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1、10申请公布号43申请公布日21申请号201410811500322申请日20141223C09K8/68200601C09K8/90200601E21B43/2620060171申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号72发明人高莹石阳杨贤友周福建徐敏杰熊春明连胜江李向东韩秀玲74专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人姚亮54发明名称一种低浓度瓜尔胶海水基压裂液及其制备方法与应用57摘要本发明提供了一种低浓度瓜尔胶海水基压裂液及其制备方法与应用。该海水基压裂液包括基液、PH调节交联剂和破胶剂，以重量计，基液的用量PH调节交联剂的用量破胶剂。
2、的用量10002512003005；其中，以重量份计，所述基液包括如下组分海水9629835重量份，稠化剂01503重量份，防膨助溶剂051重量份，助排剂12重量份，防乳抗渣剂005重量份。本发明使用浓度更低的常规瓜尔胶作为稠化剂、不用螯合剂与阻垢剂、可连续混配，能够降低压裂液的成本、减轻压裂液伤害、具有良好的耐温、耐剪切性能，满足海洋生产平台大规模压裂施工作业的需求。51INTCL19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6页附图2页10申请公布号CN104498018A43申请公布日20150408CN104498018A1/1页21一种低浓度瓜尔胶海水基压裂液，。
3、其包括基液、PH调节交联剂和破胶剂，以重量计，基液的用量PH调节交联剂的用量破胶剂的用量10002512003005；其中，以重量份计，所述基液包括如下组分海水9629835重量份，稠化剂01503重量份，防膨助溶剂051重量份，助排剂12重量份，防乳抗渣剂005重量份。2根据权利要求1所述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其特征在于所述稠化剂包括瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、改性瓜尔胶和速溶瓜尔胶中的一种或几种的组合。3根据权利要求1所述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其特征在于所述防膨助溶剂为有机酸；优选的，所述防膨助溶剂包括甲酸、柠檬酸、氨基磺酸和乙酸中的一种或几种的组合。4根据权利要。
4、求1所述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其特征在于所述助排剂包括氟碳型表面活性剂、聚醚型表面活性剂、聚醚羧酸盐型表面活性剂和季铵盐型表面活性剂中的一种或几种的组合，其中，表面活性剂及表面活性剂的组合能够将压裂液的表面张力降低到25MN/M；优选的，所述聚醚型表面活性剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种的组合，所述聚醚羧酸盐型表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。5根据权利要求1所述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其特征在于所述PH调节交联剂包括5583重量份的PH调节剂和4517重量份的交联剂。6根据权利要求1所述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其特征在于所述PH调节剂。
5、包括乙二胺和/或三乙醇胺；优选的，所述PH调节剂为北京科麦仕油田化学剂技术有限公司生产的SC150型PH调节剂。7根据权利要求1所述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其特征在于所述交联剂为可多头交联的有机硼交联剂；优选的，所述交联剂为北京科麦仕油田化学剂技术有限公司生产的YP150型交联剂。8根据权利要求1所述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其特征在于所述破胶剂包括过硫酸铵、双氧水、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或几种的组合，或者所述破胶剂为过硫酸铵、双氧水、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或几种与亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、三乙醇胺中的一种或几种组合而成的混合物。9权利要求18任一项所述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液的制。
