一種CO2增能酸性清潔壓裂液及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種CO2增能酸性清潔壓裂液的制備方法。本發(fā)明專利技術(shù)將水溶性聚醚類非離子表面活性劑和長(zhǎng)鏈?zhǔn)邃@鹽陽離子表面活性劑以及氯化鉀溶解在水中形成復(fù)合乳液基液；將液態(tài)CO2加入上述乳液中，攪拌均勻獲得酸性清潔壓裂液。本發(fā)明專利技術(shù)CO2增能壓裂液不僅可提高返排能力；而且液態(tài)CO2可與低黏度復(fù)合乳液相互作用，形成高黏度的凍膠，酸性清潔壓裂液和CO2泡沫壓裂液共同作用，提高采收效率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及石油開采
，特別涉及一種CO2增能酸性清潔壓裂液及其制備方法。
技術(shù)介紹
壓裂技術(shù)是在采油過程中，把具有一定粘度的液體擠入油層，當(dāng)油層壓出許多裂縫后，加入支撐劑充填進(jìn)裂縫，提高油氣層的滲透能力，以增加產(chǎn)油量的一種常見的工藝。常用的壓裂液有水基壓裂液、油基壓裂液、乳狀壓裂液、泡沫壓裂液及酸基壓裂液等基本類型。泡沫壓裂液是CO2壓裂技術(shù)中經(jīng)常采用的方式，CO2壓裂技術(shù)又細(xì)分為CO2泡沫增能壓裂、CO2泡沫壓裂和純CO2壓裂。其中純 CO2壓裂采用液態(tài)CO2為壓裂液，即100%CO2壓裂，施工過程需專門的密閉混砂車，因此不適合中、大規(guī)模的壓裂改造；CO2泡沫壓裂的泡沫質(zhì)量一般為60%~85%，水基壓裂液用量少，使得壓裂施工中提高砂比受到限制，且施工壓力偏高；CO2增能壓裂泡沫質(zhì)量一般為30%～52%，CO2可提高返排能力和攜沙能力，適用于較大規(guī)模的壓裂，因此CO2增能壓裂方式是目前應(yīng)用較為廣泛的。CO2增能壓裂方法中所使用的液體主要成分是液態(tài)二氧化碳、增稠劑和化學(xué)添加劑組成的液-液兩相混合體系。液態(tài)二氧化碳用量在30%~52%，化學(xué)添加劑主要指氯化鉀防膨劑，增稠劑一般選用聚合物水凍膠，如酸性交聯(lián)羧甲基瓜爾膠或酸性交聯(lián)羧甲基羥丙基瓜爾膠。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)這類高黏度聚合物增稠劑一方面不利于井口注入，需較大施工壓力；另一方面會(huì)產(chǎn)生大量殘?jiān)瑲堅(jiān)w粒對(duì)地層儲(chǔ)層孔隙造成傷害，傷害率在50~80%左右，對(duì)地層造成永久傷害。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種CO2增能清潔酸性壓裂液及其制備方法，以提高采收率和返排能力，同時(shí)減少對(duì)地層的傷害，而且施工壓力小，減小了施工成本，提高了施工安全性。為了實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：一種CO2增能酸性清潔壓裂液，由以下組分配制而成，按質(zhì)量百分比計(jì)：水溶性聚醚類非離子表面活性劑 0.1~0.3%；長(zhǎng)鏈?zhǔn)邃@鹽陽離子表面活性劑 1.0~3.0%；氯化鉀 1.0~3.0%；液態(tài)二氧化碳 30 ~ 52%；水余量。制備一種如前所述的CO2增能酸性清潔壓裂液的制備方法，依次包括以下步驟:步驟一：復(fù)合乳液的制備配制質(zhì)量濃度為1~3%的氯化鉀溶液，攪拌狀態(tài)下加入0.1~0.3%水溶性聚醚類非離子表面活性劑；在上述溶液中加入長(zhǎng)鏈?zhǔn)邃@鹽陽離子表面活性劑1~3%，攪拌均勻，形成復(fù)合乳液基液；步驟二：酸性清潔壓裂液的制備將液態(tài)二氧化碳加入到上述復(fù)合乳液基液中，液態(tài)二氧化碳占復(fù)合乳液基液的質(zhì)量比為30~65%，攪拌均勻，得耐酸性清潔壓裂液。