《一种水基胍胶压裂液及其制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种水基胍胶压裂液及其制备方法.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103160269 A (43)申请公布日 2013.06.19 CN 103160269 A *CN103160269A* (21)申请号 201210570800.8 (22)申请日 2012.12.25 C09K 8/68(2006.01) (71)申请人 北京仁创科技集团有限公司 地址 100085 北京市海淀区上地三街 9 号嘉 华大厦 B 座 5 层 508 (72)发明人 秦升益 王中学 胡宝苓 王光 许智超 钟毓娟 (74)专利代理机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 11250 代理人 赵述之 (54) 发明名称 一种水基胍胶压裂液及其制备方法 。
2、(57) 摘要 本发明提供一种水基胍胶压裂液， 属于油田 压裂技术领域。所述水基胍胶压裂液包括如下组 分 ： 胍胶衍生物、 交联剂、 破胶剂、 增稠剂、 pH 值调 节剂和水。本发明还进一步提供了一种所述水 基胍胶压裂液的制备方法， 包括如下步骤 （1） 将 成胶剂溶于水中， 混合均匀， 得到稠化水 ；（2） 将 交联剂溶于水中， 混合均匀， 得到交联剂水溶液 ； （3） 调节上述稠化水的 pH 值为 910， 然后将交联 剂水溶液缓慢加入稠化水中， 得到冻胶溶液 ；（4） 将所述增稠剂加入至上述冻胶溶液中， 最后加入 所述破胶剂得到水基胍胶压裂液。本发明所述水 基胍胶压裂液破胶后残渣含量低，。
3、 同时所述水基 胍胶压裂液的成本也大大降低。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 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7页 (10)申请公布号 CN 103160269 A CN 103160269 A *CN103160269A* 1/1 页 2 1. 一种水基胍胶压裂液， 其特征在于， 至少包含如下组分 ： 胍胶衍生物、 交联剂、 破胶 剂、 增稠剂、 pH 值调节剂和水。 2. 根据权利要求 1 所述水基胍胶压裂液， 其特征在于， 所述胍胶衍生物的含量占所述 水基胍胶压裂液质量的 0.050.15wt%， 所述交联剂与。
4、所述胍胶衍生物添加量比为 1:10， 所 述破胶剂的含量占所述水基胍胶压裂液质量的 0.20.6wt%， 所述增稠剂的含量占所述水基 胍胶压裂液质量的 0.52wt%， 所述 pH 值调节剂的添加量为使压裂液体系的 pH 值为 910， 余量为水。 3.根据权利要求1或2所述水基胍胶压裂液， 其特征在于， 所述胍胶衍生物为羟丙基胍 胶、 羧甲基胍胶或胍胶中的任意一种 ； 所述交联剂为无机硼 ； 所述破胶剂为过硫酸盐 ； 所述 pH 值调节剂为碳酸钠、 碳酸钾、 氢氧化钠或氢氧化钾中的任意一种。 4. 根据权利要求 3 所述水基胍胶压裂液， 其特征在于， 所述无机硼为硼砂 ； 所述过硫酸 盐为过。
