一種用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液稠化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油開(kāi)采工程領(lǐng)域，具體地說(shuō)，設(shè)及一種用于油氣田中的可降解水基 清潔壓裂液稠化劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓裂作為油氣田提高生產(chǎn)能力的主要手段得到廣泛應(yīng)用，而廣泛使用的壓裂液體 系是水基壓裂液。目前水基壓裂液中使用的稠化劑主要是植物膠天然高聚物和合成聚合 物。聚合物相對(duì)分子量大，存在溶解性差和水不溶物多的缺點(diǎn)，并且破膠后存在大量能夠降 低地層滲透率的殘?jiān)?，?duì)地層產(chǎn)生傷害，使壓裂效果變差。采用粘彈性表面活性劑的清潔壓 裂液可降低對(duì)儲(chǔ)層、裂縫的傷害和提高壓裂改造效果。
[0003] 國(guó)內(nèi)在清潔壓裂液方面做了大量工作，有使用陽(yáng)離子表面活性劑、陰離子 表面活性劑、兩性表面活性劑和非離子型表面活性劑為稠化劑的清潔壓裂液。目前 合成出的壓裂液兩性表面活性劑稠化劑如CN201410276802A中的長(zhǎng)碳鏈酷胺類甜菜 堿，CN201210290896A中的含芥酸甜菜堿W及CN201110374771A中的具有苯撐基和酷胺基 的甜菜堿的兩性雙子表面活性劑等。
[0004] 雖然運(yùn)些W表面活性劑為稠化劑的清潔壓裂液具有對(duì)地層傷害小和提高壓裂改 造效果等優(yōu)點(diǎn)，但目前的清潔壓裂液仍存在一些問(wèn)題，如：（1)W陽(yáng)離子型表面活性劑稠化 劑和兩性離子表面活性劑稠化劑的清潔壓裂液難W降解，易造成儲(chǔ)層及環(huán)境污染。（2)W陰 離子型表面活性劑稠化劑的清潔壓液裂不適用于鹽敏性諸層，且需要依靠外相破膠，其壓 裂液的破膠性受到制約，使得清潔壓裂液的配制復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的W上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種一種用于油氣田中的可 降解水基清潔壓裂液稠化劑W及含有該稠化劑的可降解水基清潔壓裂液，其目的在于采用 降解性能好的具有醋基和橫基的甜菜堿型兩性表面活性劑稠化劑來(lái)制備清潔壓裂液，該稠 化劑可完全水解成小分子，遇疏水物質(zhì)可將其包覆成球狀結(jié)構(gòu)，使清潔壓裂液自動(dòng)破膠，由 此解決目前清潔壓裂液環(huán)境降解性能差W及配制復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于油氣田中可降解水基清潔壓裂液的稠化 劑，所述稠化劑的分子結(jié)構(gòu)式如式（I)所示：
[0007]
[000引其中R為Ci3-Cig的直鏈烷基，R碳鏈上最多包含一個(gè)雙鍵和/或一個(gè)徑基取代基； 其中，所述稠化劑遇到油氣田中疏水物質(zhì)時(shí)將疏水物質(zhì)包覆成球狀結(jié)構(gòu)，含有該稠化劑的 可降解水基清潔壓裂液自動(dòng)破膠。
[0009] 優(yōu)選地，所述的可降解水基清潔壓裂液在剪切一小時(shí)后粘度保持在50mPa·SW 上。
[0010] 優(yōu)選地，所述可降解水基清潔壓裂液還包括交聯(lián)劑，其中，稠化劑的質(zhì)量百分比為 1.5% -4.0%，交聯(lián)劑的質(zhì)量百分比為0.5% -1.0%。
[00川優(yōu)選地，所述的交聯(lián)劑為水楊酸鋼和/或邸TA。
[0012] 優(yōu)選地，所述可降解水基清潔壓裂液的主要化學(xué)成分為稠化劑和交聯(lián)劑。
[0013] 優(yōu)選地，稠化劑中R碳鏈上包含一個(gè)雙鍵和/或一個(gè)徑基取代基。其中，R優(yōu)選為 Cl日-Ci7的直鏈烷基。
[0014] 總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的W上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用降解性 能好的兩性表面活性劑作為水基清潔壓裂液稠化劑，能夠取得下列有益效果：
[0015] (1)本發(fā)明采用含醋基和橫基的甜菜堿型兩性表面活性劑作為用于油田清潔壓裂 液稠化劑，該物質(zhì)遇到疏水性的物質(zhì)會(huì)將運(yùn)些分子包覆成球狀的結(jié)構(gòu)，因此含有該稠化劑 的清潔壓裂液無(wú)需添加破膠劑，遇油氣等有機(jī)物時(shí)，壓裂液蠕蟲(chóng)狀網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)被破壞，粘度 下降，可自動(dòng)破膠。同時(shí)，破膠后壓裂液形成乳狀液，無(wú)殘?jiān)鼩埩簦瑢?duì)所應(yīng)用的結(jié)構(gòu)如儲(chǔ)層、 裂縫等的傷害??；采用含醋基和橫基的甜菜堿型兩性表面活性劑作為清潔壓裂液稠化劑， 該類稠化劑可完全水解變成單分子化合物，運(yùn)些化合物能夠很快被微生物降解，生成C〇2、 &0和無(wú)機(jī)鹽，使得到的清潔壓裂液在保證具有較好的耐溫耐剪切性能的同時(shí)可W實(shí)現(xiàn)自 然降解，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。
