CN106467737A - 一种浓缩压裂液配制剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种浓缩压裂液配制剂，由A、B两剂复合而成。所述A剂按重量份由下列组分构成：稠化剂45～55份、硼化合物5～10份、分散稳定剂1～5份、有机溶剂以A剂总量100份计补齐。所述B剂按重量份由下列组分构成：粘土稳定剂10～20份、助排剂5～10份、破乳剂0～10份、pH调节剂0～20份、水以B剂总量100份计补齐。本发明将压裂液的主要成分集成于A、B剂中，节省了现场配液操作的工作量。且A、B剂皆为液相，拥有良好的流动性，能够完全满足连续制备压裂液的需要，在山地、海上等复杂工况下拥有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种浓缩压裂液配制剂，属于石油开采技术领域。
背景技术
水力压裂是用于非常规油气藏开发的重要技术，能够显著提高低渗储层的生产潜力。目前，大多数压裂液属于水基植物胶及其衍生物体系，如瓜尔胶、香豆胶、纤维素衍生物等。植物胶压裂液体系虽然拥有较好的耐温耐剪切能力和低残渣低伤害的特点，但作为压裂液主剂的植物胶及其衍生物，存在着溶解性能不佳，溶胀时间长，易出现鱼眼影响施工质量的问题。参照《SY/T 5764-2007压裂用植物胶通用技术条件》的相关实验方法，以羟丙基瓜胶为代表的植物胶稠化剂需要至少4小时的溶胀时间，而在现场配液施工条件下，溶胀时间可能进一步增加。因此，为了保证施工的顺利进行，往往需要在现场置备大量储液罐，遭遇特殊情况造成施工拖延的还需要加入大量杀菌剂保证基液质量。为此，人们开发了速溶性植物胶稠化剂，液体植物胶稠化剂，通过大幅度提高稠化剂水化能力，降低储液罐数量。同时在施工中加入所需的稠化剂，一定程度减少了物料的浪费。然而，该方法仍无法从根本上避免储液罐和备液的发生。并且由于压裂液体系组分复杂，多种添加剂必须事先加入储液罐中，仍不可避免的造成物料浪费，现场添加过程繁琐，工人劳动强度大。并且，在海上、山地等复杂井场工况条件下，无法实现多种添加剂的预混，施工难度大。
发明内容
为了有效解决压裂液配制过程中需要大量储液罐、备液时间长，以及配液繁琐，(如众多添加剂需逐个加入，或使用多个低压泵和中间容器)等问题，本发明提供了一种浓缩压裂液配制剂，现场使用时无需成批混配，仅提供水源即可实现连续配注，大大节约了物料消耗，降低了施工难度。
本发明提供的一种浓缩压裂液配制剂，由A、B两剂复合而成。
根据本发明，所述A剂按重量份由下列组分构成：
在上述A剂中，所述稠化剂选自羟丙基瓜胶、羧甲基羟丙基瓜胶、瓜胶、香豆胶和田菁胶中的至少一种。
在上述A剂中，所述硼化合物为硼酸和/或硼砂。
在上述A剂中，所述分散剂选自有机粘土、改性硅土和油溶性聚合物中的至少一种。所述有机粘土和改性硅土主要为通过表面活性剂进行表面改性的微小颗粒，因为粒径小，分散能力强，起到稳定乳液的作用。油溶性聚合物可溶于油相增稠，也能实现稳定乳液的作用。
在上述A剂中，所述有机溶剂选自白油、柴油和煤油中的至少一种。
根据本发明，所述B剂按重量份由下列组分构成：
在上述B剂中，所述粘土稳定剂选自聚N-羟甲基丙烯酰胺、聚羟丙基二甲基氯化铵和聚二烯丙基二甲基氯化铵中的至少一种。
在上述B剂中，所述助排剂选自全氟基辛酸钠、全氟基辛酰乙撑胺基甲基二乙基碘化铵和全氟基十二烷基磺酸钠中的至少一种。
在上述B剂中，所述的破乳剂选自聚氧乙烯醚烷基甲苯酚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的至少一种。
在上述B剂中，所述的pH调节剂选自碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠中的至少一种。
本发明还提供了所述浓缩压裂液配制剂的制备和使用方法，具体步骤如下：
将A剂、B剂和水以(0.8-2.5):1.0:(90-120)的质量比混合，搅拌均匀即可得到施工所需的压裂液。
施工现场可使用比例泵进行在线混配。水的泵送使用低压主管线，A剂由比例泵进入主管线，然后泵送至井口，这个过程A剂完成溶胀。在井口进入高压泵加压前，在一个开放的混砂器系统中混入压裂用支撑剂，此时使用比例泵将B剂泵入混砂器中，也可同时加入过硫酸铵等物质控制交联速率，混合后进入高压泵组，这样的目的主要是为了防止压裂液过快交联，使冻胶粘度上升过快，增加泵送过程中的摩阻。
按照本领域公认的方法，可以就上述浓缩压裂液配制剂体系进行进一步优化设计，也可补充添加剂于B剂中或于配液时另行添加，从而制备适用于不同温度，不同储层特点的压裂液配制剂。
发明效果
常规的压裂液需要将添加剂分别加到大量水中，并需要很长的溶胀时间。本发明的要点在于将压裂液的主要成分集成于A、B剂中，因此节省了现场配液操作的工作量。其中A剂为白油悬浮分散体系，实质为“稠化剂+交联剂”，能够实现稠化剂的迅速水合增稠；B剂实质为碱，使用时与A剂混合完成交联功能，同时添加剩余的水基添加剂。
