專利名稱：就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備及壓裂施工的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣田使用的壓裂液和壓裂施工方法，具體地說(shuō)，是一種就地連續(xù)混 配清潔壓裂液添加劑的制備及壓裂施工的方法。
背景技術(shù)：
粘彈性表面活性劑壓裂液(也稱清潔壓裂液)應(yīng)用廣泛。
中國(guó)專利200310116815. 8，介紹了一種利用十八個(gè)碳原子的不飽和脂肪酸鹽和鹽 水混合或十八個(gè)碳原子的脂肪酸、無(wú)機(jī)堿和鹽水混合配制清潔壓裂液的方法。該清潔壓裂 液為陰離子表面活性劑壓裂液體系，由兩種以上的添加劑組成，KCl等無(wú)機(jī)鹽在清潔壓裂液 中占4. 0%以上、KOH等無(wú)機(jī)堿加量在2. 0 %以上，并依靠地層原油破膠。KCl等含量高，配 液工作量大；清潔壓裂液堿性太強(qiáng)，對(duì)堿敏地層不能適用；當(dāng)?shù)貙釉彤a(chǎn)量低或天然氣層， 該清潔壓裂液可能存在破膠不徹底或無(wú)法破膠問(wèn)題。另外，十八個(gè)碳原子的不飽和脂肪酸 鹽或十八個(gè)碳原子的脂肪酸原料不易得，導(dǎo)致清潔壓裂液成本較高。
中國(guó)專利03110938. 1，介紹了由十六烷基三甲基溴化銨、助劑水楊酸鈉和水配制 成清潔壓裂液的方法。該清潔壓裂液為陽(yáng)離子表面活性劑壓裂液體系，由兩種添加劑配制 而成，主要靠地層原油破膠。該清潔壓裂液體系添加劑較少，使得壓裂液的粘土穩(wěn)定能力、 防止地層吸附能力較差，應(yīng)用效果會(huì)受到影響。另外，十六烷基三甲基溴化銨在15°C下溶解 性變差，導(dǎo)致配制清潔壓裂液受環(huán)境溫度影響大，如冬季或氣溫低于10°C下配液困難，需要 采取加熱配液用水的方法解決，增加了作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度。
中國(guó)專利200410078253. 7，介紹了一種由長(zhǎng)碳鏈烷基季銨鹽、長(zhǎng)碳鏈烷基二甲基 氧化胺、水楊酸鹽、乙二醇醚、低碳醇、水等配制成清潔壓裂液及壓裂地層的方法。該清潔壓 裂液為陽(yáng)離子表面活性劑壓裂液體系，由五種添加劑配制而成，依靠地層原油破膠，當(dāng)?shù)貙?溫度較低或原油產(chǎn)量較低時(shí)，可能不破膠或破膠不徹底，導(dǎo)致達(dá)不到預(yù)想的壓裂效果。另 外，對(duì)于氣層(煤層氣、天然氣層、頁(yè)巖氣等)壓裂，該清潔壓裂液無(wú)法破膠而無(wú)法適用。
中國(guó)專利200910013666.X，介紹了一種由合成的脂肪酰胺丙基羥丙基二甲基氯 化銨或脂肪酰胺丙基羥乙基二甲基氯化銨(增稠劑)、水楊酸鈉或水楊酸鉀、過(guò)硫酸銨(破膠 劑)等配制清潔壓裂液的方法，在現(xiàn)場(chǎng)配成2-6%水溶液即形成清潔壓裂液。該清潔壓裂液 為陽(yáng)離子體系，采用添加過(guò)硫酸銨等作為破膠劑，應(yīng)用范圍拓寬到非原油儲(chǔ)層。該體系中主 劑需要自行合成，成本較高，另外添加劑組份較少，壓裂液粘土防膨能力不高。
綜上所述，已開(kāi)發(fā)的清潔壓裂液體系主要存在以下一些問(wèn)題(1)清潔壓裂液主劑原料不易得，成本較高；(2)現(xiàn)場(chǎng)配液清潔壓裂液時(shí)，為了提高性能，需要額外添加KCl等無(wú)機(jī)鹽，種類較多，加 量較大，配液費(fèi)時(shí)費(fèi)力。另外，為了確保施工順利，一般配制壓裂液需要準(zhǔn)備15-20%的余 量，施工結(jié)束后往往會(huì)剩余一部分壓裂液，回收困難，也增加了后續(xù)處理難度，不僅造成成 本增加，同時(shí)也對(duì)水資源及環(huán)境存在一定程度的污染；(3)清潔壓裂液配制、施工所需的環(huán)境溫度較高，一般清潔壓裂液對(duì)配制用水的溫度要求在15°C以上，才能確保清潔壓裂液粘度和攜砂能力，這就使得清潔壓裂液在北方冬季施 工的難度增加；(4)在壓裂施工中清潔壓裂液依靠地層原油或地層水稀釋破膠，對(duì)于儲(chǔ)層溫度在 20_80°C之間的油層或低產(chǎn)油井、天然氣層、煤層(氣)、(油、氣)頁(yè)巖均存在無(wú)法破膠或破膠 不徹底，從而導(dǎo)致無(wú)法適用的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種就地連續(xù)混配清潔壓裂液添 加劑的制備及壓裂施工的方法，該制備方法中的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑配方的主 劑原料在市場(chǎng)上很容易購(gòu)得，且價(jià)格低；采用本發(fā)明制備方法制得的添加劑，在壓裂施工 中，清潔壓裂液不需要額外添加KCl等無(wú)機(jī)鹽，配液時(shí)省時(shí)省力，易回收對(duì)水資源及環(huán)境污 染??