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1、(10)申请公布号 CN 102994067 A (43)申请公布日 2013.03.27 CN 102994067 A *CN102994067A* (21)申请号 201110290277.9 (22)申请日 2011.09.14 C09K 8/68(2006.01) (71)申请人 王磊 地址 610065 四川省成都市武侯区一环路南 一段 24 号 (72)发明人 王磊 (54) 发明名称 基于控制盐水加量的清洁压裂液制备工艺 (57) 摘要 本发明公开了一种基于控制盐水加量的清 洁压裂液制备工艺， 包括步骤 ： (a) 首先， 在浓度 为 3.0 5.0的盐水溶液中， 加入适量的表面。
2、 活性剂， 搅拌一段时间 ； (b) 然后， 在搅拌情况下， 加入适量的水杨酸钠， 充分搅拌得到溶液 ； (c) 最 后， 在恒温水浴中保存一段时间以便充分消泡， 即 得清洁压裂液。 本发明通过控制盐水的加量， 从而 能大大增加整个体系的粘数， 进而提高制备出的 清洁压裂液的产品质量。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 基于控制盐水加量的清洁压裂液制备工艺， 其特征在于， 包括以下步骤 ： (a) 首先， 在浓度为 3.0 。
3、5.0的盐水溶液中， 加入适量的表面活性剂， 搅拌一段时 间 ； (b) 然后， 在搅拌情况下， 加入适量的水杨酸钠， 充分搅拌得到溶液 ； (c) 最后， 在恒温水浴中保存一段时间以便充分消泡， 即得清洁压裂液。 2. 根据权利要求 1 所述的基于控制盐水加量的清洁压裂液制备工艺， 其特征在于， 所 述盐水溶液为氯化钠溶液。 3. 根据权利要求 1 所述的基于控制盐水加量的清洁压裂液制备工艺， 其特征在于， 所 述表面活性剂的为十六烷基三甲基氯化铵。 4. 根据权利要求 1 3 中任一项所述的基于控制盐水加量的清洁压裂液制备工艺， 其 特征在于， 所述盐水溶液的浓度为 4.0。 权 利 要 。
4、求 书 CN 102994067 A 2 1/3 页 3 基于控制盐水加量的清洁压裂液制备工艺 技术领域 0001 本发明涉及一种清洁压裂液制备工艺， 具体是指一种基于控制盐水加量的清洁压 裂液制备工艺。 背景技术 0002 油气井的水力压裂增产技术是改造油气层的有效方法， 是油气井、 水井增产、 增注 的有效措施。此技术已积累了 50 多年的经验， 被广泛应用于油气田勘探和开发中。与此同 时， 每年会消耗掉 6104吨以上的化学剂。 0003 所谓油层水力压裂， 就是对于埋藏在几百到几千米的油层， 利用水力的作用， 使油 层形成裂缝。 油层水力压裂的过程， 一般指在地面采用高压大排量的泵， 。
5、利用液体的传压性 能， 将具有一定粘度的液体 ( 压裂液 )， 以大大超过油层所能吸收的能力向井中注入， 井筒 内的压力逐渐增高， 当压力增高到超过井壁附近的地应力及岩石的抗张强度时， 油层就会 形成有一定几何尺寸的裂缝。 由于裂缝的出现， 渗透面积增加， 加之井底压力与油层压力之 间存在压差， 此时泵入的液体， 其中一部分满足了地层的吸收， 剩余的则使裂缝向前延伸和 扩张。 随着流体的不断注入， 裂缝也会不断延伸与扩展， 直到流体所注入的速度与油层所能 吸入的速度相等时， 裂缝才会停止延伸与扩展。 此时如果地面高压泵停止泵入液体， 油层由 于外来压力的消失， 又会使裂缝重新闭合。 为了保持裂。
6、缝处于张开伏态， 随着压裂液的不断 注入， 须在压裂液中混入较大直径的支撑剂 ( 如石英砂、 核桃壳、 陶粒等 )， 使之沉淀于裂缝 中， 支撑已形成的裂缝。 由于地层中有了这样被支撑的裂缝， 从而提高了近井地带岩层的渗 透率， 改善了井筒附近油层的流体流动通道， 增大了排流面积， 降低了流体的流动阻力， 使 油井达到了增产的效果。 0004 清洁压裂液作为造缝和携砂的介质， 其性能的改进一直是人们研究的课题。自 50 年代大规模进行水力压裂以来， 压裂液无论从单项添加剂、 整体压裂液配方体系的形成、 室 内研究仪器设备和方法到现场应用工艺技术等均发生了重大变化， 特别是 90 年代以来， 压。
