一種液體稠化劑體系及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油田開采領(lǐng)域，具體涉及一種液體稠化劑體系。本發(fā)明還涉及包括上 述壓裂稠化劑體系的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 水力壓裂技術(shù)是利用水力作用，使地層形成裂縫的一種方法。施工過程是用壓裂 車，把高壓大排量具有一定粘度的液體擠入地層，當(dāng)把地層壓出許多裂縫后，加入支撐劑 (如石英砂等）充填裂縫，提高地層的滲透能力，以增加注水量（注水井）或產(chǎn)油量（油 井）。最常用的壓裂體系為水基壓裂液體系。
[0003] 隨著石油工業(yè)的發(fā)展，水力壓裂技術(shù)也迅速發(fā)展，特別是20世紀(jì)80年代末以來， 壓裂材料、工藝、設(shè)計(jì)等方面取得突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。至今，水力壓裂技術(shù)已成為油田開發(fā)中 的一項(xiàng)主要增產(chǎn)措施，非常規(guī)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，受到廣泛關(guān)注。壓裂施工成敗以及施工后增 產(chǎn)效果的好壞重要因素之一就是壓裂液稠化劑性能?，F(xiàn)階段，國內(nèi)外壓裂施工主要是以干 粉植物膠稠化劑為主的水基壓裂液。所述水基壓裂液膠液的配置，包括先將干粉稠化劑加 入并分散到大量水中，稠化劑溶脹后，再加入交聯(lián)劑，得到所述的壓裂液。干粉稠化劑在原 膠液配制過程中需要特殊設(shè)備使干粉充分分散在水中，但仍然容易出現(xiàn)"魚眼"和局部結(jié)塊 現(xiàn)象，并且對(duì)配液用水有一定要求，水質(zhì)礦化度較高或含有某些特定離子會(huì)嚴(yán)重影響干粉 稠化劑溶脹效果，影響壓裂液體系性能(王滿學(xué)，低傷害液體胍膠壓裂液LGC-I性能研究與 應(yīng)用《石油與天然氣化工》2005年01期)。同時(shí)，在施工過程前，需要提供足夠的空間和時(shí)間 將配制完成原膠液充分水合溶脹，對(duì)施工條件和設(shè)備提出了較高的要求。所以，國內(nèi)一直延 用由配液站配制，再從配液站點(diǎn)向施工現(xiàn)場運(yùn)送的方法。這樣經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)壓裂液的儲(chǔ)存、運(yùn) 輸及壓后大罐清洗的問題，如遇到施工異?；蚴┕み^程中原膠液配制不足，無法完成施工， 嚴(yán)重影響壓裂效果（銀本才等，速溶胍膠壓裂液的研究與應(yīng)用《油田化學(xué)》2012年6月）。 如何高質(zhì)量、高效率配制原膠液是壓裂施工的關(guān)鍵！

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種用于壓裂液的液體稠化劑體系以及 含所述稠化劑體系的壓裂液。根據(jù)本發(fā)明所述的稠化劑體系，其配制容易，具有抗鹽特性， 對(duì)配制水的要求低，甚至可直接使用海水(高礦化度鹽水）；當(dāng)其用于和水混合配制壓裂液 時(shí)，溶脹迅速，對(duì)配制壓裂液所用水的要求低，可直接使用海水(高礦化度鹽水)，也不影響 稠化劑的溶脹效果。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種液體稠化劑體系，其包括有機(jī)溶劑、植物膠增 稠劑、有機(jī)增溶劑、乳化劑、潤濕劑和水。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明提供的液體稠化劑體系，其溶脹迅速、抗鹽性高；用于配制壓裂液時(shí)， 能夠快速分散，對(duì)配制水的要求低，可直接用海水配制，實(shí)現(xiàn)邊配制邊施工的技術(shù)要求等 等。
[0007] 在上述體系的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，基于所述液體稠化劑體系的總重量，所 述有機(jī)溶劑的量為30-60wt%，優(yōu)選40-50wt% ;所述植物膠增稠劑的量為35-60wt%，優(yōu) 選45-55wt% ;有機(jī)增溶劑的量占 l-3wt% ;乳化劑的量占0. 5-5wt% ;所述潤濕劑的量占 0. 1-0. 5wt%。在一個(gè)具體實(shí)例中，余量為水。
[0008] 在上述體系的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述有機(jī)溶劑為本領(lǐng)域內(nèi)常用的有機(jī)溶劑,如 可選自柴油和白油。
[0009] 在上述體系的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述植物膠增稠劑選自瓜爾膠、羥丙基瓜爾 膠、香豆膠、羧甲基瓜爾膠和羧甲基羥丙基瓜爾膠。
[0010] 在上述體系的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述有機(jī)增溶劑可為本領(lǐng)域常用的有機(jī)增溶 齊?，優(yōu)選為氯仿-酮混合溶液，更優(yōu)選為氯仿-丙酮混合溶液。
[0011] 在上述體系的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述乳化劑為常用的起乳化作用的試劑，如選 自山梨糖醇酐油酸酯（SPAN-80 )、硬脂酸、烷基苯磺酸鈣和烷基磺酸鈣。