6、备方法，该方法包括如下步骤按配比依次向容器中加入海水、防膨助溶剂、助排剂、防乳抗渣剂、稠化剂，混合均匀，得到基液；按配比将PH调节剂和交联剂混合复配，得到PH调节交联剂；将基液、PH调节交联剂和破胶剂按配比在线混合均匀，即得到连续混配的低浓度瓜尔胶海水基压裂液。10权利要求18任一项所述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液在储层温度低于100的中低温油气藏的压裂增产改造中作为压裂液的应用。权利要求书CN104498018A1/6页3一种低浓度瓜尔胶海水基压裂液及其制备方法与应用技术领域0001本发明涉及一种可连续混配的低浓度瓜尔胶海水基压裂液及其配制方法与应用，属于石油开用采助剂技术领域。背景技术000。
7、2在石油和天然气勘探开发的过程中，水力压裂技术是低渗、特低渗油气田有效开发的必不可少的技术手段，而且近年来，随着国内海上油气田低渗储层勘探开发的比例逐渐增大，水力压裂增产改造措施也已成为海上低渗油气田有效开发重要技术手段。在水力压裂施工作业中，压裂液是重要的组成部分。现有的压裂液多是用淡水配制而成，海上压裂作业也多为淡水压裂液体系，这就需要从陆地通过拖轮运送淡水，成本高、效率低，且海上作业施工平台空间有限，存放配液用水的场地不足，从而导致了施工规模的制约。而海上作业现场海水资源丰富，如果利用海水直接配制压裂液，其配置工序会变得简单、其成本也会降低，因而开发一套可实现连续混配的海水基压裂液体系能。
8、够加快施工进度，具有明显的技术与经济优势1海水的高矿化度可以抑制储层中的粘土膨胀；2海水供应充足，海水压裂液尤其适用于海洋油气井大规模压裂改造；3节省淡水资源及运输成本；4海上生产平台作业可实现连续混配，加快施工进度与加大施工规模。0003由此看出，用海上生产平台进行压裂施工作业时，引入海水基压裂液体系是非常有必要的。但是，由于海水矿化度远远高于淡水，尤其是CA2/MG2离子含量高，在配制压裂液过程中，会对稠化剂的增稠、体系PH值的调节、交联冻胶的性能等产生很大的影响。因此，需要对常规压裂液体系进行改进或引入新的与海水具有更好配伍性的压裂液体系。0004对于使用海水配制压裂液，国内已有海水基压。
9、裂液体系发表与公开，按使用的稠化剂类型划分主要有三类一类是人工合成聚合物压裂液体系，该体系主要以改性聚丙烯酰胺类合成聚合物为稠化剂，如张春雨、靳红彬等人CN102417814A和谢志海、刘宇等人CN101263727A分别发明的海水基压裂液体系，他们使用的稠化剂为烷基丙烯酰胺，2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸，乙烯吡咯烷酮等合成聚合物，使用的交联剂为锆、铝、铁、铬等金属交联剂；该体系的优点是抗温、抗盐、抗剪切性能较好，适合海水配制；缺点是合成聚合物降解困难与吸附严重、有时破胶不彻底与交联剂高价金属离子沉淀存在伤害储层问题；此外，由于这类体系的稠化剂中的酰胺基易于发生水解反应，水解后对高价金属离子极为敏。
10、感而严重影响稠化剂的性能，合成聚合物制备步骤较为复杂、成本较植物胶成本高。第二类是以粘弹性表面活性剂VES为稠化剂的海水基压裂液体系，如张福铭、李学军等发表了基于PAVES90粘弹性表面活性剂VES为稠化剂的海水基清洁压裂液体系科学技术与工程，2012年3月，第12卷第8期，17691764页，该体系的优点是对配液用水中的离子含量不敏感，可直接用海水配制压裂液，且不需要交联剂、自动成胶、增粘速度快，利于实现海洋平台上的连续混配，遇烃类物质自动破胶，破胶后无残渣对地层伤害小，破胶液界面张力低易返排；缺点是体系的耐温性能不佳，粘度偏低与受温度影响大，此外，成本远高于天然植物胶压裂液。第三类是以天然。
11、植物胶或其改性产品为稠化剂的海水基压裂液，其中以说明书CN104498018A2/6页4瓜尔胶及其衍生物为稠化剂的压裂体系占到整个压裂液体系的90以上。该类压裂液体系的核心问题是解决海水中的高价阳离子对稠化剂瓜尔胶的交联环境的影响，现有瓜尔胶海水基压裂液多通过以下两种方法解决高价阳离子的对稠化剂交联的影响1向海水中加入螯合剂如EDTA、柠檬酸钠等或阻垢剂如三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠等来抑制钙、镁离子对压裂液的上述影响如CN103131405A，CN103289668A，但使用螯合剂或阻垢剂的成本很高，尤其对于海水矿化度较高时，螯合剂用量会大大增加，成本也会急剧上升，且高温条件下螯合剂还易失效。2使。