[0016] (2)本發(fā)明的用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液適用于各種儲(chǔ)層中；通過(guò)對(duì) 各種交聯(lián)劑的篩選水楊酸和/EDTA的選用W及交聯(lián)劑與本發(fā)明特定的稠化劑的配比進(jìn)行 研究設(shè)計(jì)，使得到的可降解水基清潔壓裂液具有好的清潔反排能力的同時(shí)也兼具優(yōu)良的耐 溫抗剪切能力。
[0017] (3)具體而言，本發(fā)明的可降解水基清潔壓裂液在剪切一小時(shí)后所有實(shí)施例的粘 度都能夠保持在50m化·SW上，尤其是在80°C，170s1剪切條件下，均優(yōu)于SY/T6376-2008 《壓裂液通用技術(shù)條件》的黏彈性表面活性劑壓裂液通用技術(shù)指標(biāo)。本發(fā)明的清潔壓裂液在 模擬地層溫度（60°C)下加入5%的環(huán)己燒，在化后的表觀粘度均小于5mPa·S，即完全破 膠且無(wú)沉淀。
[0018] (4)本發(fā)明的可降解水基清潔壓裂液配制簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，對(duì)油田的可持續(xù)發(fā) 展具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)意義。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并不用 于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所設(shè)及到的技術(shù)特征只要彼此 之間未構(gòu)成沖突就可W相互組合。
[0020] 本發(fā)明提供了一種用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液的稠化劑，所述稠化劑 的分子結(jié)構(gòu)式如式（I)所示：
[0021]
[0022] 其中R為Ci3-Cig的直鏈烷基，R碳鏈上最多包含一個(gè)雙鍵和/或一個(gè)徑基取代基； 其中，所述稠化劑遇到油氣田中疏水物質(zhì)時(shí)將疏水物質(zhì)包覆成球狀結(jié)構(gòu)，含有該稠化劑的 可降解水基清潔壓裂液自動(dòng)破膠。
[002引其中，所述的可降解水基清潔壓裂液在剪切一小時(shí)后粘度保持在50mPa·SW上， 優(yōu)選的剪切條件為80°C，170s1。
[0024]其中，稠化劑中R碳鏈上包含一個(gè)雙鍵和/或一個(gè)徑基取代基。其中，R優(yōu)選為Cl日-Ci7的直鏈烷基。
[00巧]本發(fā)明的可降解水基清潔壓裂液還包括交聯(lián)劑，交聯(lián)劑通過(guò)靜電吸引與稠化劑發(fā) 生交聯(lián)反應(yīng)，提高壓裂液的抗溫能力。其中，稠化劑的質(zhì)量百分比為1. 5% -4. 0%，交聯(lián)劑 的質(zhì)量百分比為0. 5% -1. 0%。優(yōu)選地，所述的交聯(lián)劑為水楊酸鋼和/或邸TA。
[0026] 優(yōu)選地，本發(fā)明的用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液的主要化學(xué)成分為質(zhì)量 百分比為1. 5% -4. 0%的所述稠化劑和質(zhì)量百分比為0. 5% -1. 0%的交聯(lián)劑；
[0027] 優(yōu)選地，本發(fā)明的用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液的主要化學(xué)成分為質(zhì)量 百分比為2. 0% -3. 0%的稠化劑和質(zhì)量百分比為0. 5% -0. 8%的交聯(lián)劑；
[0028] 優(yōu)選地，本發(fā)明的用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液包括質(zhì)量百分比為 2. 5% -3. 0%的稠化劑和質(zhì)量百分比為0. 5% -0. 8%的交聯(lián)劑。
[0029] 本發(fā)明的用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液的主要化學(xué)成分為稠化劑和交 聯(lián)劑，不含破膠劑。在此基礎(chǔ)上，為了改善各種性能，本發(fā)明的可降解水基清潔壓裂液中還 可W加入各種常用添加劑，如抑調(diào)節(jié)劑、高溫穩(wěn)定劑、防粘±膨脹劑、降阻劑、殺菌劑等，余 量為水；添加劑的加入量為本領(lǐng)域中清潔壓裂液的常規(guī)量。
[0030] 本發(fā)明的用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液中，水的質(zhì)量百分比小于等于 98%，優(yōu)選為 95% -98%。
[0031] 本發(fā)明的用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液在80°C，170s1剪切條件下，一 小時(shí)后所有實(shí)施例的粘度都能夠保持在50mPaW上，在模擬地層溫度下（60°C)加入5% 的環(huán)己燒，在化后的表觀粘度均小于5mPa·S，即完全破膠且無(wú)沉淀。
[0032]按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液的 制備方法，包括將本發(fā)明壓裂液的主要成分稠化劑和交聯(lián)劑溶于水后，混合均勻。
[0033] 本發(fā)明的用于油氣田中的可降解水基清潔壓裂液使用時(shí)按照常規(guī)方法累入油氣 田中。
[0034] 本發(fā)明的可降解水基清潔壓裂液的稠化劑可W為，更優(yōu)選為十六碳酸醋