[发明专利]清洁压裂液及其应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种油气田开发过程中用于压裂增产措施的压裂液及制备方法，具体涉及一种清洁压裂液及其制备方法，属于油田化学技术领域。

(二)背景技术

目前我国油田低渗透油藏的采油速度和采出程度均较低，稳产难度很大，压裂工艺是增产的主导技术。国内外最常使用的压裂液为水基聚合物压裂液，天然或合成聚合物在交联剂的作用下形成高黏度的压裂液。这些压裂液体系的缺点是压裂液破胶不完全，而且破胶后残渣将残留在裂缝内，将严重降低支撑剂充填层的渗透率，从而伤害产层，导致压裂效果变差。一种新型的清洁压裂液技术-黏弹性表面活性剂压裂液技术，在降低对油层、裂缝的伤害和提高压裂改造效果方面具有独特的优势，该压裂液的增稠剂为表面活性剂，体系中无聚合物，破胶后残渣少，对地层的伤害小，特别适用于低渗透油藏的压裂改造。

美国专利US5551516公开了黏弹性表面活性剂压裂液的组成，含有至少60％的N-芥油基-N，N-二羟乙基甲基氯化铵，同时加入氯化钾或氯化铵以及水杨酸钠。

中国专利ZL200310116815.8(授权公告号CN1285700C)公开了一种清洁压裂液的配方，由十八个碳原子的不饱和脂肪酸盐和盐水混合或十八个碳原子的脂肪酸、无机碱和盐水混合。

中国专利ZL03110938.1(授权公告号CN1206307C)公开了由十六烷基三甲基溴化铵、水杨酸钠、水组成的无伤害压裂液。

中国专利ZL200410078253.7(授权公告号CN1313563C)公开了一种清洁压裂液添加剂：长碳链烷基季铵盐、长碳链烷基二甲基氧化胺、水杨酸盐、乙二醇醚、低碳醇、水。

中国专利200810150252.7(公开号CN101298555A)申请了一种无伤害清洁压裂液，包含烷基季铵盐混合物、反离子盐、低碳醇和水。

现有技术应用于油田压裂增产，在施工和防止地层伤害方面等表现出较水基聚合物压裂液的优点，均采用压裂液与地下原油接触后实现破胶，但是在气井以及含油饱和度低的油井、高砂比阶段的压裂液，压裂液未能与地下原油充分接触，难以彻底破胶，出现返排液粘度较高、有时返排液含砂的现象；而且存在压裂液的交联速度快、支撑剂易抱团的问题。

(三)发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种能够不依靠地层流体(原油、水)破胶的清洁压裂液及其制备方法，破胶彻底，破胶液黏度低，压裂液的交联速度可延迟、支撑剂不抱团。

本发明的清洁压裂液，按质量份组分如下：

增稠剂50-80份，水杨酸盐10-35份，破胶剂2-5份。

优选的，所述的增稠剂N-脂肪酰胺丙基-N-(1，2羟基丙基)-N，N-二甲基氯化铵或N-脂肪酰胺丙基-N-羟乙基-N，N-二甲基氯化铵。

优选的，所述的水杨酸盐为水杨酸钠或水杨酸钾。

优选的，所述的破胶剂为过硫酸钾、过硫酸铵、溴酸钾、高锰酸钾、三氧甲基苯或苄基氯，或者过硫酸钾、过硫酸铵、溴酸钾、高锰酸钾、三氧甲基苯或苄基氯经包覆而成的胶囊剂。

优选的，所述的增稠剂是按以下方法制得：

(1)在合成反应釜中，定量加入脂肪酸或脂肪酸酯。使用固体原料时需要加热至完全熔化。

(2)在上述合成反应釜中缓慢加入N，N-二甲基丙二胺，脂肪酸或脂肪酸酯与N，N-二甲基丙二胺的摩尔比1∶1.1，边加边搅拌，保持温度低于90℃，加完后升温至150-180℃，并在此温度下反应约5-7hr。反应过程中保持真空度0.2-1MPa，定时取样，用盐酸标准溶液测定混合物的胺值，当反应物的胺值不再改变时即为终点。反应原料为脂肪酸酯时，合成反应釜中加入反应物总量0.5％的KOH作为催化剂。

(3)将上述釜中的温度降至60℃以下时，加入乙醇，加量为反应物总重量15-40％，搅拌均匀后，加入卤代羟基醇，脂肪酸或脂肪酸酯与卤代羟基醇的摩尔比1∶1.2，用20％wt的NaOH水溶液调节反应物的pH值在7-8之间。再升温至80℃±5℃，回流反应4-6hr，得产物。

上述步骤(1)所述的脂肪酸优选油酸或芥子酸之一或其组合。

上述步骤(1)所述的脂肪酸酯优选植物油脂、脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。

所述的植物油脂为棉籽油、花生油、亚麻油或菜子油。

所述的脂肪酸甲酯为油酸或芥子酸的甲酯，所述的脂肪酸乙酯为油酸或芥子酸的乙酯。

上述步骤(3)所述的卤代羟基醇优选3-氯-1，2-丙二醇或2-氯乙醇。

本发明的清洁压裂液的应用，用于油田压裂增产。具体使用方法是：