一種無(wú)水相壓裂液體系的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無(wú)水相壓裂液體系交聯(lián)劑的制備方法；向反應(yīng)容器中加入烷基磷酸酯溶液、鋁鹽溶液、有機(jī)溶劑；升溫至100℃-110℃，反應(yīng)4h-6h，得到液體烷基磷酸酯鋁；將烷基磷酸酯鋁加入到低碳鏈有機(jī)烷烴中，烷基磷酸酯鋁:低碳鏈有機(jī)烷烴體積比1∶5-2∶5，在40s-80s內(nèi)形成粘度在100-130mPa·s的無(wú)水相壓裂液體系；烷基磷酸酯溶液為二甲基磷酸酯或二乙基磷酸酯；鋁鹽溶液溶液為：硫酸鋁、硝酸鋁或磷酸鋁；有機(jī)溶劑為環(huán)己烷或甲苯；有機(jī)溶劑的用量為反應(yīng)容器體積的1/2-1/3；烷基磷酸酯與鋁鹽摩爾比為：3∶1-6∶1；本交聯(lián)劑成膠速度快，加量少，形成的無(wú)水壓裂液體系耐溫性能良好。
【專利說明】一種無(wú)水相壓裂液體系的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適合低滲油氣藏油井或天然氣井壓裂增產(chǎn)工藝中所使用的無(wú)水相壓裂液的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]相比于傳統(tǒng)的水力壓裂技術(shù)，無(wú)水相壓裂技術(shù)是一種新的壓裂手段，基本不需要水，極大地緩解了對(duì)水資源的壓力。使用傳統(tǒng)的水力壓裂方法，只有很少液體返排到地面被安全的處理，高達(dá)80%的壓裂液滯留在油藏中。而使用液化石油氣可以讓操作者利用已經(jīng)生產(chǎn)出的碳?xì)浠衔飦?lái)提取更多的碳?xì)浠衔?，同時(shí)也無(wú)須常規(guī)壓裂中所需的滅生物劑。同時(shí)使用無(wú)水相壓裂液還減少了燃燒處理，比傳統(tǒng)的壓裂液更清潔，并減少了二氧化碳的排放量。而且由于壓裂液中液體丙烷的比重是水的一半，極大程度降低了壓裂過程中使用設(shè)備的數(shù)量，它可以減少高達(dá)90 %的設(shè)備數(shù)量。具有低表面張力、低粘度和密度以及能與儲(chǔ)層中的烴類物質(zhì)相融合、環(huán)?？稍偕玫榷囗?xiàng)優(yōu)良屬性，對(duì)地層無(wú)傷害。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外一般以磷酸酯為膠凝劑，它成膠速度慢、加量高、膠凝劑的流動(dòng)性差等使得壓裂施工總成本大大升高，制約了其大規(guī)模應(yīng)用。為此作者在以前研究的基礎(chǔ)上又研制開發(fā)了一種成膠速度快、加量少、抗溫能力強(qiáng)，的適用于無(wú)水相壓裂液體系的交聯(lián)劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)水相壓裂液體系，其配方組成簡(jiǎn)單、成膠速度快、加量少、抗溫能力強(qiáng)。
[0005]本發(fā)明所述的無(wú)水相壓裂液體系交聯(lián)劑，由以下步驟制備:
[0006]1.向反應(yīng)容器中加入烷基磷酸酯溶液、鋁鹽溶液、有機(jī)溶劑。
[0007]2.混合均勻后，升溫至100°C -110°C，保持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h_6h，得到的淺灰褐色的液體即為無(wú)水相壓裂液體系交聯(lián)劑。
[0008]3)將烷基磷酸酯鋁加入到丙烷、異丁烷或正己烷等低碳鏈有機(jī)烷烴中(烷基磷酸酯鋁:低碳鏈有機(jī)烷烴=1: 5-2: 5，體積比)，在40s-80s內(nèi)形成粘度在100_130mPa.s的無(wú)水相壓裂液體系；
[0009]所述的磷酸酯溶液為二甲基磷酸酯或二乙基磷酸酯。
[0010]所述的鋁鹽溶液溶液為:硫酸鋁、硝酸鋁或磷酸鋁。
[0011]所述的有機(jī)溶劑為環(huán)己烷或甲苯。有機(jī)溶劑的用量為反應(yīng)容器體積的1/2-1/3。
[0012]所述的磷酸酯與鋁鹽反應(yīng)生成烷基磷酸酯鋁，摩爾比為:烷基磷酸酯:鋁鹽溶液=3-6: I。
[0013]本發(fā)明無(wú)水相壓裂液體系交聯(lián)劑是一種有機(jī)金屬螯合物。
[0014]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1.制備工藝簡(jiǎn)單，本發(fā)明使用的原料種類少，制備過程操作簡(jiǎn)單。
[0016]2.交聯(lián)劑的耐溫性能優(yōu)良，其教練結(jié)構(gòu)的特殊穩(wěn)定性，使其適用于深井油、氣藏的改造。