[0012] 在上述體系的另外一個(gè)具體實(shí)施例中，所述潤濕劑的加入有利于增加植物稠化劑 在有機(jī)溶劑中懸浮穩(wěn)定性。所述潤濕劑優(yōu)選為季銨鹽類表面活性劑，更優(yōu)選為烷基三甲基 溴化銨(如十六烷基三甲基溴化銨)。
[0013] 在上述體系的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述液體稠化劑體系由有機(jī)溶劑、植物膠增稠 劑、有機(jī)增溶劑、乳化劑、潤濕劑和水組成。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，有機(jī)溶劑(如柴油或白油為）可以抑制植物膠增稠劑溶脹，但同時(shí)加 入有機(jī)增溶劑可有效降低植物膠增稠劑分子間氫鍵作用，乳化劑有利于提高各組分的相容 性，使得植物膠在水中可迅速分散、溶脹。
[0015] 在上述體系的另外一個(gè)具體實(shí)施例中，所述液體稠化劑體系還包括懸浮穩(wěn)定劑。 所述懸浮穩(wěn)定劑的量占所述液體稠化劑體系總重量的〇. 1-0. 5wt%。所述懸浮穩(wěn)定劑可為本 領(lǐng)域內(nèi)常用的纖維材料懸浮穩(wěn)定劑，更優(yōu)選自玻璃纖維懸浮穩(wěn)定劑、聚酯纖維懸浮穩(wěn)定劑 和碳化纖維懸浮穩(wěn)定劑。所述懸浮穩(wěn)定劑的加入，可很好的分散在有機(jī)溶劑中增強(qiáng)植物稠 化劑懸浮穩(wěn)定性，有利于體系的穩(wěn)定。
[0016] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述液體稠化劑體系由有機(jī)溶劑、植物膠增稠劑、有機(jī)增 溶劑、乳化劑、水、潤濕劑和懸浮穩(wěn)定劑組成。
[0017] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，在容器內(nèi)倒入一定量的有機(jī)溶劑，攪拌狀態(tài)下加入植物 膠增稠劑、有機(jī)增溶劑和乳化劑，得到第一溶液；取一定量的蒸餾水，攪拌狀態(tài)下溶解潤濕 劑，溶解充分后快速攪拌下緩慢加入懸浮穩(wěn)定劑纖維材料(如果需要的話)，得到第二溶液。 將第二溶液緩慢倒入攪拌狀態(tài)的第一溶液中，完成配制。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明提供的液體稠化劑體系具有穩(wěn)定時(shí)間長、有效物含量高的特點(diǎn)。所述 液體稠化劑體系在配制壓裂液時(shí)，可短時(shí)間溶脹，且對(duì)配制用水的水質(zhì)要求低，可用海水配 制；能夠?qū)崿F(xiàn)邊配制邊施工的要求。根據(jù)本發(fā)明提供的液體稠化劑體系，實(shí)現(xiàn)最大程度減少 壓裂液施工所需設(shè)備；能夠滿足壓裂施工過程中快速配制壓裂液(如線性膠壓裂液）或壓裂 液基液的要求。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供了一種壓裂液，其包括：水和上述的稠化劑體 系。根據(jù)本發(fā)明提供的壓裂液，直接將液體稠化劑體系加入水中，就可以得到所需壓裂液 (如線性壓裂液)。根據(jù)本發(fā)明所得的包含水和液體稠化劑體系的壓裂液(如線性膠壓裂液)， 也可用作其他類型壓裂液的基液。配制壓裂液所用的水可以為任何適宜的水，如蒸餾水，地 下水、海水等等。
[0020] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)例中，按照配制有效物含量(或稱植物膠增稠劑含量）將液體稠化 劑 (或稱液體稠化劑體系）分散在水中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述壓裂液由水和 上述的液體稠化劑體系組成。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，還提供了上述的稠化劑體系或上述的壓裂液在油田 開采中的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明提供的稠化劑體系或壓裂液用于油田開采，有利于降低施工成 本，節(jié)約施工時(shí)間。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明所提供的液體稠化劑體系，所需配制空間小，溶脹迅速（3_5min完成 配制)，可實(shí)現(xiàn)邊配制邊施工。另一方面，液體稠化劑體系配制過程對(duì)水質(zhì)量要求較低，一定 礦化度下不影響稠化劑溶脹效果，可利用海水直接配制液體壓裂液，滿足海水壓裂需要，彌 補(bǔ)了普通干粉稠化劑海上壓裂不足，應(yīng)用前景廣泛。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但不會(huì)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限 制。
[0024] 下述實(shí)施例中，使用的人造海水的配方（單位g/1) :NaCL29. 0，MgCL*6H208. 5， MgS04*7H203. 5, CaSO4L 3, K2SO4O. 8, MgBr2*6H200. 05, KCLO. 8,均為分析純。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 在容器內(nèi)倒入40g白油，攪拌狀態(tài)下加入羥丙基瓜爾膠50g，氯仿-丙酮（1:3的體 積比混合溶液）2g，Span-801g。取8. 3g蒸饋水，攪拌狀態(tài)下溶解0.1 g十六烷基三甲基溴 化銨（CTAB)，溶解充分后快速攪拌下緩慢加入0.1 g聚酯纖維。將制備好的水溶液緩慢倒 入攪拌狀態(tài)的有機(jī)溶液中，完成配制有效物含量50%的液體羥丙基瓜爾膠體系。用室溫六 速粘