；另外，采用本發(fā)明制備方法所制得的添加劑與清水混合后得到的清潔壓裂液具有良 好攜砂性能，使用范圍較廣，如環(huán)境溫度為零下15°c以上即可施工，儲(chǔ)層溫度在20-80°C之 間的油層或低產(chǎn)油井、天然氣層、煤層(氣)、(油、氣)頁(yè)巖均可以應(yīng)用；本發(fā)明的就地連續(xù)混 配清潔壓裂液添加劑的制備及壓裂施工的方法都非常簡(jiǎn)便，不需要提前在配液站或井場(chǎng)配 制壓裂液就可實(shí)現(xiàn)就地連續(xù)混配、連續(xù)施工的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，設(shè)計(jì)一種就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備方 法，其特征在于它包括如下步驟1)、按下述就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑配方的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱取原料 取長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽20-30%、長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽10-20%、水楊酸 5-15%、四甲基氯化銨5-10%、聚合醇2-5%、小分子醇10-20%、余量為清水；所述的長(zhǎng)鏈烷基 三甲基季銨鹽為十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、 十八烷基三甲基溴化銨中的一種；所述的長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽為十六烷基二羥乙 基甲基氯化銨、十六烷基二羥乙基甲基溴化銨、十六烷基二羥乙基甲基硝酸銨、十八烷基二 羥乙基甲基氯化銨、十八烷基二羥乙基甲基溴化銨、十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨中的一 種；所述的水楊酸為鄰羥基苯甲酸；所述的聚合醇為聚乙二醇、聚丙二醇中的一種；所述的 小分子醇為甲醇、乙醇、異丙醇中的一種；2)、將上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽、長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽分別 在60-80°C的烘房中預(yù)熱8-10小時(shí)，待長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽、長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季 銨鹽全部融化后備用；3)、按上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)加入清水、小分子醇、聚合醇，加熱至60°C左右，加入四甲基氯化 銨、水楊酸，攪拌30分鐘待全部溶解；4)、將步驟3)中的上述原料全部溶解后，加入預(yù)熱融化后的長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽、長(zhǎng) 鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽，攪拌均勻，冷卻至室溫即得就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑產(chǎn)品。
所述的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑優(yōu)選配方是由下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組份組 成長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽25-30%、長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽15-20%、水楊酸10-15%、 四甲基氯化銨5-8%、聚合醇2-3%其分子量為900-1100，、小分子醇10_15%、余量為清水。
所述的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑最佳配方是由下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組份組成十八烷基三甲基氯化銨30%、十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨20%、鄰羥基苯甲酸15%、 四甲基氯化銨8%、聚丙二醇洲其分子量1000、異丙醇10%、清水15% ；所述的長(zhǎng)鏈烷基三 甲基季銨鹽為工業(yè)級(jí)十八烷基三甲基氯化銨，其有效含量70士洲；所述的長(zhǎng)鏈烷基二羥乙 基甲基季銨鹽為工業(yè)級(jí)十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨，其有效含量70士洲；所述的水楊酸 為工業(yè)級(jí)鄰羥基苯甲酸，其有效含量> 99. 0% ；所述的四甲基氯化銨為工業(yè)級(jí)，有效含量 ^ 99. 0% ；所述的聚合醇為工業(yè)級(jí)聚丙二醇，有效含量> 99. 0% ；所述的小分子醇為工業(yè)級(jí) 異丙醇，其有效含量彡99. 0%。
本發(fā)明一種就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑用于壓裂施工的方法，其特征是對(duì) 于產(chǎn)量大于3. 0m3/d的油層壓裂，地層的原油足以使清潔壓裂液完全破膠，壓裂施工步驟 為1)、根據(jù)油層溫度20-80°C的地層，設(shè)計(jì)出就地連續(xù)混配清潔壓裂液中添加劑的濃度為 1-5% ；2)、準(zhǔn)備50-300m3清水、就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑0.5-15. 0噸，5_50m3支撐劑； 配制10-60m3活性水；3)、擺好車輛，連接管線，試壓；4)、采用1.0-10. OmVmin的排量，一般是1. 5-6. 0m3/min,向混砂車泵入清水，交聯(lián)泵按 照1-5%的質(zhì)量百分比泵入就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑，壓開(kāi)地層，延伸裂縫；5)、按10-45%的體積百分比混入支撐劑，向地層裂縫擠入混有支撐劑的就地連續(xù)混 配清潔壓裂液；6 )、支撐劑加完后，泵入井筒容積的活性水進(jìn)行頂替； 7)、停泵，關(guān)井1- 后，根據(jù)井口壓力采用3mm或5mm或8mm油嘴控制放噴，待裂縫閉 合后，在地層不吐砂的前提下盡快返排破膠液。
