本发明涉及油田化学品开发和油气压裂开发关键技术领域,具体的说,涉及一种耐温150℃黏弹性长碳链氧化胺胶束压裂液。
背景技术:
我国是世界重要的石油进口国,我国超70%的原油依赖进口。随着常规油气藏不断地开发消耗,非常规高温低渗透储层亟待开发与利用。对于开发此类非常规油气藏,压裂仍是最常选用的施工工艺。水力压裂技术即在地面通过高压设备,由井筒向地下注入压裂液,压裂液携带支撑剂,在地底下形成一条或多条具有导流能力的裂缝,从而实现油气田增产稳产的一种储层改造技术。
压裂改造高温低渗透储层的关键技术即耐高温的压裂液体系,目前常见的耐高温压裂液体系包括聚合物压裂液,存在破胶不彻底、返排率低、对地层伤害大等问题。以表面活性剂为稠化剂的清洁压裂液体系配制简单、无需交联、可自行破胶且破胶液无残渣,对地层伤害较小。但早期推出的清洁压裂液抗温性能较差,在高温深层油藏中的应用受到很大的限制。目前,可适用于中高温储层的清洁压裂液配方较少且价格较为昂贵。
目前已报道的耐高温黏弹性胶束体系主要包括以季铵盐型表面活性剂为主剂的阳离子型表面活性剂[jiangb,zhangd,lidp,etal.performanceoftemperatureresistantvesfracturingfluidscf.oilfieldchemistry,2003,20(4):332-334]、以硫酸酯盐型和磺酸盐型为主的阴离子表面活性剂[yanggk,yangj,guanbs,etal.hightemperatureresistanceandlowdamageves-ht01fracturingfluidperformance.oilfieldchemistry,2014,31(1):29-32]、以甜菜碱型为主的两性表面活性剂[dinghm,daicl,youq,etal.performanceevaluationofhightemperatureresistantfrk-vescleanfracturingfluid.oilfieldchemistry,2011,28(03):84-88]以及具有特殊结构的新型的gemini表面活性剂[maojc,yangxj,songzf,etal.developmentandperformanceevaluationofhightemperatureandcleanfracturingfluidsystemht-160.petroleumdrillingtechniques.2017,45(6):105-109],但耐高温150℃黏弹性氧化胺型表面活性剂胶束压裂液的研究成果未见报道。
氧化胺型表面活性剂具有合成过程简捷,近乎无毒等特点,当表面活性剂结构式中疏水碳链长度大于等于18时,有望获得性能良好的黏弹性表面活性剂压裂液。
技术实现要素:
本发明的目的是为了提供一种耐温150℃黏弹性长碳链氧化胺胶束压裂液制备方法,可适用于150℃左右的油气田储层。
本发明时通过以下技术方案实现的:
一种耐温150℃黏弹性长碳链氧化胺胶束压裂液,其特征在于,所述的压裂液是通过以下方法制备的,包括如下步骤:
1)、制备长碳链氧化胺稠化剂:
a.将6wt%乙二胺四乙酸二钠(6wt%edta·2na)水溶液,与无水甲醇和水一起搅拌均匀,
b.在步骤a所配制的溶液中加入油酸酰胺丙基二甲基叔胺、芥酸酰胺丙基二甲基叔胺,均匀搅拌,配制混合叔胺溶液;
其中,edta·2na水溶液:无水甲醇:水:混合叔胺的质量比=1.2%:40.4%:1.2%:57.2%,油酸酰胺丙基二甲基叔胺与芥酸酰胺丙基二甲基叔胺的总摩尔数为0.1摩尔,二者的摩尔比为0:1~1:0;
c.在步骤b的混合叔胺溶液中加入(30wt%)双氧水,双氧水与混合叔胺的摩尔比为1.15:1.0,在50-70℃下,经双氧水氧化5-7h,制得长碳链氧化胺稠化剂;
2)将长碳链氧化胺稠化剂与反离子盐和水混合复配,调节ph为4.0-10.0,搅拌至溶解,得到耐温150℃黏弹性长碳链氧化胺胶束压裂液;其中长碳链氧化胺稠化剂与反离子盐、水在所述压裂液中质量百分浓度分别为长碳链氧化胺稠化剂4%~6%,反离子盐0.8%~2.2%,其余为水。
所述油酸酰胺丙基二甲基叔胺与芥酸酰胺丙基二甲基叔胺的摩尔比优选为1:1。
所述反离子盐选自:氯化钾,溴化钾,水杨酸钠、苯甲酸钠、苯甲酸钾、邻苯二甲酸氢钾中一种或多种。