5、硫酸铵、 过硫酸钾或过硫酸钠中的任意一种。 5. 根据权利要求 14 任一所述水基胍胶压裂液， 其特征在于， 所述增稠剂为改性纤维 素。 6. 根据权利要求 5 所述水基胍胶压裂液， 其特征在于， 所述改性纤维素为羧甲基纤维 素、 羟乙基纤维素、 羟丙基纤维素或羧甲基羟乙基纤维素中的任意一种或几种。 7. 根据权利要求 16 任一所述水基胍胶压裂液， 其特征在于， 还包括粘土防膨剂 ； 其 中， 所述粘土防膨剂为氯化钾、 氯化铵或氯化铝中的任意一种 ； 所述粘土防膨剂含量占所述 水基胍胶压裂液质量的 15wt%。 8. 根据权利要求 17 任一所述水基胍胶压裂液， 其特征在于， 还包括助排剂 。
6、； 其 中， 所述助排剂为阴离子表面活性剂 ； 所述助排剂的含量占所述水基胍胶压裂液质量的 0.10.5wt%。 9. 根据权利要求 8 所述水基胍胶压裂液， 其特征在于， 所述阴离子表面活性剂为苯磺 酸钠、 十二烷基苯磺酸钠、 十二烷基硫酸钠中的任意一种。 10. 一种权利要求 19 任一所述水基胍胶压裂液的制备方法， 包括如下步骤 ： （1） 将胍胶衍生物或胍胶衍生物和粘土防膨剂或胍胶衍生物、 粘土防膨剂和助排剂溶 于水中， 混合均匀， 得到稠化水 ； （2） 将交联剂溶于水中， 混合均匀， 得到交联剂水溶液 ； （3） 调节上述稠化水的 pH 值为 910， 然后将交联剂水溶液缓慢加入稠。
7、化水中， 得到冻 胶溶液 ； （4） 将所述增稠剂加入至上述冻胶溶液中， 最后加入所述破胶剂得到水基胍胶压裂液。 权 利 要 求 书 CN 103160269 A 2 1/7 页 3 一种水基胍胶压裂液及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种水基胍胶压裂液及其制备方法， 属于油田压裂技术领域。 背景技术 0002 在油田开采的中后期， 水力压裂作为油气藏的主要增产措施已得到迅速的发展和 广泛的应用。 水力压裂是利用地面高压泵， 通过井筒向油层挤注具有较高粘度的压裂液， 当 注入压裂液的速度超过油层的吸收能力时， 则在井底油层上形成很高的压力， 当这种压力 超过井底附近油层岩石的破裂压力。
8、时， 油层将被压开并产生裂缝。 目前， 国内外常用的压裂 液为水基压裂液、 油基压裂液、 乳状压裂液、 泡沫压裂液和酸基压裂液， 其中， 水基压裂液中 成胶剂使用较多的是天然植物胶类， 如胍尔胶、 田菁胶等。 0003 中国专利文献 CN101381598A 就公开了一种以改性胍尔胶为成胶剂的压裂液及其 制备方法， 该压裂液由基液与交联液按照 100:5 的交联比混合而成， 所述的基液按质量百 分比由以下组分组成 ： 羟丙基胍胶 0.30.5wt%， 压裂液温度稳定剂 0.40.5wt%， 压裂液低 温引发剂 0.050.15wt%， 助排剂 0.20.3wt%， 余量为污水， 所述交联液按质。
9、量百分比由以 下组分组成 ： 硼砂 0.51.5wt%， 过硫酸铵 0.51.5wt%， 余量为清水。 0004 上述技术中， 所述水基压裂液中的成胶剂为 0.30.5wt% 的羟丙基胍胶， 其与交联 剂在 100:5 的配比下交联后形成超大分子， 在压裂施工过程中能够起到携砂的作用。但是， 由于上述压裂液中使用的成胶剂仅有羟丙基胍胶， 并且其用量达到 0.30.5wt%， 而羟丙基 胍胶用量超过 0.3wt% 后， 容易导致成胶剂与交联剂交联后形成超大分子， 而该超大分子破 胶后的残渣含量高， 一般残渣含量超过 6， 残渣含量越高其对地层渗透率、 填砂裂缝的导 流能力伤害越大。 0005 如。
