本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)儲層改造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種黃原膠非交聯(lián)壓裂液及其制備方法。

背景技術(shù)：

壓裂液在油氣田開發(fā)儲層改造中發(fā)揮著重要作用，其主要作用原理為：采用高壓大排量的泵，利用液體傳壓的原理，將壓裂液高壓注入油井，并使井筒內(nèi)壓力逐漸升高，從而在井底憋起高壓，當此壓力大于井壁附近的地應(yīng)力和地層巖石的抗張強度時，便在井底附近地層產(chǎn)生裂縫：繼續(xù)注入壓裂液，裂縫向前延伸并填以支撐劑，從而在井底附近地層內(nèi)形成具有一定幾何尺寸和高導(dǎo)流能力的填砂裂縫，達到石油開采增產(chǎn)增注的目的。

目前油田使用的壓裂液，大都以改性羥丙基瓜爾膠作稠化劑，硼酸鹽、有機硼、有機鋯等作交聯(lián)劑，形成的交聯(lián)凍膠具有較強的攜砂能力。該類產(chǎn)品自上世紀60年代投入市場以來，為確保壓裂施工成功發(fā)揮了巨大的作用，但對于堿敏性油藏、非均質(zhì)砂礫巖油藏、天然裂縫發(fā)育的儲層，其弊端也逐步暴露出來。這類交聯(lián)壓裂液可發(fā)生不可逆的剪切降解，在射孔孔眼、井筒內(nèi)降解嚴重，影響攜砂能力，在天然裂縫發(fā)育儲層的壓裂中易造成砂堵。交聯(lián)壓裂液降解效果差，壓裂施工后，一部分壓裂液滲濾進孔隙和天然裂縫，另一部分則鋪展在寬為2-6mm、面積超過1000m²的裂縫內(nèi)，不能與破膠劑有效接觸，不利于疏通油流入井通道。瓜爾膠壓裂液采用延遲交聯(lián)的方法減小摩擦阻力、提高攜砂能力，其PH值一般為9-11，因此與高礦化度的地層水混合時易產(chǎn)生沉淀、堵塞孔隙，對堿敏性油層的傷害特別嚴重。另外，由于中國國內(nèi)不生產(chǎn)植物瓜爾膠，生產(chǎn)改性瓜爾膠的廠家原料依賴于進口，從而導(dǎo)致改性羥丙基瓜爾膠壓裂液成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)成本低、粘度高、攜砂能力強、降解效果好的黃原膠非交聯(lián)壓裂液及其制作方法。

(二)技術(shù)方案

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液，由以下重量份的物質(zhì)組成：

黃原膠20-25、凝膠化助劑15-20、粘土穩(wěn)定劑40-45、抗氧化穩(wěn)定劑7-9、殺菌劑1-1.5、破膠劑35-40、PH值調(diào)節(jié)劑3-7、助排劑40-45和水200-500。

進一步的技術(shù)方案是，本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液，由以下重量份的物質(zhì)組成：

黃原膠22-24、凝膠化助劑17-19、粘土穩(wěn)定劑42-44、抗氧化穩(wěn)定劑7.5-8.2、殺菌劑1.1-1.3、破膠劑36-38、PH值調(diào)節(jié)劑4-6、助排劑42-44和水250-480。

再進一步的技術(shù)方案是，本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液，由以下重量份的物質(zhì)組成：

黃原膠23、凝膠化助劑18、粘土穩(wěn)定劑43、抗氧化穩(wěn)定劑7.8、殺菌劑1.2、破膠劑37、PH值調(diào)節(jié)劑5、助排劑43和水390。

再進一步的技術(shù)方案是，凝膠化助劑為魔芋精粉；粘土穩(wěn)定劑為35％氯化鉀和65％四甲基氯化銨；抗氧化穩(wěn)定劑為硫代硫酸鈉；殺菌劑為甲醛液；破膠劑為72％過硫酸銨和28％過硫酸鉀；PH值調(diào)節(jié)劑為強堿弱酸鹽和/或堿；助排劑為十二烷基三甲基氯化銨。

再進一步的技術(shù)方案是，PH值調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉中的一種或幾種。