[0017]3.交聯(lián)劑/無(wú)水相壓裂液體系的延遲時(shí)間可控。
[0018]4.與常規(guī)壓裂液體系相比，無(wú)水壓裂液可以循環(huán)利用，回收率接近100%，無(wú)損害、無(wú)水鎖、無(wú)聚合物殘留，無(wú)粘土膨脹，壓后僅有支撐劑留在底層，提高油氣井產(chǎn)量和延長(zhǎng)油氣田生產(chǎn)壽命。
[0019]采用RS6000流變儀評(píng)價(jià)其耐溫流變性能，體系耐溫可以達(dá)到120°C -130°C，完全可以滿足高溫深井的壓裂需要，100°c剪切I小時(shí)粘度仍在10mPa.S左右，流變穩(wěn)定性好，滿足攜砂要求。

【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1:
[0021]將裝有磁力攪拌、回流冷凝器、分水器及溫度計(jì)的250mL三口燒瓶置于磁力攪拌控溫電熱套上，向三口瓶中加入90g 二甲基磷酸酯、38g硫酸鋁溶液、30mL環(huán)己烷，混合均勻后，升溫至100°C，持續(xù)攪拌下反應(yīng)5h，得到的淺灰褐色的液體即為無(wú)水相壓裂液體系交聯(lián)劑。
[0022]實(shí)施例2:
[0023]將裝有磁力攪拌、回流冷凝器、溫度計(jì)的250mL三口燒瓶置于磁力攪拌控溫電熱套上，向三口瓶中加入90.2g 二乙基磷酸酯、39g硝酸鋁溶液、30mL環(huán)己烷，混合均勻后，升溫至100°C，持續(xù)攪拌下反應(yīng)5h，得到的淺灰褐色的液體即為無(wú)水相壓裂液體系交聯(lián)劑。
[0024]實(shí)施例3:
[0025]將裝有磁力攪拌、回流冷凝器、溫度計(jì)的250mL三口燒瓶置于磁力攪拌控溫電熱套上，向三口瓶中加入90.4g 二乙基磷酸酯、40g磷酸鋁溶液、30mL甲苯，混合均勻后，升溫至105°C，持續(xù)攪拌下反應(yīng)4h，，得到的淺灰褐色的液體即為無(wú)水相壓裂液體系交聯(lián)劑。
[0026]實(shí)施例4:
[0027]將裝有磁力攪拌、回流冷凝器、溫度計(jì)的250mL三口燒瓶置于磁力攪拌控溫電熱套上，向三口瓶中加入90.4g 二甲基磷酸酯、40g硫酸鋁溶液、30mL甲苯，混合均勻后，升溫至105°C，持續(xù)攪拌下反應(yīng)4h，得到的淺灰褐色的液體即為無(wú)水相壓裂液體系交聯(lián)劑。
[0028]實(shí)施例1效果試驗(yàn):
[0029]在10mL的異丁烷中，加入0.Sg由上述所得的磷酸酯鋁無(wú)水相壓裂液交聯(lián)劑、一定量小分子胺類調(diào)節(jié)劑和表面活性劑，在40s-80s內(nèi)可形成粘度在100-130mPa.s的無(wú)水相壓裂液體系。采用RS6000流變儀評(píng)價(jià)其耐溫流變性能，體系耐溫可以達(dá)到130°C，完全可以滿足高溫深井的壓裂需要，100°C剪切I小時(shí)粘度仍在105mPa *s左右，流變穩(wěn)定性好，滿足攜砂要求。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)水相壓裂液體系的制備方法，其特征在于: 1)向反應(yīng)容器中加入烷基磷酸酯溶液、鋁鹽溶液、有機(jī)溶劑； 2)混合均勻后，升溫至100°C-110°c，保持溫度不變，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h-6h，得到的淺灰褐色的液體烷基磷酸酯鋁無(wú)水相壓裂液體系交聯(lián)劑； 3)將烷基磷酸酯鋁加入到丙烷、異丁烷或正己烷低碳鏈有機(jī)烷烴中，烷基磷酸酯鋁:低碳鏈有機(jī)烷烴體積比1: 5-2: 5，在40s-80s內(nèi)形成粘度在100-130mPa*s的無(wú)水相壓裂液體系； 所述的烷基磷酸酯溶液為二甲基磷酸酯或二乙基磷酸酯； 所述的鋁鹽溶液溶液為:硫酸鋁、硝酸鋁或磷酸鋁； 所述的有機(jī)溶劑為環(huán)己烷或甲苯；有機(jī)溶劑的用量為反應(yīng)容器體積的1/2-1/3 ； 所述的烷基磷酸酯與鋁鹽反應(yīng)生成烷基磷酸酯鋁，摩爾比為:3: 1-6: I。
【文檔編號(hào)】C09K8/68GK104371694SQ201310356353
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】李小玲, 趙振峰, 丁里, 石華強(qiáng), 尹曉宏, 呂小明, 韓巧榮, 畢曼, 沈磊, 趙倩云 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司