本发明制得的黏弹性长碳链氧化胺胶束压裂液具有良好的耐温耐剪切性能,在150℃、100s-1下剪切60min后,保留黏度高于或接近30mpa·s。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的4wt%长碳链氧化胺 1wt%kcl(ph=9)复配黏弹性胶束压裂液在150℃、100s-1下的耐温耐剪切曲线。
图2是本发明实施例2制备的4wt%长碳链氧化胺 1wt%kcl(ph=5)复配黏弹性胶束压裂液在150℃、100s-1下的耐温耐剪切曲线。
图3是本发明实施例3制备的5wt%长碳链氧化胺 1wt%kcl(ph=7)复配黏弹性胶束压裂液在150℃、100s-1下的耐温耐剪切曲线。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解释本发明,不会对本发明构成任何的限定。
实施例1:
称取6.00gedta·2na(成都化学试剂厂)溶于94.00g自来水,搅拌均匀,配制6wt%edta·2na水溶液。
称取无水甲醇27.88g、6wt%edta·2na水溶液0.82g和自来水0.83g,加入装有磁力搅拌子、冷凝管的三口烧瓶中,搅拌均匀;再加入油酸酰胺丙基二甲基叔胺18.3g和芥酸酰胺丙基二甲基叔胺21.1g(叔胺总共为0.1mol,摩尔比为1:1),搅拌均匀;在20min内从室温升温至65℃后,在1h内加入13.07g质量分数为30%双氧水(均匀分成4份,每20分钟加入一份),搅拌反应5h后,得到固形物含量约为50%的长碳链氧化胺稠化剂。
称取4.00g长碳链氧化胺稠化剂和0.5gkcl,加入45.5g水,用0.2mol/lnaoh溶液调节ph至9,在室温下搅拌至溶解,即制得4wt%长碳链氧化胺 1wt%kcl(ph=9)复配黏弹性胶束压裂液。
制备的4wt%长碳链氧化胺 1wt%kcl(ph=9)复配黏弹性胶束压裂液在150℃、100s-1下剪切60min后,保留黏度为28.42mpa·s,耐温耐剪切曲线如图1所示。
实施例2:
长碳链氧化胺稠化剂的制备同实施例1。
称取4.00g长碳链氧化胺稠化剂和0.5gkcl,加入45.5g水,用0.1mol/lhcl溶液调节ph至5,在室温下搅拌至溶解,即制得4wt%长碳链氧化胺 1wt%kcl(ph=5)复配黏弹性胶束压裂液。
制备的4wt%长碳链氧化胺 1wt%kcl(ph=5)复配黏弹性胶束压裂液在150℃、100s-1下剪切60min后,保留黏度为37.72mpa·s,耐温耐剪切曲线如图2所示。
实施例3:
长碳链氧化胺稠化剂的制备同实施例1。
称取5.00g长碳链氧化胺稠化剂和0.5gkcl,加入44.5g水,在室温下搅拌至溶解,即制得5wt%长碳链氧化胺 1wt%kcl(ph=7)复配黏弹性胶束压裂液。
制备的5wt%长碳链氧化胺 1wt%kcl(ph=7)复配黏弹性胶束压裂液在150℃、100s-1下剪切60min后,保留黏度为59.50mpa·s,耐温耐剪切曲线如图3所示。
1.一种耐温150℃黏弹性长碳链氧化胺胶束压裂液,其特征在于,所述的压裂液是通过以下方法制备的,包括如下步骤:
1)、制备长碳链氧化胺稠化剂:
a.将6wt%乙二胺四乙酸二钠(6wt%edta·2na)水溶液,与无水甲醇和水一起搅拌均匀,
b.在步骤a所配制的溶液中加入油酸酰胺丙基二甲基叔胺、芥酸酰胺丙基二甲基叔胺,均匀搅拌,配制混合叔胺溶液;
其中,edta·2na水溶液:无水甲醇:水:混合叔胺的质量比=1.2%:40.4%:1.2%:57.2%,油酸酰胺丙基二甲基叔胺与芥酸酰胺丙基二甲基叔胺的总摩尔数为0.1摩尔,二者的摩尔比为0:1~1:0;
c.在步骤b的混合叔胺溶液中加入30wt%的双氧水,双氧水与混合叔胺的摩尔比为1.15:1.0,在50-70℃下,经双氧水氧化5-7h,制得长碳链氧化胺稠化剂;
2)将长碳链氧化胺稠化剂与反离子盐和水混合复配,调节ph为4.0-10.0,搅拌至溶解,得到耐温150℃黏弹性长碳链氧化胺胶束压裂液;其中长碳链氧化胺稠化剂与反离子盐、水在所述压裂液中质量百分浓度分别为长碳链氧化胺稠化剂4%~6%,反离子盐0.8%~2.2%,其余为水。
2.如权利要求1所述的耐温150℃黏弹性长碳链氧化胺胶束压裂液,其特征在于,所述油酸酰胺丙基二甲基叔胺与芥酸酰胺丙基二甲基叔胺的摩尔比为1:1。
3.如权利要求1所述的耐温150℃黏弹性长碳链氧化胺胶束压裂液,其特征在于,所述反离子盐为选自氯化钾,溴化钾,水杨酸钠、苯甲酸钠、苯甲酸钾、邻苯二甲酸氢钾中的一种或多种。
技术总结