本發(fā)明一種就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑用于壓裂施工的方法，其特征在于 對(duì)于產(chǎn)量小于3. OmVd的低產(chǎn)油層、煤層、天然氣層的壓裂，地層中的原油量較少，不足以使 清潔壓裂液快速?gòu)氐灼颇z，而且天然氣對(duì)清潔壓裂液的破膠作用也沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，此 種情況下，壓裂施工步驟為1)、根據(jù)油層溫度20-80°C的地層，就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的濃度為1-5%；2)、準(zhǔn)備50-300m3清水、就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑0.5-15. 0噸，5_50m3支撐劑； 配制10-60m3活性水；準(zhǔn)備在活性水中使用濃度0. 2-1. 0%的正辛醇；3)、擺好車輛，連接管線，試壓；4)、采用1.0-10. OmVmin的排量，向地層注入含有0. 2-1. 0%正辛醇的5_30m3活性水， 然后向混砂車泵入清水，交聯(lián)泵按照1-5%的質(zhì)量百分比泵入就地連續(xù)混配清潔壓裂液添 加劑，壓開(kāi)地層，延伸裂縫；5)、按10-45%的體積百分比混入支撐劑，向地層裂縫擠入混有支撐劑的就地連續(xù)混配 清潔壓裂液；6)、支撐劑加完后，泵入井筒容積的加入正辛醇的活性水進(jìn)行頂替；7)、停泵，關(guān)井l_4h后，根據(jù)井口壓力采用3mm或5mm或8mm油嘴控制放噴，待裂縫閉 合后，在地層不吐砂的前提下盡快返排破膠液。
所述的支撐劑是石英砂或陶粒；所述的活性水是由下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分組成61. 0%KC1、0. 5%破乳助排劑、余量是清水；其中，所述的破乳助排劑是由1%破乳劑7227、5% 烷基多苷、10%異丙醇，余量為清水組成。
本發(fā)明中的化學(xué)試劑均能從市場(chǎng)購(gòu)得。
本發(fā)明制備方法中的添加劑配方中的長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽、長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基 甲基季銨鹽與水楊酸在高濃度下不能成膠，但稀釋后可以迅速變成粘彈性較好的凝膠；長(zhǎng) 鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽分子中含有兩個(gè)親水性的羥乙基，水溶性比十八烷基三甲基氯 化銨強(qiáng)，即使在零下15°C仍具有較好的溶解性，且在水不結(jié)冰的情況仍可形成具有攜砂能 力的凍膠；添加劑中水楊酸在水中電離成水楊酸根和氫離子，水楊酸根能促進(jìn)長(zhǎng)鏈烷基季 銨鹽表面活性劑分子形成蠕蟲(chóng)狀膠束，氫離子使清潔壓裂液保持PH值4-6的弱酸性，有利 于防止粘土膨脹和顆粒運(yùn)移；添加劑中四甲基氯化銨、聚合醇對(duì)粘土礦物具有很強(qiáng)的抑制 作用，可有效提高清潔壓裂液的粘土穩(wěn)定能力；添加劑中聚合醇在濁點(diǎn)以上具有優(yōu)良的吸 附特性，隨著溫度升高吸附能力增強(qiáng)，可以大大降低長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽、長(zhǎng)鏈烷基二羥 乙基甲基季銨鹽在砂巖表面的吸附，降低可能存在的潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn)對(duì)儲(chǔ)層的傷害，同時(shí)聚合 醇還具有一定的破乳作用，可以提高清潔壓裂液的破乳速度和破乳率，減小乳化造成的儲(chǔ) 層傷害；添加劑中含有異丙醇等小分子醇，可以使就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑在低溫 下保持較好的流動(dòng)性和溶解性，不會(huì)出現(xiàn)渾濁、沉淀或凝固的現(xiàn)象。
采用本發(fā)明制備方法所制得的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑與清水按照 1-5:100的比例混合，15-60秒內(nèi)形成粘彈性極佳的清潔壓裂液(清水溫度越高，成膠速度 越快)，滿足儲(chǔ)層溫度在20-80°C之間油氣藏壓裂施工的要求(清潔壓裂液添加劑濃度越高， 適用儲(chǔ)層溫度越高)，并可以在零下15°C以上的環(huán)境溫度下施工。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，該制備方法中的就地連續(xù) 混配清潔壓裂液添加劑配方的主劑原料在市場(chǎng)上很容易夠得，且價(jià)格低；采用本發(fā)明制備 方法制得的添加劑，在壓裂施工中，清潔壓裂液不需要額外添加KCl等無(wú)機(jī)鹽，配液時(shí)省時(shí) 省力，易回收對(duì)水資源及環(huán)境污染??；另外，采用本發(fā)明制備方法所制得的添加劑與清水混 合后得到的清潔壓裂液具有良好攜砂性能，使用范圍較廣，如環(huán)境溫度為零下15°c以上即 可施工，儲(chǔ)層溫度在20-80°C之間的油層或低產(chǎn)油井、天然氣層、煤層(氣)、(油、氣)頁(yè)巖均 可以應(yīng)用；本發(fā)明的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備及壓裂施工的方法都非常簡(jiǎn) 便，不需要提前在配液站或井場(chǎng)配制壓裂液就可實(shí)現(xiàn)就地連續(xù)混配、連續(xù)施工的目的。