本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液的制備方法，包括以下幾個步驟：

S1：向干粉混合設(shè)備中加入配方量的黃原膠、凝膠化助劑、粘土穩(wěn)定劑、抗氧化穩(wěn)定劑和破膠劑，經(jīng)混合后得到均勻的粉劑；

S2：將配方量的殺菌劑配制為質(zhì)量分數(shù)為0.08％-0.4％的殺菌劑溶液，攪拌下，將所述殺菌劑溶液流加到所述S1所得的粉劑中，得到第一溶液；

S3：將配方量的助排劑配制為質(zhì)量分數(shù)為0.5％-2％的助排劑溶液，攪拌下，將所述助排劑溶液流加到所述第一溶液中，得到第二溶液；

S4：將配方量的PH值調(diào)節(jié)劑配制為質(zhì)量分數(shù)為4％-6％的PH值調(diào)節(jié)劑溶液，攪拌下，將所述PH值調(diào)節(jié)劑溶液流加到所述第二溶液中，得到第三溶液；

S5：攪拌下，向所述第三溶液中加入配方量剩余的水，得到最終產(chǎn)品。

進一步的技術(shù)方案是，S1中，干粉混合設(shè)備的電機功率為18-23千瓦，混合時間為4小時-7小時；

S2中，攪拌速度為850-950轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為2.5-3.5小時，流加速度為5.5-7.5毫升/秒；

S3中，攪拌速度為1200-1400轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3.5-4.5小時，流加速度為12-14毫升/秒；

S4中，攪拌速度為1150-1250轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3-4小時，流加速度為17-19毫升/秒；

S5中，攪拌速度為1350-1500轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為2-3小時，流加速度為15-18毫升/秒；

殺菌劑溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.1％-0.3％；

助排劑溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.8％-1.7％；

PH值調(diào)節(jié)劑溶液的質(zhì)量分數(shù)為4.5％-5.5％。

再進一步的技術(shù)方案是，S1中，干粉混合設(shè)備的電機功率為20-22千瓦，混合時間為5小時-6小時；

S2中，攪拌速度為880-920轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3-3.3小時，流加速度為5.8-6.5毫升/秒；

S3中，攪拌速度為1300-1350轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3.9-4.2小時，流加速度為12.8-13.5毫升/秒；

S4中，攪拌速度為1200-1230轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3.2-3.6小時，流加速度為17.8-18.5毫升/秒；

S5中，攪拌速度為1400-1480轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為2.5-2.8小時，流加速度為16.5-17.5毫升/秒；

殺菌劑溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.23％-0.28％；

助排劑溶液的質(zhì)量分數(shù)為1.1％-1.6％；

PH值調(diào)節(jié)劑溶液的為4.9-5.1％。

再進一步的技術(shù)方案是，S1中，干粉混合設(shè)備的電機功率為21千瓦，混合時間為5.5小時；

S2中，攪拌速度為900轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3.2小時，流加速度為6.2毫升/秒；

S3中，攪拌速度為1320轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為4小時，流加速度為13.2毫升/秒；

S4中，攪拌速度為1210轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3.4小時，流加速度為18.1毫升/秒；

S5中，攪拌速度為1450轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為2.6小時，流加速度為16.8毫升/秒；

殺菌劑溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.25％；

助排劑溶液的質(zhì)量分數(shù)為1.5％；

PH值調(diào)節(jié)劑溶液的為5.0％。

(三)有益效果

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的黃原膠非交聯(lián)壓裂液及其制備方法，具有高表現(xiàn)粘度、攜砂能力強、濾失量小的特點，可用于堿敏、天然裂縫發(fā)育儲層的壓裂改造。

附圖說明

圖1為黃原膠非交聯(lián)壓裂液的表現(xiàn)粘度隨溫度變化的曲線；

圖2為黃原膠非交聯(lián)壓裂液的表現(xiàn)粘度隨PH值變化的曲線。

具體實施方式

為了更好的解釋本發(fā)明，以便于理解，下面結(jié)合附圖，通過具體實施方式，對本發(fā)明作詳細描述。

本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液，由以下重量份的物質(zhì)組成：

黃原膠20-25、凝膠化助劑15-20、粘土穩(wěn)定劑40-45、抗氧化穩(wěn)定劑7-9、殺菌劑1-1.5、破膠劑35-40、PH值調(diào)節(jié)劑3-7、助排劑40-45和水200-500。