10、何降低现有技术中水基胍胶压裂液的残渣含量， 本领域技术人员认为降低压裂 液中的胍胶含量是降低残渣量最直接的方法， 但是为了保证压裂液的基本携砂能力， 胍胶 的含量通常都保持在 0.3wt% 以上， 在这种浓度下产生的残渣伤害是不可忽视的。此外， 胍 胶的价格大幅度增加， 导致水基胍胶压裂液的成本也大大提高。如何能够保证压裂液携砂 能力的基础上降低胍胶用量是本领域技术人员亟待解决的问题。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是解决现有技术中胍胶用量大导致的水基胍胶压裂 液残渣含量高、 压裂液成本高的问题， 进而提供一种携砂能力强、 成本低的低胍胶用量的水 基胍胶压裂液。 0007 为了解。
11、决上述技术问题， 本发明提供了一种水基胍胶压裂液， 至少包含如下组分 ： 胍胶衍生物、 交联剂、 破胶剂、 增稠剂、 pH 值调节剂和水。 0008 所述胍胶衍生物的含量占所述水基胍胶压裂液质量的 0.050.15wt%， 所述交联 剂与所述胍胶衍生物添加量比为 1:10， 所述破胶剂的含量占所述水基胍胶压裂液质量的 0.20.6wt%， 所述增稠剂的含量占所述水基胍胶压裂液质量的 0.52wt%， 所述 pH 值调节剂 说 明 书 CN 103160269 A 3 2/7 页 4 的添加量为使压裂液体系的 pH 值为 910， 余量为水。 0009 所述胍胶衍生物为羟丙基胍胶、 羧甲基胍胶或。
12、胍胶中的任意一种 ； 所述交联剂为 无机硼 ； 所述破胶剂为过硫酸盐 ； 所述 pH 值调节剂为碳酸钠、 碳酸钾、 氢氧化钠或氢氧化钾 中的任意一种。 0010 所述无机硼为硼砂 ； 所述过硫酸盐为过硫酸铵、 过硫酸钾或过硫酸钠中的任意一 种。 0011 所述增稠剂为改性纤维素。 0012 所述改性纤维素为羧甲基纤维素、 羟乙基纤维素、 羟丙基纤维素或羧甲基羟乙基 纤维素中的任意一种或几种。 0013 还包括粘土防膨剂 ； 其中， 所述粘土防膨剂为氯化钾、 氯化铵或氯化铝中的任意一 种 ； 所述粘土防膨剂含量占所述水基胍胶压裂液质量的 15wt%。 0014 还包括助排剂 ； 其中， 所述助排。
13、剂为阴离子表面活性剂中 ； 所述助排剂的含量占 所述水基胍胶压裂液质量的 0.10.5wt%。 0015 所述阴离子表面活性剂为苯磺酸钠、 十二烷基苯磺酸钠、 十二烷基硫酸钠中的任 意一种。 0016 一种所述水基胍胶压裂液的制备方法， 包括如下步骤 ： 0017 （1） 将胍胶衍生物或胍胶衍生物和粘土防膨剂或胍胶衍生物、 粘土防膨剂和助排 剂溶于水中， 混合均匀， 得到稠化水 ； 0018 （2） 将交联剂溶于水中， 混合均匀， 得到交联剂水溶液 ； 0019 （3） 调节上述稠化水的 pH 值为 910， 然后将交联剂水溶液缓慢加入稠化水中， 得 到冻胶溶液 ； 0020 （4） 将所述增。
14、稠剂加入至上述冻胶溶液中， 最后加入所述破胶剂得到水基胍胶压 裂液。 0021 本发明与现有技术相比具有如下优点 ： 0022 （1） 本发明所述水基胍胶压裂液， 通过在胍胶压裂液体系中增加增稠剂， 所述增稠 剂填充于胍胶衍生物与交联剂交联后的空间网格内， 从而使得胍胶压裂液的粘度和携砂能 力大大增加。这样可以保证在胍胶压裂液携砂能力不变的条件下， 大大降低胍胶衍生物的 用量， 从而使得水基胍胶压裂液破胶后残渣含量降低， 同时也使得水基胍胶压裂液的成本 大大降低。 0023 （2）本发明所述水基胍胶压裂液， 进一步控制所述胍胶衍生物的用量为 0.050.15wt， 而现有技术中胍胶成胶剂的用量。
15、一般高于 0.3wt%， 由于本发明中所述成胶剂 的用量低于现有技术中成胶剂的用量， 从而使得本发明所述水基胍胶压裂液体系的交联物 质的含量低于现有技术中胍胶压裂液体系的交联物质的含量， 交联物质的含量降低有利于 减少破胶液中的不易破胶的残渣含量， 此外， 本发明中还加入 0.52wt% 的增稠剂， 所述增 稠剂填充于胍胶衍生物与交联剂交联后的空间网格内， 大大增加了水基胍胶压裂液的粘度 和携砂能力， 增稠剂的加入可以补充由于胍胶衍生物与交联剂用量减少所带来的压裂液体 系粘度和携砂能力降低的问题。 本发明所述水基胍胶压裂液即可以保证所述水基胍胶压裂 液具有优异的携砂能力， 又可以保证本发明所述。