7、 裂液体系研究趋于完善， 在压裂液化学和现场应用中发挥了重要作用。 0005 清洁压裂液， 国外是在上个世纪 90 年代发展起来的， 自从 1997 年 Schlumberger 公司推出第一个产品 J508 投入市场以来， 就迅速得到了推广， 目前用量最大的三个国家和 地区分别是 ： 加拿大、 墨西哥湾和美国东部。同时国外的学者通过长期致力于粘弹性研究， 极大地丰富了粘弹性理论， 为VES的理论研究奠定了基础， 得到的粘弹性评价方法为VES压 裂液性能评价指明了方向。 0006 国内对清洁压裂液研究较晚， 目前主要应用的 VES 为 CTAB 和 Schlumberger 的 J508 型表。
8、面活性剂， 存在的问题是 ： CTAB 的粘弹效应较为弱， 特别是在温度高于 60时， 粘 性会随之大大降低， 失去对支撑剂的有效悬浮作用。 Schlumberger的J508型表面活性剂有 很好的粘弹性， 适用的温度较高， 由于其配方中添加了某些高温稳定剂， 从而将该体系应用 在温度高于 100的油气井增产作业， 但是该配方的成本较 CTAB 高， 使得该体系在国内大 规模应用受到限制。近年来国内也有报道不同配方的 VES， 使用的温度也有了较大的提高， 说 明 书 CN 102994067 A 3 2/3 页 4 但是关于他们的应用报道还很少。 从某种角度说原因是由于分子设计中没有很好的考。
9、虑到 产品的工业化问题， 导致成本太高而制约其应用， 另一个重要的原因是由于国内目前对 VES 流体的评价方法还不完善， 致使对 VES 有一个误区， 那就是应该达到多大的粘弹性才能保 证压裂的正常施工。 0007 目前， 广泛使用的清洁压裂液体系可分为水基压裂液、 泡沫压裂液、 油基压裂液和 乳化压裂液。从 50 年代初到 60 年代初是以油基压裂液为主。油基压裂液通常由烃类 ( 原 油、 柴油 )、 稠化剂 ( 有机磷酸盐 )、 交联剂 ( 偏铝酸盐 ) 和破胶剂 ( 强碱弱酸盐 ) 组成， 通 过两步交联法， 提高了其现场可操作性和耐温能力 ( 达 130 )。它具有与油藏配伍性好， 易。
10、返排、 低伤害， 适合于强水敏、 低压储层等优点。 同时， 也存在安全性差、 成本高、 耐温能力 较弱和滤失量大等缺点。在 60 年代初， 胍尔胶稠化剂的问世， 标志着现代压裂液化学的诞 生。70 年代， 由于胍尔胶化学改性 ( 如羟丙基胍尔胶 HPG、 羟基羧甲基胍尔胶 CMHPG) 的成 功， 以及交联体系的完善 ( 由硼、 锑发展到有机钛、 有机锆 )， 水基压裂液迅速发展， 在压裂 液类型中占主导作用。水基压裂液由聚合物稠化剂 ( 植物胶， 如胍尔胶、 香豆胶等 )、 交联 剂、 破胶剂、 pH 值调节剂、 杀菌剂、 粘土稳定剂和助排剂等组成。具有低廉、 安全、 可操作性 强、 综合性。
11、能好、 运用范围广等特点， 但潜在的问题是损害水敏性储层， 以及由于残渣、 未破 胶的浓缩胶和滤饼造成的导流能力损害。 随着致密气藏的开采和部分低压油井压裂后返排 困难等因素， 在 80 年代泡沫压裂液技术又大规模在现场应用， 取代了部分水基压裂液。泡 沫压裂液一般由气相和液相组成， 气相 ( 一般为 70 75的 CO2 或 N2) 以气泡的形式分 散在整个连续相中， 液相通常含有表面活性剂或其它稳定剂， 加入植物胶稠化剂， 可以改善 泡沫压裂液的稳定性。它具有易返排、 伤害小和携砂能力强等特点， 适合于低压、 水敏性储 层， 尤其是气藏。 乳化压裂液是介于水基与油基之间的压裂液流体， 目前。
12、常用的是聚合物水 包油乳化压裂液， 它是由6070的液态烃(原油或柴油为内相)和3040聚合物 稠化水 ( 植物胶水溶液为外相 ) 组成， 具有低滤失、 低残渣、 粘度高和伤害较小等特点。目 前， 压裂液体系仍是以水基压裂液为主 ( 占 65 )， 泡沫压裂液 ( 占 30 )， 油基、 乳化压裂 液 ( 占 5 ) 共存的局面。其中， 在水基压裂液中， 硼交联压裂液占 40， 钛、 锆交联压裂液 占 10， 未交联压裂液占 15。 0008 20 世纪 90 年代， 国外研制出了无聚合物水基压裂液体系 ： 一种基于粘弹性表面活 性剂的压裂液， 该体系不需化学破胶， 排液能力强， 压裂液残渣含。