其中，凝膠化助劑為魔芋精粉，與黃原膠溶液混合后，在一定的濃度范圍內(nèi)會產(chǎn)生協(xié)同稠化作用；

粘土穩(wěn)定劑為35％氯化鉀和65％四甲基氯化銨，能有效地吸附在粘土表面，防止水敏性礦物水化膨脹及分散運移而對油氣層造成的傷害；

殺菌劑為甲醛液，能有效地控制或者殺死微生物和病菌；

破膠劑為72％過硫酸銨和28％過硫酸鉀，對交聯(lián)成凍膠的壓裂液徹底破膠，破膠后的殘渣較少，可有效減少壓裂液對地層和支撐劑導(dǎo)流能力的損害；

PH值調(diào)節(jié)劑為強堿弱酸鹽和/或堿，用來調(diào)節(jié)溶液的酸堿度；

助排劑為十二烷基三甲基氯化銨，能幫助壓裂作業(yè)過程中的工作殘液從地層返排，不易造成堵塞。

進一步地，PH值調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉中的一種或幾種。

本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液的制備方法，包括以下幾個步驟：

S1：向干粉混合設(shè)備中加入配方量的黃原膠、凝膠化助劑、粘土穩(wěn)定劑、抗氧化穩(wěn)定劑和破膠劑，經(jīng)混合后得到均勻的粉劑；

S2：將配方量的殺菌劑配制為質(zhì)量分數(shù)為0.08％-0.4％的殺菌劑溶液，攪拌下，將所述殺菌劑溶液流加到所述S1所得的粉劑中，得到第一溶液；

S3：將配方量的助排劑配制為質(zhì)量分數(shù)為0.5％-2％的助排劑溶液，攪拌下，將所述助排劑溶液流加到所述第一溶液中，得到第二溶液；

S4：將配方量的PH值調(diào)節(jié)劑配制為質(zhì)量分數(shù)為4％-6％的PH值調(diào)節(jié)劑溶液，攪拌下，將所述PH值調(diào)節(jié)劑溶液流加到所述第二溶液中，得到第三溶液；

S5：攪拌下，向所述第三溶液中加入配方量剩余的水，得到最終產(chǎn)品。

進一步地，S1中，干粉混合設(shè)備的電機功率為18-23千瓦，混合時間為4小時-7小時；

S2中，攪拌速度為850-950轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為2.5-3.5小時，流加速度為5.5-7.5毫升/秒；

S3中，攪拌速度為1200-1400轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3.5-4.5小時，流加速度為12-14毫升/秒；

S4中，攪拌速度為1150-1250轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3-4小時，流加速度為17-19毫升/秒；

S5中，攪拌速度為1350-1500轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為2-3小時，流加速度為15-18毫升/秒；

殺菌劑溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.1％-0.3％；

助排劑溶液的質(zhì)量分數(shù)為0.8％-1.7％；

PH值調(diào)節(jié)劑溶液的質(zhì)量分數(shù)為4.5％-5.5％。

實施例一：

本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液，由以下重量份的物質(zhì)組成：

黃原膠20、凝膠化助劑15、粘土穩(wěn)定劑40、抗氧化穩(wěn)定劑7、殺菌劑1、破膠劑35、PH值調(diào)節(jié)劑3、助排劑40和水200。

其中，凝膠化助劑為魔芋精粉；粘土穩(wěn)定劑為35％氯化鉀和65％四甲基氯化銨；抗氧化穩(wěn)定劑為硫代硫酸鈉；殺菌劑為甲醛液；破膠劑為72％過硫酸銨和28％過硫酸鉀；PH值調(diào)節(jié)劑為強堿弱酸鹽和/或堿；助排劑為十二烷基三甲基氯化銨。