所述水溶性聚醚類非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧化乙烯醚和脂肪酸聚氧化乙烯醚。所述長(zhǎng)鏈?zhǔn)邃@鹽陽離子表面活性劑為芥酸酰胺丙基二甲基叔銨鹽酸鹽、芥酸酰胺丙基二甲基叔銨醋酸鹽、油酸酰胺丙基二甲基叔銨鹽酸鹽或油酸酰胺丙基二甲基叔銨醋酸鹽。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、采收率和返排能力有效提升：本專利技術(shù)中復(fù)合乳液基液和液態(tài)二氧化碳所形成的酸性清潔壓裂液，相互作用形成高黏度水凝膠，可提高采收率，同時(shí)在壓裂液返排時(shí)， CO2起到氣驅(qū)作用，有助于提高返排能力，返排速度加速，有效降低對(duì)地層的傷害；2、施工成本低，安全性高：當(dāng)復(fù)合乳液與液態(tài)CO2一起通過管道注入井底時(shí)，CO2不僅作為增能壓裂技術(shù)的氣體，同時(shí)作為復(fù)合乳液基液的交聯(lián)劑，在管道中相互作用形成高黏度凍膠，即保證了壓裂液的攜砂性能，又降低壓裂液井口注入壓力；3、對(duì)地層傷害?。罕緦＠夹g(shù)基液中的增稠劑均為表面活性劑，破膠后無殘?jiān)虼藢?duì)底層傷害小。附圖說明圖1是復(fù)合乳液微觀形態(tài)示意圖；圖2是乳液成膠過程示意圖；圖3是80℃、170s-1剪切速率下，剪切90min的流變曲線。具體實(shí)施方案下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)地說明。實(shí)施例1：一種CO2增能酸性清潔壓裂液通過下述制備方法制得：步驟一、復(fù)合乳液的制備：在100g水中加入氯化鉀1g，攪拌狀態(tài)下加入0.1g脂肪醇聚氧化乙烯醚，攪拌5min，在上述溶液中繼續(xù)加入芥酸酰胺丙基二甲基叔銨鹽酸鹽1g，攪拌形成白色復(fù)合乳液基液；步驟二、酸性清潔壓裂液的制備：在上述復(fù)合乳液基液中加入液態(tài)二氧化碳30 g，混合均勻，得到酸性清潔壓裂液。由附圖1可知，復(fù)合乳液基液分布均勻，且乳液顆粒直徑在6~9μm；由附圖2可知，加入CO2，乳液顆粒逐漸消失，形成無色透明水凝膠；由實(shí)施例1制備的CO2增能酸性清潔壓裂液pH值為5~6，耐溫耐剪切性能較好，黏土防膨率和壓裂液返排率分別為88.9%和82%，均滿足壓裂施工要求。壓裂液耐溫耐剪切性能如附圖3所示，從圖中可以看到，80℃、170 s-1剪切90 min，壓裂液的黏度在80 mPa.s左右（大于50 mPa.s），可滿足壓裂施工要求。實(shí)施例2：一種CO2增能酸性清潔壓裂液通過下述制備方法制得：步驟一、復(fù)合乳液的制備：在100g水中加入氯化鉀1g，攪拌狀態(tài)下加入0.1g脂肪酸聚氧化乙烯醚，攪拌5min，在上述溶液中繼續(xù)加入芥酸酰胺丙基二甲基叔銨鹽酸鹽1g，形成白色復(fù)合乳液基液；步驟二、酸性清潔壓裂液的制備：在上述復(fù)合乳液基液中加入液態(tài)二氧化碳52g，混合均勻，得到酸性清潔壓裂液。由實(shí)施例2制備的CO2增能酸性清潔壓裂液pH值為3~4，80℃、170 s-1剪切90 min，該壓裂液的黏度在85 mPa.s左右，黏土防膨率和壓裂液返排率分別為92.3%和93.5%，符合壓裂施工要求。