[发明专利]一种交联酸加砂压裂酸液

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高石油低渗高充填白云岩天然气藏单井产量的，可在 高温强酸条件下交联，具有良好的流变性能以保证携砂、并在压裂后可及时 破胶返排的交联酸加砂压裂酸液。

背景技术

针对高充填III类白云岩储层，为进一步提高单井产量，开展了依靠酸化 溶蚀作用与加砂压裂双重效果的交联酸携砂压裂技术研究。该技术可延缓酸 岩反应速度，增加酸蚀缝长，提高裂缝导流能力。

目前，常规加砂压裂液体系的性能虽然可以满足储层改造工艺要求，但 多为碱性压裂液，CO₂压裂液体系也仅能在弱酸性下交联。

而以往应用的交联型稠化酸可在强酸条件下交联，但交联后的粘度较低， 一般只在20mPa·s左右，并且采用多价金属离子或乙醛等作为交联剂，但由 于这种最初研制的胶凝酸对剪切很敏感，高温稳定性差，残酸中破胶也较为 困难，因此该酸液体系一直没有得到推广应用。近年来国外有关公司在此酸 液的基础上发展了高效酸酸液体系(各家公司的名称不同)及相应的技术，并 在现场进行了应用，但也仅用于普通酸化压裂施工，其性能不能满足加砂压 裂施工工艺要求。

发明内容

本发明的目的是研制可在高温强酸条件下交联，具有良好的流变性能以 保证携砂、并在压裂后可及时破胶返排的交联酸加砂压裂酸液。不但具有酸 化压裂施工时较低的工作压力、并能与岩石反应在裂缝壁面形成形成凸凹不 平的缝面，沟通形成的裂缝附近储层特点，还具有加砂压裂所具有的较高的 液体粘度，较低的液体滤失并能够在施工的同时携带支撑剂，在人工裂缝内 形成具有高导流能力的支撑裂缝的特点。

本交联酸加砂压裂酸液，按重量由如下成分组成：

稠化剂0.7％、交联剂1.5％、缓蚀剂1.5％、表面活性剂0.5％和稳定剂 0.15％、20％盐酸和75.65％水，总重量100％；

1.稠化剂按重量由如下成分组成：

甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化铵 6.61％

丙烯酰胺                       3.22％

丙烯酸                         1.25％

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸      9.52％

6.15％氢氧化钠和73.25去离子水，总重量100％；

合成条件：

①配制20％的氢氧化钠溶液，并用该溶液在中和反应釜中中和丙烯酸单 体。中和时需严格控制碱液滴加速度和釜内温度，避免爆沸和聚合。

②中和反应完毕后，将釜中的温度降至50℃以下，依次加入甲基丙烯酰 胺基乙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺单体、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、EDTA 以及适量的去离子水，并搅拌均匀。

③在中和反应釜中通入氮气驱氧，持续30min。

④将混合反应液放入若干聚合槽中，加入定量的复合引发剂，密封反应 4～6小时，得聚合物凝胶。

甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化铵——高温稳定性，pH稳定性，亲水性；

丙烯酰胺、丙烯酸——亲水性，高聚合活性，并提供在酸性条件下可交 联的基团。

因此，该聚合物在酸性条件下，具有较好的耐温性并能提供较高的溶液 粘度。

2、交联剂按重量比由氧氯化锆1％、甲醛80％和乙二醛19％组成：

合成方式：控制合成温度和合成时间；

合成条件：合成温度在在50～70℃，合成时间为4～6小时。

表面活性剂为：全氟聚氧乙烯烷基醇醚非离子表面活性剂

稳定剂为：柠檬酸；

缓蚀剂为：吡啶和吡啶衍生物。

通过室内性能评价，该交联酸体系具有强酸条件下交联稳定、耐温抗剪 切和携砂性能优良、滤失小、易破胶等特点，可以保证加砂压裂的工艺要求。 此外交联酸反应速度常数和反应级数明显低于普通酸和稠化酸，表明交联酸 液同其它酸液体系相比，具有更好的缓速性能，因此，使用交联酸更利于降 低酸岩反应速度、提高酸液有效作用距离。单井产量的一项重要技术，对填 隙物含量高、喉道半径小的储层改造具有一定借鉴意义。

目前常规压裂液体系仅能在碱性和弱酸性条件下交联，而国内外所应用 的交联酸液体系主要应用于酸化压裂，且其性能不足以应用于携砂压裂。