本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液的制備方法，包括以下幾個步驟：

S1：向干粉混合設(shè)備中加入配方量的黃原膠、凝膠化助劑、粘土穩(wěn)定劑、抗氧化穩(wěn)定劑和破膠劑，經(jīng)混合后得到均勻的粉劑；

S2：將配方量的殺菌劑配制為質(zhì)量分數(shù)為0.08％的殺菌劑溶液，攪拌下，將所述殺菌劑溶液流加到所述S1所得的粉劑中，得到第一溶液；

S3：將配方量的助排劑配制為質(zhì)量分數(shù)為0.5％的助排劑溶液，攪拌下，將所述助排劑溶液流加到所述第一溶液中，得到第二溶液；

S4：將配方量的PH值調(diào)節(jié)劑配制為質(zhì)量分數(shù)為4％的PH值調(diào)節(jié)劑溶液，攪拌下，將所述PH值調(diào)節(jié)劑溶液流加到所述第二溶液中，得到第三溶液；

S5：攪拌下，向所述第三溶液中加入配方量剩余的水，得到最終產(chǎn)品。

進一步地，S1中，干粉混合設(shè)備的電機功率為18千瓦，混合時間為4小時；

S2中，攪拌速度為850轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為2.5小時，流加速度為5.5毫升/秒；

S3中，攪拌速度為1200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3.5小時，流加速度為12毫升/秒；

S4中，攪拌速度為1150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3小時，流加速度為17毫升/秒；

S5中，攪拌速度為1350轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為2小時，流加速度為15毫升/秒。

實施例二：

本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液，由以下重量份的物質(zhì)組成：

黃原膠23、凝膠化助劑18、粘土穩(wěn)定劑43、抗氧化穩(wěn)定劑7.8、殺菌劑1.2、破膠劑37、PH值調(diào)節(jié)劑5、助排劑43和水390。

其中，凝膠化助劑為魔芋精粉；粘土穩(wěn)定劑為35％氯化鉀和65％四甲基氯化銨；抗氧化穩(wěn)定劑為硫代硫酸鈉；殺菌劑為甲醛液；破膠劑為72％過硫酸銨和28％過硫酸鉀；PH值調(diào)節(jié)劑為強堿弱酸鹽和/或堿；助排劑為十二烷基三甲基氯化銨。

進一步地，PH值調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉中的一種或幾種。

本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液的制備方法，包括以下幾個步驟：

S1：向干粉混合設(shè)備中加入配方量的黃原膠、凝膠化助劑、粘土穩(wěn)定劑、抗氧化穩(wěn)定劑和破膠劑，經(jīng)混合后得到均勻的粉劑；

S2：將配方量的殺菌劑配制為質(zhì)量分數(shù)為0.25％的殺菌劑溶液，攪拌下，將所述殺菌劑溶液流加到所述S1所得的粉劑中，得到第一溶液；

S3：將配方量的助排劑配制為質(zhì)量分數(shù)為1.5％的助排劑溶液，攪拌下，將所述助排劑溶液流加到所述第一溶液中，得到第二溶液；

S4：將配方量的PH值調(diào)節(jié)劑配制為質(zhì)量分數(shù)為5.0％的PH值調(diào)節(jié)劑溶液，攪拌下，將所述PH值調(diào)節(jié)劑溶液流加到所述第二溶液中，得到第三溶液；

S5：攪拌下，向所述第三溶液中加入配方量剩余的水，得到最終產(chǎn)品。

進一步地，S1中，干粉混合設(shè)備的電機功率為21千瓦，混合時間為5.5小時；

S2中，攪拌速度為900轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3.2小時，流加速度為6.2毫升/秒；

S3中，攪拌速度為1320轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為4小時，流加速度為13.2毫升/秒；

S4中，攪拌速度為1210轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3.4小時，流加速度為18.1毫升/秒；

S5中，攪拌速度為1450轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為2.6小時，流加速度為16.8毫升/秒。

實施例三：

本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液，由以下重量份的物質(zhì)組成：

黃原膠25、凝膠化助劑20、粘土穩(wěn)定劑45、抗氧化穩(wěn)定劑9、殺菌劑1.5、破膠劑40、PH值調(diào)節(jié)劑7、助排劑45和水500。