下面結(jié)合實(shí)施例圖表對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是采用實(shí)施例1的制備方法制得的清潔壓裂液添加劑配成1%濃度的清潔壓 裂液耐溫性能(ΠΟ Γ1)；圖2是采用實(shí)施例1的制備方法制得的清潔壓裂液添加劑配成洲濃度的清潔壓裂液 耐溫性能(170s—1)；圖3是采用實(shí)施例1的制備方法制得的清潔壓裂液添加劑配成3%濃度的清潔壓裂液 耐溫性能(170s—1)；圖4是采用實(shí)施例1的制備方法制得的清潔壓裂液添加劑配成4%濃度的清潔壓裂液 耐溫性能(170s—1)；7圖5是采用實(shí)施例1的制備方法制得的清潔壓裂液添加劑配成5%濃度的清潔壓裂液 耐溫性能(170s—1)；圖6是1%連續(xù)混配清潔壓裂液在0°C下的抗剪切性能(ΠΟ Γ1)； 圖7是4%連續(xù)混配清潔壓裂液在70°C下的抗剪切性能(170s—1)。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)給出的具體實(shí)施例進(jìn)一步清楚的說(shuō)明本發(fā)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例11、一種就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備方法，它包括如下步驟 1)、按下述就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑配方的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱取原料取300kg有 效含量為70 士 m的十八烷基三甲基氯化銨，200kg有效含量為70 士 m的十八烷基二羥乙基 甲基硝酸銨，150kg有效含量彡99. 0%的鄰羥基苯甲酸，80kg有效含量彡99. 0%的四甲基氯 化銨，20kg有效含量彡99. 0%的聚丙二醇、其分子量1000，IOOkg其有效含量彡99. 0%的異 丙醇，150kg清水；上述各組份均為工業(yè)級(jí)。2)、將上述300kg十八烷基三甲基氯化銨、200kg十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨分別在 60-80°C的烘房中預(yù)熱8-10小時(shí)，待十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基二羥乙基甲基硝酸 銨全部融化后備用；3)、加入上述150kg清水、IOOkg異丙醇、20kg聚丙二醇，加熱至60°C左右，加入上述 80kg四甲基氯化銨、150kg鄰羥基苯甲酸，攪拌30分鐘待全部溶解；4)、將步驟3)中的上述原料全部溶解后，加入預(yù)熱融化后的十八烷基三甲基氯化銨、 十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨，攪拌均勻，冷卻至室溫即得就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加 劑產(chǎn)品。
2、取1%、2%、3%、4%、5%添加劑分別與清水混合，攪拌30秒，得粘彈性清潔壓裂液。 如圖1-圖5。圖6是1%連續(xù)混配清潔壓裂液在0°C下的抗剪切性能(170s—1);圖7是4%連 續(xù)混配清潔壓裂液在70°C下的抗剪切性能(ΠΟ Γ1)。
實(shí)施例2 就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備方法，它包括如下步驟1)、按下述就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑配方的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱取原料取200kg長(zhǎng) 鏈烷基三甲基季銨鹽、IOOkg長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽、50kg水楊酸、50kg四甲基氯化 銨、20kg聚合醇、IOOkg小分子醇、480kg清水；所述的長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽為十六烷基三 甲基氯化銨；所述的長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽為十六烷基二羥乙基甲基氯化銨；所述 的水楊酸為鄰羥基苯甲酸；所述的聚合醇為聚乙二醇；所述的小分子醇為甲醇；2)、將上述200kg長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽、IOOkg長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽分別在 60-80°C的烘房中預(yù)熱8-10小時(shí)，待長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽、長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨 鹽全部融化后備用；3)、加入上述480kg清水、IOOkg小分子醇、20kg聚合醇，加熱至60°C左右，加入上述 50kg四甲基氯化銨、50kg水楊酸，攪拌30分鐘待全部溶解；4)、將步驟3)中的上述原料全部溶解后，加入預(yù)熱融化后的長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽、長(zhǎng) 鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽，攪拌均勻，冷卻至室溫即得就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑產(chǎn)品。