16、水基胍胶压裂液破胶后残渣含量较低， 残 渣含量仅为 14wt%， 同时还使得所述水基胍胶压裂液的成本大大降低。 说 明 书 CN 103160269 A 4 3/7 页 5 0024 （3） 本发明所述水基胍胶压裂液的制备方法， 通过在交联后的胍胶压裂液体系中 加入增稠剂， 从而避免了增稠剂参与交联反应的可能性， 这样可以保证所述增稠剂在该水 基胍胶压裂液体系中仅起到增稠的作用， 从而避免在破胶液中引入新的大分子残渣物质。 通过本发明所述制备方法制备得到的水基胍胶压裂液具有残渣含量较低且压裂液成本低 的优点。 具体实施方式 0025 以下结合实施例， 对本发明作进一步具体描述， 但不局限于此。。
17、 0026 实施例 1 0027 本实施例中所述水基胍胶压裂液A包括如下组分 ： 0.05g的羟丙基胍胶、 0.005g的 硼砂、 0.2g 的过硫酸铵、 0.5g 的羧甲基纤维素、 1.645g 的使压裂液体系 pH 值为 9 的浓度为 3wt% 的碳酸钠溶液， 97.6g 的水。 0028 本实施例所述水基胍胶压裂液的制备方法如下 ： 0029 （1） 将上述特定量的羟丙基胍胶溶于 70g 的水中， 混合均匀， 得到稠化水 ； 0030 （2） 将上述特定量的硼砂溶于 27.6g 的水中， 混合均匀， 得到交联剂水溶液 ； 0031 （3） 用上述特定量的碳酸钠溶液调节上述稠化水的 pH 。
18、值为 9， 然后将交联剂水溶 液缓慢加入稠化水中， 得到冻胶溶液 ； 0032 （4） 将上述特定量的羧甲基纤维素加入至上述冻胶溶液中， 最后加入上述特定量 的过硫酸铵破胶剂得到水基胍胶压裂液 A。 0033 实施例 2 0034 本实施例中所述水基胍胶压裂液B包括如下组分 ： 0.07g的羧甲基胍胶、 0.007g的 硼砂、 0.3g 的过硫酸钾、 1.0g 的羟乙基纤维素、 0.523g 的使压裂液体系 pH 值为 9.5 的浓度 为 6wt% 的氢氧化钠溶液， 98.1g 的水。 0035 本实施例所述水基胍胶压裂液的制备方法如下 ： 0036 （1） 将上述特定量的羧甲基胍胶溶于 70。
19、g 的水中， 混合均匀， 得到稠化水 ； 0037 （2） 将上述特定量的硼砂溶于 28.1g 的水中， 混合均匀， 得到交联剂水溶液 ； 0038 （3） 用上述特定量的氢氧化钠溶液调节上述稠化水的 pH 值为 9.5， 然后将交联剂 水溶液缓慢加入稠化水中， 得到冻胶溶液 ； 0039 （4） 将上述特定量的羟乙基纤维素加入至上述冻胶溶液中， 最后加入上述特定量 的过硫酸钾破胶剂得到水基胍胶压裂液 B。 0040 实施例 3 0041 本实施例中所述水基胍胶压裂液 C 包括如下组分 ： 0.10g 的胍胶、 0.01g 的硼砂、 0.4g 的过硫酸钾、 1.4g 的羟丙基纤维素、 1.09。
20、g 的使压裂液体系 pH 值为 10 的浓度为 5wt% 的碳酸钾溶液， 97g 的水。 0042 本实施例所述水基胍胶压裂液的制备方法如下 ： 0043 （1） 将上述特定量的胍胶溶于 70g 的水中， 混合均匀， 得到稠化水 ； 0044 （2） 将上述特定量的硼砂溶于 27g 的水中， 混合均匀， 得到交联剂水溶液 ； 0045 （3） 用上述特定量的碳酸钾溶液调节上述稠化水的 pH 值为 10， 然后将交联剂水溶 液缓慢加入稠化水中， 得到冻胶溶液 ； 说 明 书 CN 103160269 A 5 4/7 页 6 0046 （4） 将上述特定量的羟丙基纤维素加入至上述冻胶溶液中， 最后。
