[发明专利]一种水基压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水基压裂液及其制备方法，属于油田化学领域。

背景技术

随着我国油气田开采难度的增大，低渗特低渗透油气田和非常规气藏越来越受到重视，这些类型的油气藏对压裂所使用的压裂液性能要求也越来越高，因此压裂液技术有了很大发展。

到目前为止，压裂液可分为：水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液和酸基压裂液等，其中，最常用的是水基压裂液，其具有高粘度、低摩阻、悬砂性好等优点。而水基压裂液又可分为天然植物胶压裂液、改性纤维素压裂液和合成聚合物压裂液。对于天然植物胶压裂液来说，其主要成胶剂为胍尔胶及其衍生物，然而随着胍尔胶的价格上涨，使得以胍尔胶及其衍生物为成胶剂的压裂液成本急剧增加。而改性纤维素相对于价格飞涨的胍尔胶来说，其具有价格低廉的优势，因此受到越来越多的重视。

诸如，中国专利CN102040996公开了一种以羧甲基纤维素为成胶剂的压裂液，该压裂液主要由10～35wt%的羧甲基纤维素、10～25wt%的乙二醛、10～15wt%的硫酸铬、3～8wt%的丙烯酰胺和余量的水组成。上述技术中的压裂液采用羧甲基纤维素作为压裂液的成胶剂，解决了现有技术中采用胍胶作为成胶剂制备压裂液所带来的价格高的问题。但是，上述技术中的压裂液，由于羧甲基纤维素是作为成胶剂加入的，所以它的含量要高达10～35wt%，羧甲基纤维素的用量大会导致压裂液破胶后残渣含量多，残渣含量越多，其对地层的损害就越大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中以羧甲基纤维素为成胶剂的压裂液存在成胶剂剂用量大、破胶后残渣含量高的问题，进而提供一种制备简单、低成本的海藻酸钠-羧甲基纤维素水基压裂液。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种水基压裂液，包括成胶剂、增稠剂、交联剂、破胶剂和水，所述成胶剂为海藻酸钠、所述增稠剂为改性纤维素；其中，以水基压裂液的质量计，所述海藻酸钠的添加量为0.5～5.0wt%,所述改性纤维素的添加量为0.5～3.0wt%，所述交联剂与所述海藻酸钠添加量比为1:10，所述破胶剂的含量为0.2～0.6wt%，余量为水。

以水基压裂液的质量计，所述海藻酸钠的含量为0.5～1.5wt%，所述改性纤维素的含量为0.5～1.5wt%，所述交联剂与所述海藻酸钠添加量为1:10，所述破胶剂的含量为0.2～0.6%，余量为水。

所述改性纤维素为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素和羧甲基羟丙基纤维素中的任意一种或几种。

所述破胶剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的任意一种。

所述交联剂为三乙基硼、硼砂、硼酸钾或硼酸中的任意一种。

所述水基压裂液，还包括粘土防膨剂；其中，所述粘土防膨剂为氯化钾、氯化铵或氯化铝中的任意一种；所述粘土防膨剂含量占所述水基压裂液质量的1～5wt%。

所述水基压裂液，还包括助排剂；其中，所述助排剂为阴离子表面活性剂；所述助排剂的含量占所述水基压裂液质量的0.1～0.5%。

所述海藻酸钠为经过过滤或离心处理后的海藻酸钠。

本发明还提供了一种所述水基压裂液的制备方法，包括如下步骤：

（1）将海藻酸钠或海藻酸钠和粘土防膨剂或海藻酸钠、粘土防膨剂和助排剂溶于水中，混合均匀，得到稠化水；

（2）将交联剂溶于水中，混合均匀，得到交联剂水溶液；

（3）将所述步骤（2）中的交联剂水溶液缓慢加入步骤所述（1）中的稠化水中，得到溶胶溶液；

（4）将所述改性纤维素加入至上述冻胶溶液中，最后加入所述破胶剂得到的水基压裂液。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

（1）本发明所述水基压裂液，以低分子量的海藻酸钠为成胶剂，以改性纤维素为增粘剂，在特定添加量的条件下，所述海藻酸钠与所述交联剂发生交联反应，形成具有空间网格结构的物质，同时在交联反应过称中，改性纤维素被包裹于海藻酸钠交联后额空间网格内，使得该压裂液的粘度和携砂能力大大增加，具有携砂能力强的优点。本发明中，由于改性纤维素是作为增稠剂添加于压裂液体系中的，其并没有发生交联反应，其添加量仅为0.5-3wt%，并不会对该压裂液的破胶产生影响。此外，本发明所述水基压裂液中的成胶剂海藻酸钠具有分子量相对较低的特点，而分子量低易于破胶、且破胶后残渣含量也低，上述综合作用使得该水基压裂液具有易破胶，且破胶后的残渣含量低的优点。