實(shí)施例3 實(shí)施例3與實(shí)施例2制備方法基本相同，不同之處是就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑 配方不同。
本實(shí)施例的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑配方是取250kg長(zhǎng)鏈烷基三甲基季 銨鹽、150kg長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽、IOOkg水楊酸、70kg四甲基氯化銨、50kg聚合 醇、200kg小分子醇、180kg清水；所述的長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽為十六烷基三甲基溴化銨； 所述的長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽為十六烷基二羥乙基甲基溴化銨；所述的水楊酸為鄰 羥基苯甲酸；所述的聚合醇為聚丙二醇中的一種；所述的小分子醇為乙醇。
實(shí)施例4與實(shí)施例2制備方法基本相同，不同之處是首先將十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基 二羥乙基甲基硝酸銨在60-80°C的烘房中預(yù)熱8-10小時(shí)，待全部融化后備用。在搪瓷反應(yīng) 釜中加入200kg清水、150kg異丙醇、30kg聚丙二醇1000，加熱至60°C左右，加入四甲基氯 化銨50kg、水楊酸120kg，攪拌30分鐘。上述物料全部溶解后，加入預(yù)熱融化后的十八烷基 三甲基氯化銨300kg、十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨150kg，攪拌均勻，冷卻至室溫即得就 地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑產(chǎn)品。
實(shí)施例5與實(shí)施例2制備方法基本相同，不同之處是首先將十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基 二羥乙基甲基硝酸銨在60-80°C的烘房中預(yù)熱8-10小時(shí)，待全部融化后備用。在搪瓷反應(yīng) 釜中加入IOOkg清水、IOOkg異丙醇、50kg聚丙二醇1000，加熱至60°C左右，加入四甲基氯 化銨100kg、水楊酸150kg，攪拌30分鐘。上述物料全部溶解后，加入預(yù)熱融化后的十八烷 基三甲基氯化銨300kg、十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨200kg，攪拌均勻，冷卻至室溫即得 就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑產(chǎn)品。
上述實(shí)施例中的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑配方中的組份不僅限于實(shí)施 例中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，只要是在下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)都可以長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽 20-30%、長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽10-20%、水楊酸5-15%、四甲基氯化銨5_10%、聚合 醇2-5%、小分子醇10-20%、余量為清水；優(yōu)選是長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽25-30%、長(zhǎng)鏈烷基 二羥乙基甲基季銨鹽15-20%、水楊酸10-15%、四甲基氯化銨5-8%、聚合醇2_3%其分子量為 900-1100、小分子醇10-15%、余量為清水。所述的長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽還可以是十八烷基 三甲基溴化銨；所述的長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽還可以是十六烷基二羥乙基甲基硝酸 銨或十八烷基二羥乙基甲基溴化銨。
