[发明专利]表面活性剂压裂液用稠化剂及在线交联工厂化作业方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气田压裂增产用或酸化压裂增产用压裂液，具体涉及一种可以在线交联连续施工的表面活性剂压裂液用稠化剂及在线交联工厂化作业方法。

背景技术

表面活性剂压裂液一般由表面活性剂、反离子、无机盐和水组成，其制备过程一般是分为三个步骤：将无机盐配成水溶液、加入表面活性剂充分溶解、加入反离子盐形成压裂液。在实际的压裂施工过程中：需要提前配置，一般无机盐KCl添加量在2～4％之间，表面活性剂添加量在3～5％之间，配液作业时间长，操作工的劳动强度大；同时表面活性剂压裂液对容器的要求高，配液前需要进行清洗以满足施工需求。因此，限制了表面活性剂压裂液在现场的推广应用。

随着油气田勘探开发的深入，低渗超低渗油气资源逐步进入大规模水平井多段压裂开发阶段，虽然目前常规的压裂液已经能满足储层开发的要求，但如何简化施工程序，提高工作效率与压裂改造效果，是压裂液革新的重要方向。

中石油川庆钻探工程技术研究院任雁鹏，刘贵喜，马托的发明专利申请“连续混配型酸化压裂联作工艺”(CN101994504A)中公布了稠化水清洁压裂液稠化剂的组分：50％C₁₅H₃₄NCl、10％C₈H₆O₄、10％KCl、30％H₂O。

延长集团研究院王香增、高瑞民、吴金桥等的发明专利申请“就地连续混配清洁压裂液添加剂的制备及压裂施工方法”(CN102031102A)中公开了清洁压裂液添加剂的制备方法，包括十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基二羟乙基甲基硝酸铵、邻羟基苯甲酸、四甲基氯化铵、聚丙二醇等。

上述专利申请中表面活性剂采用的是季铵盐，对储层有一定的吸附性，造成地层的润湿反转，不利于提高压裂增产效果。而且，在实际生产过程中，为提高压裂液的防膨效果，一般需要在配置基液时添加0.5～1.0％氯化钾作为防膨剂。由于氯化钾为无机盐，0℃在100g水中的溶解度为28g，最高质量分数为21.8％，因此在含有大量其他溶质的水/醇的混合体系中，KCl质量分数很难达到10％，甚至无法实现。钾离子的加入，能够提高压裂液的表观粘度与防膨效果，因此为实现在线交联，必须引入钾离子。但是，目前还没有有效的利用含高浓度钾离子的表面活性剂压裂液稠化剂进行在线交联作业的方法。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，发明人进行了深入研究，并且发现：通过将C₁₆-C₁₈长链脂肪酸酰胺丙基叔胺及其甜菜碱衍生物、反离子盐和有机钾盐制备出稠化剂，可以在实现与使用季铵盐时类似的效果同时降低或避免对储层的吸附，而且可以将高溶解度的有机钾离子引入到稠化剂中，获得稳定的表面活性剂压裂液用稠化剂，从而可以实现在线交联连续施工而无需提前配液。

因此，本发明提供一种可以实现在线交联的表面活性剂压裂液用稠化剂和使用该面活性剂压裂液用稠化剂在线交联的方法。

具体而言，本发明提供以下技术方案：

1、一种表面活性剂压裂液用稠化剂，包含：

表面活性剂：15～30质量％，

有机酸：1～10质量％，

反离子盐：10～20质量％

有机酸钾盐：0～15质量％，

C₁-C₃醇：10～20质量％，

水：20～40质量％，

其中所述表面活性剂为选自C₁₆-C₁₈长链脂肪酸酰胺丙基叔胺及其甜菜碱衍生物中的至少一种，所述的反离子盐为水杨酸盐。

本发明中，通过选择C₁₆-C₁₈长链脂肪酸酰胺丙基叔胺及其甜菜碱类衍生物中的至少一种作为压裂液表面活性剂，可以在提供压裂液所需的粘弹性的同时进一步降低压裂液表面活性剂在地层的吸附(原因在于采用的叔胺盐及甜菜碱这些弱阳离子大大的降低了对地层的吸附)。本发明的表面活性剂的具体实例为十六酸酰胺丙基二甲基叔胺、十八酸酰胺丙基二甲基叔胺、油酸酰胺丙基甜菜碱、油酸酰胺丙基羟磺基甜菜碱中的至少一种。其在稠化剂中的含量优选为15～30质量％，更优选20～30质量％。

本发明的反离子盐用于提供反离子与表面活性剂形成粘弹性压裂液，反离子盐优选为水杨酸盐，更优选为水杨酸钠、水杨酸钾。反离子盐在稠化剂中的含量优选10～20％质量％。