[发明专利]一种基于非金属离子交联剂的压裂液及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于非金属离子交联剂的压裂液及其制备方法与应用，属于石油开采添加剂技术领域。

背景技术

在石油气开采领域，现有技术中，水力压裂是油气井增产、水井增注的一项重要技术措施。当地面高压泵组将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底附近积蓄起超过井壁附近地层应力及岩石抗张强度的压力后，就会有裂缝在地层中形成。随着带有支撑剂的高粘液体注入这些裂缝中，这些裂缝会逐渐向前延伸，这样在地层中形成了多条足够长度、一定宽度及高度的填砂裂缝。由于它具有很高的渗滤能力，使油气能够通畅流入井中，从而起到增产增注的作用。

随着全球油气消耗的日益增加和常规油气产量的不断下降，致密砂岩气、煤层气、页岩气等非常规油气资源已经引起世界各国的高度重视。非常规油气藏的储量是油气领域中一块巨大的“油气蛋糕”，开发动用非常规油气藏成为我国陆上石油工业增储上产的必经之路。压裂作为油气藏的主要增产、增注措施已得到迅速发展，广泛应用于低渗透油气藏，然而压裂的成败关键主要取决于压裂液体系。压裂液是压裂技术的重要组成部分，优质、低伤害、低成本、耐高温成为压裂液发展的主题。

随着压裂液体系发展，早期的压裂液是油基的，经过不断的改进，现以水基压裂液为主，主要为高价金属有机物与胍胶交联的压裂液冻胶。为了满足压裂液低成本、低伤害的要求，通过改变胍胶的使用浓度，适当调节交联剂、pH调节剂的使用浓度及使用必要的耐高温添加剂，开发了适用于50℃-150℃温度条件的低浓度胍胶压裂液体系(其温度所对应的胍胶浓度，即不同胍胶浓度下的耐温性能如表1所示)。但仍然存在如下问题：

(1)胍胶是一种天然高分子化合物，水不溶物含量高且胍胶市场价格波动较大，来源受到限制，因此逐渐难以满足压裂液低成本、低伤害的要求；

(2)使用的稠化剂浓度较高，一方面增加了作业成本，另一方面增加了残渣的含量；

(3)目前主要使用无机金属或有机金属化合物作交联剂并在碱性条件下交联，不可避免地向地层引入了高价金属离子而导致地层二次伤害；

(4)降低稠化剂浓度，压裂液耐温耐剪切性能变差。

表1

温度/℃5090120150低浓度压裂液胍胶浓度/％0.180.20.30.45常规压裂液胍胶浓度/％0.350.40.50.65

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种基于非金属离子交联剂的压裂液及其制备方法与应用，能够针对120℃以下储层进行改造，综合压裂液性能评价标准，该压裂液能够降低成本、降低压裂液残渣含量，同时又具有耐高温、抗剪切、破胶彻底的性能。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一种基于非金属离子交联剂的压裂液，以质量百分比计，其包括如下组分：