壓裂液降阻劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及壓裂液降阻劑及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 地下長(zhǎng)距離的傳輸，因此需要耗費(fèi)巨大的能量。在頁(yè)巖氣壓裂過(guò)程中，隨著排量的 提高，工作液在管線(xiàn)中的摩擦阻力將成倍地增加，使施工的泵壓大部分消耗在克服管路摩 阻上，實(shí)際作用于產(chǎn)層用于壓開(kāi)產(chǎn)層的壓力不大；又因摩阻增大，排量難于提高，裂縫很難 向前延伸，達(dá)不到形成縫網(wǎng)的目的。所以降低壓裂液在管線(xiàn)及地層的摩阻是提高排量、提高 液體效率的有效途徑。降阻劑的加入可以大大降低壓裂液體系的摩阻，這樣在同樣的泵壓 下，壓裂液就可以傳輸?shù)母臁⒏h(yuǎn)，能夠降低能耗，從而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。
[0003] 根據(jù)降阻劑的作用原理可以將水基降阻劑可分為高柔性高分子和粘彈性表面活 性劑兩種。高分子量高柔性線(xiàn)性高分子主要包括聚丙烯酰銨類(lèi)聚合物、羥丙基瓜膠等植物 膠高分子以及纖維素類(lèi)高分子。高分子聚合物可以在流體當(dāng)中自由伸展，抑制流體分子在 湍流區(qū)發(fā)生的分子碰撞而產(chǎn)生的能量損耗，達(dá)到降阻的目的。高分子聚合物降阻劑的優(yōu)點(diǎn) 在于使用濃度低，較低濃度就可以實(shí)現(xiàn)降阻目的。專(zhuān)利US 4637418A報(bào)道了采用含2-丙烯 酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物與醇類(lèi)復(fù)配，可形成一種壓裂液降阻 齊U。但這類(lèi)降阻劑的缺點(diǎn)在于在高分子在高剪切速率下容易斷裂而使分子量下降，甚至失 去降阻功能，這種降解是永久的，不可逆的。此外，高分子聚合物降阻劑另一個(gè)缺點(diǎn)在于容 易吸附到儲(chǔ)層壁面上，改變儲(chǔ)層的潤(rùn)濕性，造成水鎖傷害。粘彈性表面活性劑降阻劑主要包 括季銨鹽類(lèi)陽(yáng)離子表面活性劑、甜菜堿兩性離子表面活性劑等。其作用機(jī)理為當(dāng)表面活性 劑濃度達(dá)到一定值時(shí)，在管道剪切作用下，溶液中形成了粘彈性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以將湍流漩渦 中的一部分動(dòng)能儲(chǔ)存起來(lái)，減少漩渦動(dòng)能損耗，達(dá)到降阻目的，隨著剪切速率的提高，這種 粘彈性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)還可以增強(qiáng)，提高降阻效果。表面活性劑降阻劑的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下三 個(gè)方面：一是降阻性能優(yōu)良；二是表面活性劑不會(huì)發(fā)生剪切降解而導(dǎo)致降阻作用消失；三 是可以降低壓裂液的表面張力，抑制水鎖傷害。因此粘彈性表面活性劑降阻劑體系有良好 的應(yīng)用前景，越來(lái)越受到人們的重視。
[0004] US 4615825公開(kāi)了采用十六烷基三甲基氫氧化銨、水楊酸、氫氧化鈉按照適當(dāng)比 例復(fù)配可形成粘彈性表面活性劑；專(zhuān)利WO 116117A1報(bào)道了利用陰離子表面活性劑(例如 油酸鈉）與陽(yáng)離子表面活性劑(例如十八烷基三甲基氯化銨）按照一定比例復(fù)配，可形成具 有粘彈性的體系；專(zhuān)利CN 1177974描述了烷基甜菜堿與硫酸鹽型或者磺酸鹽型陰離子表 面活性劑復(fù)配，形成一種粘彈性表面活性劑；US 2010167967A1報(bào)道了利用雙子型陰離子 表面活性劑與雙子型陽(yáng)離子表面活性劑復(fù)配形成的粘彈性表面活性劑。上述體系都具有一 定的降阻性，降阻效果還可以進(jìn)一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是現(xiàn)有技術(shù)中含降阻劑的壓裂液組合物降阻率 低的問(wèn)題，提供一種適用于頁(yè)巖氣藏的壓裂液降阻劑。該降阻劑用于頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中，具 有降阻效率高的特點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是提供一種與解決技術(shù)問(wèn)題之一相對(duì)應(yīng)的壓裂 液降阻劑在頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中的應(yīng)用。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：壓裂液降阻劑，以重量百 分比計(jì)包括以下組分： (1) 1份季銨鹽雙子表面活性劑； (2) 0. 01?100份烴基銨聚氧乙烯醚羧酸鹽； 其中組分（1)的分子通式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種壓裂液降阻劑，以重量份數(shù)計(jì)包括以下組分： (1) 1份季銨鹽雙子表面活性劑； (2) 0. 01?100份烴基銨聚氧乙烯醚羧酸鹽； 其中組分（1)的分子通式為：
其中組分（2)的分子通式為
其中，&，R3，R6為Q?C3Q的烴基，R2為C2?C6的亞烴基，R4、R14、R5和R15獨(dú)立取自Q?C4的烴基；X1"為陰離子，其中h為該陰離子的陰電荷數(shù)；n彡1，j彡1，且n+j=2?20 ; 其中M選自堿金屬、堿土金屬、NH4、H中任意一種，i是M的正電荷數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述壓裂液降阻劑，其特征在于&，R3為C8?C24的烷基、烯基、芳 基中的任意一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述壓裂液降阻劑，其特征在于R6為C12?C24的烷基、烯基、芳基中 的任意一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述壓裂液降阻劑，其特征在于n+j=4?12。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述壓裂液降阻劑，其特征在于其中組分（1)分子通式中Xh_為F' Cl\ Br\ no3\ so3h\ ch3coo\ ho-c6h4-coo\ ch3-c6h4-so3\ ch3so3\ ho-ch2coo\ ch3ch (oh) cocr中的任意一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述壓裂液降阻劑，其特征在于Ri=R3，為C8?C24的烴基。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液降阻劑，其特征在于組分（2)選自R6為C12?C24的烴 基且n+j=4?12的烴基銨聚氧乙烯醚羧酸鹽中的一種或任意幾種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液降阻劑，其特征在于較優(yōu)的配方包括1份季銨鹽雙子 表面活性劑、0. 1?10份烴基銨聚氧乙烯醚羧酸鹽、10?1000份水。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述壓裂液降阻劑，其特征在于所述壓裂液降阻劑還包括組份（3) 10?10000份水；所述的水選自去離子水、河水、地下水、海水中的任意一種。
10. 權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述壓裂液降阻劑在頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中作為壓裂液降阻 劑的應(yīng)用。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種壓裂液降阻劑及其應(yīng)用，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中降阻率低的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)采用壓裂液降阻劑，以重量份數(shù)計(jì)包括以下組分：（1）1份季銨鹽雙子表面活性劑；（2）0.01～100份烴基銨聚氧乙烯醚羧酸鹽；（3）10～10000份水的技術(shù)方案，較好地解決了該問(wèn)題，可用于頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中。
【IPC分類(lèi)】C09K8-68, E21B43-26
【公開(kāi)號(hào)】CN104559999
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310512317
【發(fā)明人】鮑新寧, 張衛(wèi)東, 李應(yīng)成, 沙鷗
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月28日