其中，凝膠化助劑為魔芋精粉；粘土穩(wěn)定劑為35％氯化鉀和65％四甲基氯化銨；抗氧化穩(wěn)定劑為硫代硫酸鈉；殺菌劑為甲醛液；破膠劑為72％過硫酸銨和28％過硫酸鉀；PH值調(diào)節(jié)劑為強堿弱酸鹽和/或堿；助排劑為十二烷基三甲基氯化銨。

進一步地，PH值調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉中的一種或幾種。

本發(fā)明的黃原膠非交聯(lián)壓裂液的制備方法，包括以下幾個步驟：

S1：向干粉混合設(shè)備中加入配方量的黃原膠、凝膠化助劑、粘土穩(wěn)定劑、抗氧化穩(wěn)定劑和破膠劑，經(jīng)混合后得到均勻的粉劑；

S2：將配方量的殺菌劑配制為質(zhì)量分數(shù)為0.4％的殺菌劑溶液，攪拌下，將所述殺菌劑溶液流加到所述S1所得的粉劑中，得到第一溶液；

S3：將配方量的助排劑配制為質(zhì)量分數(shù)為2％的助排劑溶液，攪拌下，將所述助排劑溶液流加到所述第一溶液中，得到第二溶液；

S4：將配方量的PH值調(diào)節(jié)劑配制為質(zhì)量分數(shù)為6％的PH值調(diào)節(jié)劑溶液，攪拌下，將所述PH值調(diào)節(jié)劑溶液流加到所述第二溶液中，得到第三溶液；

S5：攪拌下，向所述第三溶液中加入配方量剩余的水，得到最終產(chǎn)品。

進一步地，S1中，干粉混合設(shè)備的電機功率為23千瓦，混合時間為7小時；

S2中，攪拌速度為950轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3.5小時，流加速度為7.5毫升/秒；

S3中，攪拌速度為1400轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為4.5小時，流加速度為14毫升/秒；

S4中，攪拌速度為1250轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為4小時，流加速度為19毫升/秒；

S5中，攪拌速度為1500轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3小時，流加速度為18毫升/秒。

試驗例一：

本試驗用于檢測本發(fā)明實施例一、實施例二和實施例三制備得到的黃原膠非交聯(lián)壓裂液在相同溫度下的表現(xiàn)粘度，測量表現(xiàn)粘度所使用的設(shè)備為FANN-35型粘度計，試驗結(jié)果見表一。

表一

由表一可以看出，相同溫度下，本發(fā)明實施例二得到的黃原膠非交聯(lián)壓裂液表現(xiàn)粘度是最高的。

試驗例二：

本試驗用于檢測本發(fā)明實施例二制備得到的黃原膠非交聯(lián)壓裂液在不同溫度下的表現(xiàn)粘度，測量表現(xiàn)粘度所使用的設(shè)備為FANN-35型粘度計，試驗結(jié)果見圖1。

由圖1可見，隨溫度的升高，表現(xiàn)粘度快速下降，50℃時表現(xiàn)粘度下降至約150mPa·S，溫度繼續(xù)升高時表現(xiàn)粘度下降幅度極小。

試驗例三：

本試驗用于檢測本發(fā)明實施例二制備得到的黃原膠非交聯(lián)壓裂液在不同PH值下的表現(xiàn)粘度，測量表現(xiàn)粘度所使用的設(shè)備為FANN-35型粘度計，試驗結(jié)果見圖2。

由圖2可見，當PH值在5-9時，壓裂液的粘度變化不大，隨著PH 值的降低，粘度下降較快。

試驗例四：

本試驗通過檢測陶粒在不同實施例黃原膠非交聯(lián)壓裂液中的沉降速率來測試本發(fā)明黃原膠非交聯(lián)壓裂液的攜砂能力，試驗結(jié)果見表二。

表二

由表二可以看出，本發(fā)明實施例二得到的黃原膠非交聯(lián)壓裂液的攜砂能力是最好的。

綜上所述，本發(fā)明提供的黃原膠非交聯(lián)壓裂液及其制備方法，具有高表現(xiàn)粘度、攜砂能力強、濾失量小的特點，可用于堿敏、天然裂縫發(fā)育儲層的壓裂改造。