[发明专利]一种水基压裂减阻液

说明书

技术领域

本发明涉及油气田开发过程中增产改造领域的一种水基压裂减阻液。

背景技术

油田增产改造措施中的水力压裂需要利用地面的高压设备将液体高速泵入地层，在储层形成一条裂缝、携带砂粒进入储层支撑压开的裂缝。在施工过程中流体的流动速度很快，管路摩阻相当大，导致施工排量不能有效的提高，影响到压裂过程的加砂强度和加砂规模。所以水力压裂过程中需要一种低摩阻的压裂液来降低施工过程的管路摩阻，以提高加砂强度和加砂规模，达到最优的增产改造目的。

目前对减阻材料的研究主要集中在油品输送中使用的油溶性减阻剂，针对油气田开发过程中需要的水溶性减阻材料研究较少。减阻的研究对象主要集中在高分子化合物，这是因为认为分子聚合物具有粘弹性，由于粘弹性与湍流漩涡发生作用，使得漩涡的一部分能量被减阻剂分子所吸收，并以弹性能的方式储存起来，使涡流动能减小达到减阻效果。同时由于高分子化合物在流动过程中分子链伸展，束缚了水分子的运动。

针对低摩阻压裂液的研究，主要集中在使用线性胶压裂液和一些聚合物压裂液，但是这些使用的低摩阻压裂液在现场中使用效果并不明显。现场数据表明线性胶压裂液的降阻性能有限，文献报道减阻率只有40%，并且由于线性胶的使用量较大，对地层会有伤害。目前使用的聚合物类压裂液由于分子设计没有达到完全线性，实施的降阻效率也不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水基压裂减阻液，该压裂减阻液针对水力压裂过程中由于液体管路摩阻大，导致施工排量不能有效提高这一问题，采用一种反相乳液作为减阻剂，以降低水力压裂施工过程的管路摩阻，提高施工排量和降低施工压力。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

一种水基压裂减阻液，由以下组分按其重量百分比组成：0.02-0.1%的减阻剂，0.5-1%的调理剂，其余为水。

所述减阻剂是一种反相乳液，通过如下方法制备（以下物质均为重量份）：将25份甲基丙烯酸二甲氨基乙酯氯代烷季铵盐和12份丙烯酰胺单体溶于25份水后，缓慢滴加到34.9份白油和3份span80或span60混合溶液中，在0.1份偶氮二异丁腈引发下，50℃下搅拌10h。

所述调理剂是重量百分比为3%的乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂的甲醇溶液，其中乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂商业代号为FS-300或Intechem-06。

本发明利用减阻剂长链分子在水中高速运动，使链伸展的模式分布在管路中，带动水分子在减阻剂链周围向前运动，减小运动过程的紊流，使尽可能完全以层流的方式运动，减小水分子与管壁的碰撞，从而降低管流摩阻。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

目前使用的减阻材料为长链分子的合成聚合物和植物胶类，合成聚合物需要与多种添加剂混合才能起到减阻作用；使用植物胶类的添加量较大，大分子的植物胶分子链会团聚堵塞地层油气的孔吼，对地层造成伤害。本发明采用一种阳离子共聚物的乳液，这种乳液合成的共聚物分子链完全为线性，且分子量较大，在水中分散速度快；调理剂能吸附在乳液分子链上，避免分子链的团聚，从而乳液在水中完全以线性结构存在，能有效的使管路中的液体以层流的形式流动，减阻的效率较高。由于加入量很小，只有万分之几，对地层的伤害几乎为零，同时该减阻水压裂液于常规压裂相比成本低廉，只有其十分之一。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

一、一种水基压裂减阻液的制备

实施例1

制备减阻剂（以下物质均为重量份）：将25份甲基丙烯酸二甲氨基乙酯氯代烷季铵盐和12份丙烯酰胺单体溶于25份水后，缓慢滴加到34.9份白油和3份span80混合溶液中，在0.1份偶氮二异丁腈引发下，50℃下搅拌10h。

缓慢将上步制备的减阻剂乳液0.02g滴加到99.48g水中，剧烈搅拌，使乳液完全分散，再加入3重量%的FS-300甲醇溶液0.5g，剧烈搅拌30min，即得本发明压裂减阻液。

实施例2

缓慢将实施例1制备的减阻剂乳液0.05g滴加到99.25g水中，剧烈搅拌，使乳液完全分散，再加入3重量%的FS-300甲醇溶液0.7g，剧烈搅拌30min，即得本发明压裂减阻液。

实施例3

缓慢将实施例1制备的减阻剂乳液0.1g滴加到98.9g水中，剧烈搅拌，使乳液完全分散，再加入3重量%的Intechem-06甲醇溶液1g，剧烈搅拌30min，即得本发明压裂减阻液。

二、一种水基压裂减阻液的性能测试