12、用偏酸性PH47交联技术，在偏酸性条件下交联稠化剂，消除海水中的钙、镁离子对交联的影响，主要技术手段是通过使用PH调节剂如乙酸、三乙醇胺、碳酸氢钠等将海水的酸碱度控制在中性甚至偏酸性条件下实现海水基压裂液的稳定交联如王杏尊等CN102618249A和汪小宇等CN103215024A公开的技术方案，但是偏酸性交联技术具有不耐高温、冻胶剪切稳定性差和剪切后粘度不可恢复的缺点。上述发明中使用常规瓜尔胶作稠化剂配制海水基压裂液除了存在以上不足外，还存在常规瓜尔胶在海水中水化时间较长，难以实现连续混配，以及使用瓜尔胶浓度较高02510，增加压裂液成本与储层伤害程度问题。虽然吴新荣CN103305206A。
13、发明了一种使用特殊的低聚醚速溶瓜尔胶作为稠化剂实现海水基压裂液连续混配的方法，单该方法需要02508的低聚醚速溶瓜尔胶，02520的阻垢剂，以及特殊的“喷射型混合器”，相对来说成本较高。发明内容0005鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种低浓度瓜尔胶海水基压裂液及其制备方法与应用，能够使用浓度更低的常规瓜尔胶作为稠化剂、不用螯合剂与阻垢剂、可连续混配，能够降低压裂液的成本、减轻压裂液伤害、满足海洋生产平台大规模压裂施工作业的需求。0006本发明的目的通过以下技术方案得以实现0007一种低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其包括基液、PH调节交联剂和破胶剂，以重量计，基液的用量PH调节交联剂。
14、的用量破胶剂的用量10002512003005；其中，以重量份计，所述基液包括如下组分海水9629835重量份，稠化剂01503重量份，防膨助溶剂051重量份，助排剂12重量份，防乳抗渣剂005重量份。0008上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，所述防乳抗渣剂为本领域的常规产品，市面上可以买到。0009上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，优选的，所述稠化剂包括瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、改性瓜尔胶和速溶瓜尔胶中的一种或几种的组合。0010上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，所述改性瓜尔胶包括特殊改性瓜尔胶，均为本领域的常规产品。0011上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，优选的，所述防膨。
15、助溶剂为有机酸；更优选的，所述防膨助溶剂包括甲酸、柠檬酸、氨基磺酸和乙酸等中的一种或几种的组合。0012根据具体实施方案，上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，所述防膨助溶剂优选为上述物质的复配组合物。本发明使用防膨助溶剂可以使常规瓜尔胶稠化剂在极短的时间内溶解后的粘度达到最终粘度的80以上，加快稠化速度，从而实现连续混配。说明书CN104498018A3/6页50013上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，优选的，所述助排剂包括氟碳型表面活性剂、聚醚型表面活性剂、聚醚羧酸盐型表面活性剂和季铵盐型表面活性剂等中的一种或几种的组合，其中，表面活性剂及表面活性剂的组合能够将压裂液的表面张力降低到25MN/。
16、M；更优选的，所述聚醚型表面活性剂包括烷基酚聚氧乙烯醚OP7、辛基酚聚氧乙烯醚OP10和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO7等中的一种或几种的组合，所述聚醚羧酸盐型表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES，但不限于此。0014上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，氟碳型表面活性剂和季铵盐型表面活性剂为本领域常用的可降低表界面张力的表面活性剂，选用常规市售产品。0015上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，优选的，所述PH调节交联剂包括5583重量份的PH调节剂和4517重量份的交联剂。0016上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，优选的，所述PH调节剂包括乙二胺和/或三乙醇胺，更优选的，所述PH调节剂为北京科麦仕油。