在A剂中，稠化剂在水中溶胀，然后在有机溶剂中分散，与B剂混合后，硼化合物与碱反应生成偏硼酸，使配制剂具备交联能力。由于大量的水在使用过程中加入，压裂液物料集中度大大增加，使得仅需双剂即可以满足压裂液的配制。且A、B剂皆为液相，拥有良好的流动性，能够完全满足连续制备压裂液的需要，在山地、海上等复杂工况下拥有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行进一步的阐述。应当理解，所述实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中的改性硅土购自汕头凯达贸易有限公司，型号为Asenpolben6038Y；
油溶性聚合物购自广州斯洛科化学有限公司，型号为
有机粘土购自浙江长兴润德物资贸易有限公司，型号为Bentogel BG 4。
实施例1
本实施例提供的浓缩压裂液配制剂中，A、B剂按重量份由下列组分构成：
A剂：羟丙基瓜胶45份，硼砂5份，改性硅土5份，柴油50份。
B剂：聚N-羟甲基丙烯酰胺20份，全氟基辛酸钠5份，聚氧乙烯醚烷基甲苯酚醚0份，碳酸氢钠0份，水75份。
实施例2
本实施例提供的浓缩压裂液配制剂中，A、B剂按重量份由下列组分构成：
A剂：瓜胶50份，硼酸5份，油溶性聚合物1份，柴油44份。
B剂：聚羟丙基二甲基氯化铵10份，乙撑胺基甲基二乙基碘化铵10份，聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚5份，碳酸钠10份，水65份。
实施例3
本实施例提供的浓缩压裂液配制剂中，A、B剂按重量份由下列组分构成：
A剂：香豆胶55份，硼酸7.5份，有机粘土2.5份，柴油35份。
B剂：聚二烯丙基二甲基氯化铵10份，全氟基十二烷基磺酸钠10份，聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚5份，氢氧化钠15份，水60份。
取实施例1-3制备的A、B剂，室温下放置3个月，避光密封静置，观察浓缩压裂液配制剂外观，结果见表1。
选取一定比例的A、B剂与水混溶制备不同温度的压裂冻胶，按照《SY/T5107-2005水基压裂液性能评价方法》对冻胶性能进行相关检测。(采用加入0.1％过硫酸铵作为破胶剂，当破胶温度低于60℃时，采用0.1％过硫酸铵+0.05％亚硫酸钠作为破胶剂)
表1
在某井海上压裂施工中，使用本发明实施例3中的浓缩压裂液配制剂。海水抽提排量为3.2m3/min，A剂泵送速率30L/min，现场通过船载混砂器比例泵将B剂泵入混砂器中，排量为35L/min，共在线配制压裂液230m3，加砂38m3，最高砂比40％，压后关井2h防喷，破胶液粘度小于5mPa.s，破胶彻底，经试产后投产，该井初产油8.4t/天，6个月后日产4.6t/天，取得了良好的改造效果。说明本发明的浓缩压裂液配制剂性能优异，稠化剂溶胀效率高，混砂器观察无鱼眼，压裂液冻胶交联良好，可挑挂无脱水，其各项性能指标满足《SY/T 6376-2008压裂液通用技术条件》的要求，能够很好的保障海上压裂施工的开展。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (10)
1.一种浓缩压裂液配制剂，由A、B两剂复合而成，
所述A剂按重量份由下列组分构成：
所述B剂按重量份由下列组分构成：
2.根据权利要求1所述的浓缩压裂液配制剂，其特征在于，所述稠化剂选自羟丙基瓜胶、羧甲基羟丙基瓜胶、瓜胶、香豆胶和田菁胶中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的浓缩压裂液配制剂，其特征在于，所述硼化合物为硼酸和/或硼砂。
4.根据权利要求1所述的浓缩压裂液配制剂，其特征在于，所述分散剂选自有机粘土、改性硅土和油溶性聚合物中的至少一种；和/或
所述有机溶剂选自白油、柴油和煤油中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的浓缩压裂液配制剂，其特征在于，所述粘土稳定剂选自聚N-羟甲基丙烯酰胺、聚羟丙基二甲基氯化铵和聚二烯丙基二甲基氯化铵中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的浓缩压裂液配制剂，其特征在于，所述助排剂选自全氟基辛酸钠、全氟基辛酰乙撑胺基甲基二乙基碘化铵和全氟基十二烷基磺酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的浓缩压裂液配制剂，其特征在于，所述破乳剂选自聚氧乙烯醚烷基甲苯酚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的浓缩压裂液配制剂，其特征在于，所述pH调节剂选自碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠中的至少一种。
9.根据权利要求1至8任一项所述的浓缩压裂液配制剂，其特征在于，所述A剂和B剂的重量比为(0.8-2.5):1。
10.根据权利要求1至8任一项所述的浓缩压裂液配制剂的应用，将A剂、B剂和水以(0.8-2.5):1.0:(90-120)的质量比混合，搅拌均匀得到压裂液。
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