温性能较好，满足100℃以上高温地层的压裂作业。
附图说明
图1本发明实施例1的清洁型高温压裂液的粘温性能。
图2本发明实施例1的清洁型高温压裂液的外观照片。
具体实施方式
下面通过实施例更为详细的描述本发明，但是这些实施例不以任何方式限定本发明的范围。
实施例1
含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液：N,N-二甲基芥酸酰胺基丙基氧化铵4％，N,N-二羟乙基基芥酸酰胺基己基氧化铵1％,马来酸酸4％，丙二酸1％，乙醇1.5％，其余为水。在室温下，表现出类凝胶性能，能够在试管内倒立而不流动，170s-1下的剪切粘度依然为130mPa.s；随着温度的升高，剪切粘度有所下降，但在130摄氏度时依然可以保持在100mPa.s，完全满足130摄氏度高温地层的压裂作业。具体的粘温关系曲线见图1.
实施例2
含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液：N,N-二甲基芥酸酰胺基丙基氧化铵2％，N,N-二羟乙基基芥酸酰胺基丙基氧化铵2％，盐酸3％，草酸2％，甲醇0.8％，丁醇0.5％，其余为水。在室温下，170s-1下的剪切粘度依然为120mPa.s；130摄氏度剪切粘度为75mPa.s。
实施例3
含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液：N,N-二甲基芥酸酰胺基丁基氧化铵1.5％，N,N-二羟乙基基芥酸酰胺基丙基氧化铵2％，柠檬酸4.5％，氢氟酸0.5％，异丙醇0.8％，其余为水。在室温下，170s-1下的剪切粘度依然为118mPa.s；130摄氏度剪切粘度为63mPa.s。
实施例4
含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液：N,N-二甲基芥酸酰胺基丁基氧化铵1％，N,N-二羟乙基基芥酸酰胺基丙基氧化铵1％，N,N-二乙基芥酸酰胺基丙基氧化铵1％，硫酸3％，对甲苯磺酸2％，甲醇1％，戊醇4％，其余为水。在室温下，170s-1下的剪切粘度依然为100mPa.s；130摄氏度剪切粘度为87mPa.s。
Claims (8)
1.一种含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液，其特征在于该清洁型高温压裂液包含以下成分：
(1)含有一种或多种芥酸酰胺基氧化铵；
(2)含有一种或多种无机酸、有机酸或几种的混合物；
(3)可含有一种或多种低碳醇；
(4)水。
2.如权利要求1所述的一种含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液，其特征在于上述组分中的芥酸酰胺基氧化铵的结构通式为：
其中R1，R2为1-4个碳的直链烷基或羟烷基，n为0～4的自然数。
3.如权利要求1所述的一种含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液，其特征在于上述组分中所述的无机酸、有机酸包括但不限于以下物质：氢氟酸、盐酸、硝酸、甲酸、乙酸、水杨酸、柠檬酸、马来酸、苹果酸、草酸、对甲苯磺酸等。
4.如权利要求1所述的一种含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液，其特征在于上述组分中所述的低碳醇包括但不限于以下物质：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、丙三醇等等。
5.如权利要求1所述的一种含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液，其特征在于所述的芥酸酰胺基氧化铵的质量含量为0.3～6％。
6.如权利要求1所述的一种含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液，其特征在于上述组分中所述的无机酸、有机酸的质量含量为0.1～6％。
7.如权利要求1所述的一种含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液，其特征在于上述组分中所述的低碳醇的质量含量为0.3～6％。
8.如权利要求1所述的一种含芥酸酰胺基氧化铵的清洁型高温压裂液，其特征在于上述组分中所述的水的质量含量不低于80％。
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