17、田化学剂技术有限公司生产的SC150型PH调节剂。0017上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，优选的，所述交联剂为可多头交联的有机硼交联剂；更优选的，所述交联剂为北京科麦仕油田化学剂技术有限公司生产的YP150型交联剂。0018上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，使用可多头交联的有机硼交联剂可以有效降低瓜尔胶稠化剂的浓度，从而降低压裂液对储层的伤害与压裂液成本。0019上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液中，优选的，所述破胶剂包括过硫酸铵、双氧水、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或几种的组合，或者所述破胶剂为过硫酸铵、双氧水、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或几种与亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、三乙醇胺中的一种或几种相组合。
18、而成的混合物。0020本发明还提供上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液的制备方法，该方法包括如下步骤0021按配比依次向容器中加入海水、防膨助溶剂、助排剂、防乳抗渣剂、稠化剂，混合均匀，得到基液；0022按配比将PH调节剂和交联剂混合复配，得到PH调节交联剂；0023将基液、PH调节交联剂和破胶剂按配比在线混合均匀，即得到连续混配的低浓度瓜尔胶海水基压裂液。0024本发明还提供上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液在储层温度低于100的中低温油气藏的压裂增产改造中作为压裂液的应用。0025本发明的突出效果为0026使用浓度更低的常规瓜尔胶作为稠化剂、不用螯合剂与阻垢剂、可连续混配，能够降低压裂液的成本、减轻。
19、压裂液伤害、具有良好的耐温、耐剪切性能，满足海洋生产平台大规模压裂施工作业的需求。附图说明0027图1是实施例1的低浓度瓜尔胶海水基压裂液的流变曲线图；0028图2是实施例2的低浓度瓜尔胶海水基压裂液的流变曲线图；说明书CN104498018A4/6页60029图3是实施例3的低浓度瓜尔胶海水基压裂液的流变曲线图；0030图4是实施例4的低浓度瓜尔胶海水基压裂液的流变曲线图。具体实施方式0031为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料。
20、，如无特殊说明，均可从商业途径获得。0032实施例10033本实施例提供一种低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其包括基液、PH调节交联剂和破胶剂，以重量计，基液的用量为100G，PH调节交联剂的用量为09G，破胶剂过硫酸铵的用量为004G；其中，基液包括如下组分海水974G，稠化剂改性瓜尔胶HPG03G，防膨助溶剂柠檬酸08G，助排剂聚醚型表面活性剂OP71G；防乳抗渣剂北京科麦仕油田化学剂技术有限公司生产，海关HS编码3824909005G，PH调节交联剂包括07GSC150型PH调节剂与02GYP150型交联剂。0034本实施例的低浓度瓜尔胶海水基压裂液是这样制备的0035按配比依次向容器中加入海。
21、水、防膨助溶剂、助排剂、防乳抗渣剂、稠化剂，用搅拌器搅拌5MIN混合均匀，得到基液；0036按配比将PH调节剂和交联剂混合复配，得到PH调节交联剂；0037将基液、PH调节交联剂和破胶剂按配比在线混合均匀，即得到连续混配的低浓度瓜尔胶海水基压裂液。0038本实施例还提供上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液在储层温度80的中低温油气藏的压裂增产改造中作为压裂液的应用。0039对本实施例所得的低浓度瓜尔胶海水基压裂液的粘度变化情况进行测定，如表1所示，随着时间的增加，压裂液基液的粘度快速增加，3MIN内压裂液基液的粘度就达到基液最终粘度的80以上。0040表10041时间MIN23456781020粘度。