21、加入上述特定量 的过硫酸钾破胶剂得到水基胍胶压裂液 C。 0047 实施例 4 0048 本实施例中所述水基胍胶压裂液 D 包括如下组分 ： 0.12g 的胍胶、 0.012g 的硼砂、 0.5g 的过硫酸铵、 1.7g 的羧甲基羟乙基纤维素、 0.568g 的使压裂液体系 pH 值为 10 的浓度 为 10wt% 的氢氧化铵溶液， 97.1g 的水。 0049 本实施例所述水基胍胶压裂液的制备方法如下 ： 0050 （1） 将上述特定量的胍胶溶于 70g 的水中， 混合均匀， 得到稠化水 ； 0051 （2） 将上述特定量的硼砂溶于 27g 的水中， 混合均匀， 得到交联剂水溶液 ； 005。
22、2 （3） 用上述特定量的碳酸钾溶液调节上述稠化水的 pH 值为 10， 然后将交联剂水溶 液缓慢加入稠化水中， 得到冻胶溶液 ； 0053 （4） 将上述特定量的羟丙基纤维素加入至上述冻胶溶液中， 最后加入上述特定量 的过硫酸铵破胶剂得到水基胍胶压裂液 D。 0054 实施例 5 0055 本实施例中所述水基胍胶压裂液E包括如下组分 ： 0.15g的羧甲基胍胶、 0.015g的 硼砂、 0.6g 的过硫酸钠、 2.0g 的羧甲基羟乙基纤维素、 1.435g 的使压裂液体系 pH 值为 9 的 浓度为 8wt% 的氢氧化钾溶液， 95.8g 的水。 0056 本实施例所述水基胍胶压裂液的制备方。
23、法如下 ： 0057 （1） 将上述特定量的羧甲基胍胶溶于 70g 的水中， 混合均匀， 得到稠化水 ； 0058 （2） 将上述特定量的硼砂溶于 25.8g 的水中， 混合均匀， 得到交联剂水溶液 ； 0059 （3） 用上述特定量的氢氧化钾溶液调节上述稠化水的 pH 值为 9， 然后将交联剂水 溶液缓慢加入稠化水中， 得到冻胶溶液 ； 0060 （4） 将上述特定量的羧甲基羟乙基纤维素加入至上述冻胶溶液中， 最后加入上述 特定量的过硫酸钠破胶剂得到水基胍胶压裂液 E。 0061 实施例 6 0062 本实施例中所述水基胍胶压裂液F包括如下组分 ： 0.12g的羟丙基胍胶、 0.012g的 。
24、硼砂、 0.45g 的过硫酸钠、 1.5g 的羧甲基羟乙基纤维素、 1.61g 的使压裂液体系 pH 值为 9 的 浓度为 4wt% 的氢氧化铵溶液， 4g 的氯化铝粘土防膨剂， 0.308g 的十二烷基硫酸钠助排剂， 92g 的水。 0063 本实施例所述水基胍胶压裂液的制备方法如下 ： 0064 （1） 将上述特定量的羟丙基胍胶、 特定量的氯化铝粘土防膨剂和特定量的十二烷 基硫酸钠助排剂溶于 82g 的水中， 混合均匀， 得到稠化水 ； 0065 （2） 将上述特定量的硼砂溶于 10g 的水中， 混合均匀， 得到交联剂水溶液 ； 0066 （3） 用上述特定量的氢氧化铵溶液调节上述稠化水的。
25、 pH 值为 9， 然后将交联剂水 溶液缓慢加入稠化水中， 得到冻胶溶液 ； 0067 （4） 将上述特定量的羧甲基羟乙基纤维素加入至上述冻胶溶液中， 最后加入上述 特定量的过硫酸钠破胶剂得到水基胍胶压裂液 F。 0068 实施例 7 0069 本实施例中所述水基胍胶压裂液G包括如下组分 ： 0.13g的羟丙基胍胶、 0.013g的 说 明 书 CN 103160269 A 6 5/7 页 7 硼砂、 0.55g的过硫酸钠、 2.2g的羧甲基羟乙基纤维素、 0.607g的使压裂液体系pH值为9的 浓度为 8wt% 的氢氧化钾溶液， 5g 的氯化铵粘土防膨剂， 0.5g 的十二烷基苯磺酸钠助排剂。