實(shí)施例3：一種CO2增能酸性清潔壓裂液通過下述制備方法制得：步驟一、復(fù)合乳液的制備：在100g水中加入氯化鉀1g，攪拌下加入0.1g脂肪酸聚氧化乙烯醚，攪拌5min，在上述溶液中繼續(xù)加入芥酸酰胺丙基二甲基叔銨鹽酸鹽3g，形成白色復(fù)合乳液；步驟二、酸性清潔壓裂液的制備：在上述復(fù)合溶液乳液中加入液態(tài)二氧化碳52g，混合均勻，得到酸性清潔壓裂液。由實(shí)施例3制備的CO2增能酸性清潔壓裂液pH值為3~4，80℃、170 s-1剪切90 min，該壓裂液的黏度在90 mPa.s左右，黏土防膨率和壓裂液返排率分別為91.8%和91.2%，符合壓裂施工要求。實(shí)施例4：一種CO2增能酸性清潔壓裂液通過下述制備方法制得：步驟一、復(fù)合乳液的制備：在100g水中加入氯化鉀1g，攪拌狀態(tài)下加入0.1g脂肪醇聚氧化乙烯醚，攪拌5min，在上述溶液中繼續(xù)加入芥酸酰胺丙基二甲基叔銨醋酸鹽3g，形成白色復(fù)合乳液；步驟二、酸性清潔壓裂液的制備：在上述復(fù)合溶液乳液中加入液態(tài)二氧化碳40g，混合均勻，得到酸性清潔壓裂液。由實(shí)施例4制備的CO2增能酸性清潔壓裂液pH值為4~5，80℃、170 s-1剪切90 min，該壓裂液的黏度在88 mPa.s左右，黏土防膨率和壓裂液返排率分別為92.7%和93%，符合壓裂施工要求。實(shí)施例5：一種CO2增能酸性清潔壓裂液通過下述制備方法制得：步驟一、復(fù)合乳液的制備：在100g水中加入氯化鉀1g，攪拌狀態(tài)下加入0.1g脂肪酸聚氧化乙烯醚，攪拌5min，在上述溶液中繼續(xù)加入油酸酰胺丙基二甲基叔銨醋酸鹽3g，形成白色復(fù)合乳液；步驟二、酸性清潔壓裂液的制備：在上述復(fù)合溶液乳液中加入液態(tài)二氧化碳52g，混合均勻，得到酸性清潔壓裂液。由實(shí)施例5制備的CO2增能酸性清潔壓裂液本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種CO2增能酸性清潔壓裂液，其特征在于：由以下組分配制而成，按質(zhì)量百分比計(jì)：水溶性聚醚類非離子表面活性劑0.1~0.3%；長(zhǎng)鏈?zhǔn)邃@鹽陽離子表面活性劑1.0~3.0%；氯化鉀1.0~3.0%；液態(tài)二氧化碳30?~?52%；水余量。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種CO2增能酸性清潔壓裂液，其特征在于：由以下組分配制而成，按質(zhì)量百分比計(jì)：水溶性聚醚類非離子表面活性劑0.1~0.3%；長(zhǎng)鏈?zhǔn)邃@鹽陽離子表面活性劑1.0~3.0%；氯化鉀1.0~3.0%；液態(tài)二氧化碳30 ~ 52%；水余量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CO2增能酸性清潔壓裂液，其特征在于：所述水溶性聚醚類非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧化乙烯醚或脂肪酸聚氧化乙烯醚；所述長(zhǎng)鏈?zhǔn)邃@鹽陽離子表面活性劑為芥酸酰胺丙基二甲基叔銨鹽酸鹽、芥酸酰胺丙基二甲基叔銨醋酸鹽、油酸酰胺丙基二甲...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈一丁，秋列維，楊曉武，李培枝，李小瑞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：陜西科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61