實(shí)施例6 對(duì)于產(chǎn)量大于3. OmVd的油層壓裂，地層的原油足以使清潔壓裂液完全 破膠，壓裂施工步驟為1)、根據(jù)油層溫度20-80°C的地層，設(shè)計(jì)出就地連續(xù)混配清潔壓裂液中添加劑的濃度為 1-5% ；2)、準(zhǔn)備50-300m3清水、就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑0.5-15. 0噸，5_50 m3支撐劑、 10-60 m3活性水；3)、擺好車輛，連接管線，試壓；4)、采用1.0-10. OmVmin的排量，一般是1. 5-6. 0m3/min,向混砂車泵入清水，交聯(lián)泵按照1-5%的質(zhì)量百分比泵入就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑，壓開(kāi)地層，延伸裂縫；5)、按10-45%的體積百分比混入支撐劑，向地層裂縫擠入混有支撐劑的就地連續(xù)混 配清潔壓裂液；6 )、支撐劑加完后，泵入井筒容積的活性水進(jìn)行頂替； 7)、停泵，關(guān)井1- 后，根據(jù)井口壓力采用3mm或5mm或8mm油嘴控制放噴，待裂縫閉 合后，在地層不吐砂的前提下盡快返排破膠液。
實(shí)施例7:延長(zhǎng)油田某采油廠P196-4井，采用連續(xù)混配清潔壓裂液進(jìn)行壓裂。該井 長(zhǎng)4+5層，油層段1319. 7-1327. 5m(有效厚度7. 8m)，滲透率0. 43X 10_3 μ m2、孔隙度12. 4%、 含油飽和度40. 2%，射孔段1319. 0-1324. Om (射開(kāi)5. 0m)，射孔后無(wú)自然產(chǎn)能。該井層壓裂 設(shè)計(jì)連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的濃度為2. 5%，排量2. OmVmin,備清水100m3、清潔壓裂液 添加劑3. O噸。壓裂施工實(shí)際排量為1. 9-2. 0m7min，低替坐封活性水7. Om3、用該清潔壓裂 液添加劑配制的清潔壓裂液77. 1 m3，加石英砂18.0m3，平均砂比30.8%。壓后關(guān)井池后放 噴，放噴排液34. 5m3，破膠液粘度3. 6-5. 4mPa. s。井場(chǎng)多余約20m3清水、約1. O噸清潔壓裂 液添加劑回收，用于下一口井壓裂。該井壓后1天后見(jiàn)油，初產(chǎn)液量8. 0m3/d，產(chǎn)油5. 6 m3/do
實(shí)施例8 對(duì)于產(chǎn)量小于3. OmVd的低產(chǎn)油層、煤層、天然氣層的壓裂，地層中的原 油量較少，不足以使清潔壓裂液快速?gòu)氐灼颇z，而且天然氣對(duì)清潔壓裂液的破膠作用也沒(méi) 有實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，此種情況下，壓裂施工步驟為1)、根據(jù)油層溫度20-80°C的地層，就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的濃度為1-5%；2)、準(zhǔn)備50-300m3清水、就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑0.5-15. 0噸，5_50 m3支撐劑； 配制10-60m3活性水；準(zhǔn)備在活性水中使用濃度0. 2-1. 0%的正辛醇；3)、擺好車輛，連接管線，試壓；4)、采用1.0-10. OmVmin的排量，向地層注入5_30m3活性水，然后向混砂車泵入清水， 交聯(lián)泵按照1-5%的質(zhì)量百分比泵入就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑，壓開(kāi)地層，延伸裂 縫；5)、按10-45%的體積百分比混入支撐劑，向地層裂縫擠入混有支撐劑的就地連續(xù)混配 清潔壓裂液；6 )、支撐劑加完后，泵入井筒容積的加有正辛醇的活性水進(jìn)行頂替； 7)、停泵，關(guān)井l_4h后，根據(jù)井口壓力采用3mm或5mm或8mm油嘴控制放噴，待裂縫閉 合后，在地層不吐砂的前提下盡快返排破膠液。
實(shí)施例9 延長(zhǎng)油田某采油廠井，采用連續(xù)混配清潔壓裂液進(jìn)行壓裂。該井 長(zhǎng)6層，油層段567. 4-575. 9m (有效厚度8. 5m)，滲透率0. 58 X IO"3 μ m2、孔隙度8. 0%、含油 飽和度39. 2%，射孔段569. 0-573. Om (射開(kāi)4. Om)，射孔后無(wú)自然產(chǎn)能。該井層壓裂設(shè)計(jì)連 續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的濃度為1. 4%，排量2. OmVmin,備清水80m3、清潔壓裂液添加劑 2. 0噸，考慮周圍鄰井產(chǎn)量不高，配制活性水20m3(活性水配方1. 0%KCl+0. 5%破乳助排劑+ 清水)，準(zhǔn)備正辛醇60kg。壓裂施工施工排量1. 8-2. 2m7min，低替坐封5. Om3 (活性水)、泵 入5 m3含有50kg正辛醇的活性水，泵入用該清潔壓裂液添加劑配制的清潔壓裂液71 m3、泵 入加有IOkg正辛醇的活性水2. 2 m3將井筒中的清潔壓裂液頂替入地層，加石英砂18. Im3, 平均砂比29. 3%。壓后關(guān)井4h后放噴，放噴排液26. Om3，破膠液粘度4. 8mPa. s。井場(chǎng)多余約IOm3清水、1. 0噸清潔壓裂液添加劑回收，用于下一口井壓裂。該井壓后2天后見(jiàn)油，初 產(chǎn)液量 6.4m3/d，產(chǎn)油 2. 2 m3/d。
上述實(shí)施例6-實(shí)施例9中所述的支撐劑可以是石英砂或陶粒；所述的活性水是由 下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分組成1. 0%KC1、0. 5%破乳助排劑、余量是清水；其中，所述的破乳助 排劑是由1%破乳劑7227、5%烷基多苷、10%異丙醇，余量為清水組成。所述的破乳劑7227可 以從湖北荊州隆華石油化工有限公司購(gòu)得，公司地址湖北省荊州市沙市區(qū)北京路95號(hào)。 所述的破乳助排劑不僅限實(shí)施例中規(guī)格，還可是其它同類產(chǎn)品。