26、， 91g 的水。 0070 本实施例所述水基胍胶压裂液的制备方法如下 ： 0071 （1） 将上述特定量的羟丙基胍胶、 特定量的氯化铵粘土防膨剂和特定量的十二烷 基苯磺酸钠助排剂溶于 81g 的水中， 混合均匀， 得到稠化水 ； 0072 （2） 将上述特定量的硼砂溶于 10g 的水中， 混合均匀， 得到交联剂水溶液 ； 0073 （3） 用上述特定量的氢氧化钾溶液调节上述稠化水的 pH 值为 9， 然后将交联剂水 溶液缓慢加入稠化水中， 得到冻胶溶液 ； 0074 （4） 将上述特定量的羧甲基羟乙基纤维素加入至上述冻胶溶液中， 最后加入上述 特定量的过硫酸钠破胶剂得到水基胍胶压裂液 G。 。
27、0075 实施例 8 0076 本实施例中所述水基胍胶压裂液 H 包括如下组分 ： 0.15g 的胍胶、 0.015g 的硼砂、 0.3g 的过硫酸钠、 1g 的羧甲基纤维素、 使压裂液体系 pH 值为 9 的浓度为 3wt% 的碳酸钠溶 液 1.535g、 2g 的氯化铵粘土防膨剂、 95g 的水。 0077 本实施例所述水基胍胶压裂液的制备方法如下 ： 0078 （1） 将上述特定量的胍胶和特定量的氯化铵粘土防膨剂溶于 70g 的水中， 混合均 匀， 得到稠化水 ； 0079 （2） 将上述特定量的硼砂溶于 25g 的水中， 混合均匀， 得到交联剂水溶液 ； 0080 （3） 用上述特定量。
28、的碳酸钠溶液调节上述稠化水的 pH 值为 9， 然后将交联剂水溶 液缓慢加入稠化水中， 得到冻胶溶液 ； 0081 （4） 将上述特定量的羧甲基纤维素加入至上述冻胶溶液中， 最后加入上述特定量 的过硫酸钠破胶剂得到水基胍胶压裂液 H。 0082 对比例 0083 基液配制 ： 取羟丙基胍胶 0.4g、 压裂液温度稳定剂 0.4g、 压裂液低温引发剂 0.1g、 助排剂0.2g、 水98.9g混合均匀 ； 交联液配制 ： 取硼砂1g， 过硫酸铵1g， 水98g混合均匀 ； 将 基液与交联液按 100:5 的交联比混合， 形成羟丙基胍胶压裂液。 0084 测试例 0085 本发明进一步对实施例 1。
29、8 中制备得到的水基胍胶压裂液 AH 以及对比例进 行了粘度、 耐温性能测试、 抗剪切性能、 携砂性能和破胶性能测试， 测试方法参见标准 （SYT5107-2005） ， 测试结果如下 ： 0086 表 1 水基胍胶压裂液耐温性能测试 说 明 书 CN 103160269 A 7 6/7 页 8 0087 0088 表 2 水基胍胶压裂液抗剪切性能测试结果 0089 0090 表 3 水基胍胶压裂液破胶能力测试结果 0091 0092 表 4 水基胍胶压裂液携砂能力测试结果 0093 0094 由上述测试结果可知， 本发明所述水基胍胶压裂压裂具有耐剪切， 悬砂性好， 破胶 后残渣低的特点。 0095 显然， 上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例， 而并非对实施方式的限定。 对 说 明 书 CN 103160269 A 8 7/7 页 9 于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举， 而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。 说 明 书 CN 103160269 A 9 。