22、MPAS1518182020212222220042本实施例所得的压裂液在80、170S1下，连续剪切90MIN后，其粘度保持在120MPAS以上，能够满足压裂施工的携砂要求，其流变曲线如图1所示。进入地层后，80条件下破胶时间为2H，破胶液粘度36MPAS。0043实施例20044本实施例提供一种低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其包括基液、PH调节交联剂和破胶剂，以重量计，基液的用量为100G，PH调节交联剂的用量为08G，破胶剂过硫酸铵的用量为003G；其中，基液包括如下组分海水9765G，稠化剂改性瓜尔胶HPG025G，防膨助溶剂柠檬酸06G，助排剂辛基酚聚氧乙烯醚OP101G；防乳抗渣剂05。
23、G，PH调节交联剂包括说明书CN104498018A5/6页706GSC150型PH调节剂与02GYP150型交联剂。0045本实施例的低浓度瓜尔胶海水基压裂液是这样制备的0046按配比依次向容器中加入海水、防膨助溶剂、助排剂、防乳抗渣剂、稠化剂，用搅拌器搅拌5MIN混合均匀，得到基液；0047按配比将PH调节剂和交联剂混合复配，得到PH调节交联剂；0048将基液、PH调节交联剂和破胶剂按配比在线混合均匀，即得到连续混配的低浓度瓜尔胶海水基压裂液。0049本实施例还提供上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液在储层温度60的中低温油气藏的压裂增产改造中作为压裂液的应用。0050本实施例所得的压裂液在60。
24、、170S1下，连续剪切90MIN后，其粘度保持在100MPAS以上，能够满足压裂施工的携砂要求，其流变曲线如图2所示。进入地层后，60条件下破胶时间为4H，破胶液粘度为44MPAS。0051实施例30052本实施例提供一种低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其包括基液、PH调节交联剂和破胶剂，以重量计，基液的用量为100G，PH调节交联剂的用量为045G，破胶剂过硫酸铵与三乙醇胺按质量比为32的用量为005G；其中，基液包括如下组分海水983G，稠化剂改性瓜尔胶HPG02G，防膨助溶剂柠檬酸05G，助排剂脂肪醇醚硫酸盐AES1G；PH调节交联剂包括03GSC150型PH调节剂与015GYP150型交联。
25、剂。0053本实施例的低浓度瓜尔胶海水基压裂液是这样制备的0054按配比依次向容器中加入海水、防膨助溶剂、助排剂、稠化剂，用搅拌器搅拌5MIN混合均匀，得到基液；0055按配比将PH调节剂和交联剂混合复配，得到PH调节交联剂；0056将基液、PH调节交联剂和破胶剂按配比在线混合均匀，即得到连续混配的低浓度瓜尔胶海水基压裂液。0057本实施例还提供上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液在储层温度40的中低温油气藏的压裂增产改造中作为压裂液的应用。0058本实施例所得的压裂液在40、170S1下，连续剪切90MIN后，其粘度保持在80MPAS以上，能够满足压裂施工的携砂要求，其流变曲线如图3所示。0059。
26、实施例40060本实施例提供一种低浓度瓜尔胶海水基压裂液，其包括基液、PH调节交联剂和破胶剂，以重量计，基液的用量为100G，PH调节交联剂的用量为027G，破胶剂过硫酸铵与三乙醇胺按质量比为32的用量为005G；其中，基液包括如下组分海水9835G，稠化剂改性瓜尔胶HPG015G，防膨助溶剂柠檬酸05G，助排剂脂肪醇醚硫酸盐AES1G；PH调节交联剂包括015GSC150型PH调节剂与012GYP150型交联剂。0061本实施例的低浓度瓜尔胶海水基压裂液是这样制备的0062按配比依次向容器中加入海水、防膨助溶剂、助排剂、稠化剂，用搅拌器搅拌5MIN混合均匀，得到基液；0063按配比将PH调节。
27、剂和交联剂混合复配，得到PH调节交联剂；0064将基液、PH调节交联剂和破胶剂按配比在线混合均匀，即得到连续混配的低浓度说明书CN104498018A6/6页8瓜尔胶海水基压裂液。0065本实施例还提供上述的低浓度瓜尔胶海水基压裂液在储层温度30的中低温油气藏的压裂增产改造中作为压裂液的应用。0066本实施例所得的压裂液在30、170S1下，连续剪切90MIN后，其粘度保持在60MPAS以上，能够满足压裂施工的携砂要求，其流变曲线如图4所示。0067由上可见，本发明实施例使用浓度更低的常规瓜尔胶作为稠化剂、不用螯合剂与阻垢剂、可连续混配，能够降低压裂液的成本、减轻压裂液伤害、具有良好的耐温、耐剪切性能，满足海洋生产平台大规模压裂施工作业的需求。说明书CN104498018A1/2页9图1图2说明书附图CN104498018A2/2页10图3图4说明书附图CN104498018A。