本發(fā)明的效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)及結(jié)果1、分別由圖1-圖5可以看出，1%的清潔壓裂液添加劑配出的清潔壓裂液可以使用于 20-30°C地層的壓裂施工；m的清潔壓裂液添加劑配出的清潔壓裂液可以使用于30-40°C 地層的壓裂施工；3%的清潔壓裂液添加劑配出的清潔壓裂液可以使用40-55°C地層的壓裂 施工；4%的清潔壓裂液添加劑配出的清潔壓裂液可以使用于55-70°C地層的壓裂施工；5% 的清潔壓裂液添加劑配出的清潔壓裂液可以使用于70-80°C地層的壓裂施工。由圖6可以 看出采用本發(fā)明的添加劑制得的清潔壓裂液耐低溫性能較好，0°C下粘度仍有38mpa. s,具 有較好的攜砂能力；由圖7可以看出采用本發(fā)明的添加劑制得的清潔壓裂液耐溫耐剪切性 能較好，4%的加量在70°C下經(jīng)過(guò)60min剪切粘度仍有50mpa. s。
2、表1是油井號(hào)為P196-4和的油井，分別采用本發(fā)明的添加劑制得的就 地連續(xù)混配清潔壓裂液和其它壓裂液施工的抽汲結(jié)果。由表1可以看出采用該清潔壓裂液 與對(duì)比井相比，壓裂增產(chǎn)效果比較明顯，施工井剩余2噸清潔壓裂液添加劑回收利用，既節(jié) 約了成本，又減少了環(huán)境污染。
表1采用該清潔壓裂液與其它壓裂液施工效果對(duì)比表
權(quán)利要求
1.就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟 1)、按下述就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑配方的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱取原料取長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽20-30%、長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽10-20%、水楊酸 5-15%、四甲基氯化銨5-10%、聚合醇2-5%、小分子醇10-20%、余量為清水；所述的長(zhǎng)鏈烷基 三甲基季銨鹽為十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、 十八烷基三甲基溴化銨中的一種；所述的長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽為十六烷基二羥乙 基甲基氯化銨、十六烷基二羥乙基甲基溴化銨、十六烷基二羥乙基甲基硝酸銨、十八烷基二 羥乙基甲基氯化銨、十八烷基二羥乙基甲基溴化銨、十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨中的一 種；所述的水楊酸為鄰羥基苯甲酸；所述的聚合醇為聚乙二醇、聚丙二醇中的一種；所述的 小分子醇為甲醇、乙醇、異丙醇中的一種；2)、將上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽、長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽分別 在60-80°C的烘房中預(yù)熱8-10小時(shí)，待長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽、長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季 銨鹽全部融化后備用；3)、按上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)加入清水、小分子醇、聚合醇，加熱至60°C左右，加入四甲基氯化 銨、水楊酸，攪拌30分鐘待全部溶解；4)、將步驟3)中的上述原料全部溶解后，加入預(yù)熱融化后的長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽、長(zhǎng) 鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽，攪拌均勻，冷卻至室溫即得就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑產(chǎn)品，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備方法，其特征在于 所述的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑配方是由下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組份組成長(zhǎng)鏈烷基三 甲基季銨鹽25-30%、長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽15-20%、水楊酸10-15%、四甲基氯化銨 5-8%、聚合醇2-3%其分子量為900-1100、小分子醇10_15%、余量為清水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備方法，其特征在于所 述的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑配方是由下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組份組成十八烷基三甲 基氯化銨30%、十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨20%、鄰羥基苯甲酸15%、四甲基氯化銨8%、聚 丙二醇洲其分子量為1000、異丙醇10%、清水15% ；所述的長(zhǎng)鏈烷基三甲基季銨鹽為工業(yè) 級(jí)十八烷基三甲基氯化銨，其有效含量70士洲；所述的長(zhǎng)鏈烷基二羥乙基甲基季銨鹽為工 業(yè)級(jí)十八烷基二羥乙基甲基硝酸銨，其有效含量70士洲；所述的水楊酸為工業(yè)級(jí)鄰羥基苯 甲酸，其有效含量> 99. 