13、量几乎为零， 基本不改变 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， 能更有效的提高油井产能， 充分达到油气藏压裂的目的。 该体系被称之为粘弹 性表面活性剂压裂液， 又称之为清洁压裂液。 0009 清洁压裂液自 1997 年在国外投入使用后， 就迅速得到推广。目前加拿大用量第 一， 墨西哥湾第二， 美国东部第三。 我国由于在界面化学和表面活性剂合成领域与发达国家 相差较大， 清洁压裂液在我国发展还比较缓慢。 0010 从油田应用的角度来讲， 作为压裂液的配方， 不仅要有足够的增粘能力， 还要考虑 主剂与其它辅剂的配伍性。对清洁压裂液来说， 。
14、主要是考虑与 KCl 的配伍性， 因为现场一般 多用 KCl 作粘土稳定剂， 以防止粘土的水化、 膨胀、 分散和运移。基于以上基本事实， 在制备 清洁压裂液的工艺过程中， 盐水加量的大小对制备出的产品的体系粘数有着很大的影响， 如何确定出一个最佳的盐水加量， 对清洁压裂液的制备工艺有着深远的影响。 说 明 书 CN 102994067 A 4 3/3 页 5 发明内容 0011 本发明的目的为了克服现有技术的不足与缺陷， 提供一种基于控制盐水加量的清 洁压裂液制备工艺， 该制备工艺通过控制盐水的加量， 从而能大大增加整个体系的粘数， 进 而提高制备出的清洁压裂液的产品质量。 0012 本发明的。
15、目的通过下述技术方案实现 ： 0013 基于控制盐水加量的清洁压裂液制备工艺， 包括以下步骤 ： 0014 (a) 首先， 在浓度为 3.0 5.0的盐水溶液中， 加入适量的表面活性剂， 搅拌一 段时间 ； 0015 (b) 然后， 在搅拌情况下， 加入适量的水杨酸钠， 充分搅拌得到溶液 ； 0016 (c) 最后， 在恒温水浴中保存一段时间以便充分消泡， 即得清洁压裂液。 0017 所述盐水溶液为氯化钠溶液。 0018 所述表面活性剂的为十六烷基三甲基氯化铵。 0019 所述水杨酸钠的浓度为 4.0。 0020 综上所述， 本发明的有益效果是 ： 本制备工艺通过控制盐水的加量， 从而能大大增。
16、 加整个体系的粘数， 进而提高制备出的清洁压裂液的产品质量。 附图说明 0021 图 1 是 KCL 加量对体系粘数的影响示意图。 具体实施方式 0022 下面结合实施例， 对本发明作进一步地的详细说明， 但本发明的实施方式不限于 此。 0023 实施例 ： 0024 本发明涉及基于控制盐水加量的清洁压裂液制备工艺， 包括以下步骤 ： 0025 (a) 首先， 在盐水溶液中， 加入适量表面活性剂， 搅拌一段时间 ； 0026 (b) 然后， 在搅拌情况下， 加入一定量的水杨酸钠， 充分搅拌得到溶液 ； 0027 (c) 最后， 在恒温水浴中保存一段时间以便充分消泡， 即得清洁压裂液。 0028。
17、 上述盐水溶液为氯化钠溶液 ； 表面活性剂的为十六烷基三甲基氯化铵。 0029 为了得到最佳的盐水加量， 本发明做了盐水加量对清洁压裂液的体系浓度影响实 验， 结果如图 1 所示， 由图 1 可知， KCl 加量对压裂液表观粘度的影响不是很大， 但随 KCl 加 量增加压裂液表观粘度先渐渐增加随之又下降， 且 KCl 加量为 3.0 5.0时效果较好， 且在 KCl 加量为 4.0时粘度达到最大， 说明 KCl 加量有一个最优量为 4.0。 0030 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例， 并非对本发明做任何形式上的限制， 凡是依 据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化， 均落入本发明的保 护范围之内。 说 明 书 CN 102994067 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102994067 A 6 。