0% ；所述的四甲基氯化銨為工業(yè)級(jí)，有效含量> 99. 0% ；所述的聚 合醇為工業(yè)級(jí)聚丙二醇，有效含量> 99. 0% ；所述的小分子醇為工業(yè)級(jí)異丙醇，其有效含量 彡 99. 0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備方法制備的就地連續(xù) 混配清潔壓裂液添加劑用于壓裂施工的方法，其特征是對(duì)于產(chǎn)量大于3. OmVd的油層壓 裂，地層的原油足以使清潔壓裂液完全破膠，壓裂施工步驟為1)、根據(jù)油層溫度20-80°C的地層，設(shè)計(jì)出就地連續(xù)混配清潔壓裂液中添加劑的濃度為 1-5% ；2)、準(zhǔn)備50-300m3清水、就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑0.5-15. 0噸，5_50m3支撐劑， 活性水10-60 m3 ；3)、擺好車輛，連接管線，試壓；4)、采用1. 0-10. OmVmin的排量，一般是1. 5-6. 0m3/min,向混砂車泵入清水，交聯(lián)泵按 照1-5%的質(zhì)量百分比泵入就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑，壓開(kāi)地層，延伸裂縫；5)、按10-45%的體積百分比混入支撐劑，向地層裂縫擠入混有支撐劑的就地連續(xù)混 配清潔壓裂液；6 )、支撐劑加完后，泵入井筒容積的活性水進(jìn)行頂替； 7)、停泵，關(guān)井1- 后，根據(jù)井口壓力采用3mm或5mm或8mm油嘴控制放噴，待裂縫閉 合后，在地層不吐砂的前提下盡快返排破膠液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備方法制備的就地連續(xù) 混配清潔壓裂液添加劑用于壓裂施工的方法，其特征在于對(duì)于產(chǎn)量小于3. 0m3/d的低產(chǎn)油 層、煤層、天然氣層的壓裂，地層中的原油量較少，不足以使清潔壓裂液快速?gòu)氐灼颇z，而且 天然氣對(duì)清潔壓裂液的破膠作用也沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，此種情況下，壓裂施工步驟為1)、根據(jù)油層溫度20-80°C的地層，就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的濃度為1-5%；2)、準(zhǔn)備50-300m3清水、就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑0.5-15. 0噸，5-50m3支撐劑， 配制10-60m3活性水；準(zhǔn)備在活性水中使用濃度0. 2-1. 0%的正辛醇；3)、擺好車輛，連接管線，試壓；4)、采用1.0-10. OmVmin的排量，向地層注入加有正辛醇的5_30m3活性水，然后向混砂 車泵入清水，交聯(lián)泵按照1-5%的質(zhì)量百分比泵入就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑，壓開(kāi)地 層，延伸裂縫；5)、按10-45%的體積百分比混入支撐劑，向地層裂縫擠入混有支撐劑的就地連續(xù)混配 清潔壓裂液；6 )、支撐劑加完后，泵入井筒容積的加有正辛醇的活性水進(jìn)行頂替；7)、停泵，關(guān)井l_4h后，根據(jù)井口壓力采用3mm或5mm或8mm油嘴控制放噴，待裂縫閉 合后，在地層不吐砂的前提下盡快返排破膠液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑用于壓裂施工的方法，其特 征是所述的支撐劑是石英砂或陶粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑用于壓裂施工的方法，其特 征是所述的活性水是由下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分組成1. 0%KC1、0. 5%破乳助排劑、余量是 清水；其中，所述的破乳助排劑是由1%破乳劑7227、5%烷基多苷、10%異丙醇，余量為清水 組成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備及壓裂施工的方法，特征在于就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備分四個(gè)步驟，制備出的清潔壓裂液添加劑不需要提前在配液站或井場(chǎng)配制就可實(shí)現(xiàn)就地連續(xù)混配、連續(xù)施工的目的，使得就地連續(xù)混配清潔壓裂液添加劑的制備及壓裂施工的方法都非常簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)C09K8/68GK102031102SQ201010548538
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者吳金橋, 張軍濤, 段玉秀, 王香增, 雷曉嵐, 高志亮, 高瑞民 申請(qǐng)人:陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院