一种阻垢压裂液及其制备方法与流程

本发明属于压裂液，具体涉及一种阻垢压裂液及其制备方法。

背景技术：

1、在石油开采过程中，压裂液被用于通过水力压裂技术将岩石裂缝撑开，从而增加石油和天然气的开采效率。压裂液是对油气层进行压裂改造时使用的工作液，它的主要作用是利用液体传压的原理，将具有一定粘度的压裂液，以大于油层的吸收能力的压力向油层注入，并使井筒内压力逐渐升高，从而使地层破裂形成裂缝并沿裂缝输送支撑剂。然而，压裂液中的垢类沉淀会严重影响压裂液的稠度和性能，因此需要使用阻垢型乳液稠化剂压裂液来提高压裂液的稳定性和防止垢类的形成。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种阻垢压裂液及其制备方法，可有效防止碳酸钙沉淀等的产生。

2、为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种阻垢压裂液，包括以下重量份的组分：

4、改性纤维素类稠化剂0.5～5份、复合阻垢剂5～10份、破胶剂1～5份、乳化剂0.5～3份、氟碳表面活性剂0.5～3份，以及水120～180份。

5、进一步地，包括以下重量份的组分：

6、改性纤维素类稠化剂3～5份、复合阻垢剂5～8份、破胶剂1～3份、乳化剂0.5～2份、氟碳表面活性剂1～3份，以及水120～180份。

7、进一步地，改性纤维素类稠化剂的制备方法为：

8、将纤维素类稠化剂加水搅拌均匀，超声10～30min后，再加入三乙醇胺和引发剂，于40～80℃反应1～3h后，离心收集改性纤维素类稠化剂。

9、进一步地，三乙醇胺的加入量为纤维素类稠化剂质量的5～10％。

10、进一步地，纤维素类稠化剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素。

11、进一步地，引发剂的加入量为纤维素类稠化剂质量的0.05～0.5％。

12、进一步地，引发剂为过硫酸钾-亚硫酸氢钠、过硫酸钾或硝酸铈铵。

13、进一步地，复合阻垢剂包括氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉磷酸、甲基丙烯酸羟乙酯和异丙烯磷酸中的至少一种。

14、进一步地，复合阻垢剂包括质量比为0.5～1:0.5～1:1～2的氨基三甲叉膦酸、甲基丙烯酸羟乙酯和异丙烯磷酸。

15、进一步地，破胶剂为酶类破胶剂或氧化还原破胶剂。

16、进一步地，破胶剂为过硫酸铵。

17、进一步地，乳化剂为吐温-80、吐温-40或司盘-60。

18、进一步地，氟碳表面活性剂为非离子型氟碳表面活性剂、阴离子型氟碳表面活性剂、阳离子型氟碳表面活性剂中的至少一种。

19、一种阻垢压裂液的制备方法，按配方将各组分混合均匀制得。

20、本发明的有益效果：

21、1、本发明以复合阻垢剂、改性纤维素类稠化剂、氟碳表面活性剂等一同复配制备具有防阻垢功效的压裂液，其中，复合阻垢剂能够通过离子交换作用使钙、镁等离子不易与碳酸根结合形成垢，从而起到阻垢作用，改性后的纤维素类稠化剂则能够进一步的防止无机盐沉淀的产生，氟碳表面活性剂也能在一定程度上协同促进阻垢功效，并能够改善压裂液的界面性质，提高其润滑性和渗透性。

22、2、本发明提供的复合阻垢剂中含有多种官能团的磷酸盐类化合物，其中羧基基团、酯基基团对钙、镁及铁等具有较强的络合能力，不仅具有分散和凝聚的作用，还可扰乱垢晶体结构的规则排列，起到抑制无机盐垢产生的目的。

23、3、本发明选择三乙醇胺改性纤维素类稠化剂，醇胺上带有具有吸附性能的羟基，以及具有电负性能够产生静电斥力的胺基。因此，在采用醇胺，特别是三乙醇胺对其进行改性后，能够增强其分散性，从而使得本发明制备的压裂液无需再额外添加分散剂，但其仍具有优异的均一性，降低纤维素类稠化剂成团聚集的可能性。

24、4、本发明除了使用阻垢剂作为防止无机沉淀产生主要的功效成分外，改性后的纤维素类稠化剂中所含有的-nh2基团能够对水中的钙镁等二价离子起到较好的螯合作用，同时能够吸附于碳酸钙晶体表面，改变晶体形态，引起晶格畸变，起到抑制无机盐垢产生的功效。此外，氟碳表面活性剂中含有的疏水基团能够使大分子的分子链充分伸展于水中，使得-coo-、po43-、-nh2等基团更多地暴露在外面，抑制强碳酸根与钙镁等二价离子之间吸引，增强了其在垢的微晶表面的吸附能力，使垢的晶型扭曲或分散，进一步提高阻垢剂的阻垢作用。

技术特征：

1.一种阻垢压裂液，其特征在于，包括以下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的阻垢压裂液，其特征在于，包括以下重量份的组分：

3.根据权利要求1或2所述的阻垢压裂液，其特征在于，改性纤维素类稠化剂的制备方法为：

4.根据权利要求3所述的阻垢压裂液，其特征在于，所述三乙醇胺的加入量为纤维素类稠化剂质量的5～10％。

5.根据权利要求3所述的阻垢压裂液，其特征在于，所述纤维素类稠化剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素。

6.根据权利要求3所述的阻垢压裂液，其特征在于，所述引发剂的加入量为纤维素类稠化剂质量的0.05～0.5％。

7.根据权利要求1或2所述的阻垢压裂液，其特征在于，所述复合阻垢剂包括氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉磷酸、甲基丙烯酸羟乙酯和异丙烯磷酸中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的阻垢压裂液，其特征在于，所述复合阻垢剂包括质量比为0.5～1:0.5～1:1～2的氨基三甲叉膦酸、甲基丙烯酸羟乙酯和异丙烯磷酸。

9.根据权利要求1或2所述的阻垢压裂液，其特征在于，所述破胶剂为酶类破胶剂、氧化还原破胶剂或无机盐类破胶剂。

10.一种权利要求1～9任一项所述的阻垢压裂液的制备方法，其特征在于，按配方将各组分混合均匀制得。

技术总结本发明公开了一种阻垢压裂液及其制备方法，属于压裂液技术领域。该阻垢压裂液具体包括以下重量份的组分：改性纤维素类稠化剂0.5～5份、复合阻垢剂5～10份、破胶剂1～5份、乳化剂0.5～3份、氟碳表面活性剂0.5～3份，以及水120～180份。本发明以复合阻垢剂、改性纤维素类稠化剂、氟碳表面活性剂等一同复配制备具有防阻垢功效的压裂液，其中，复合阻垢剂能够通过离子交换作用使钙、镁等离子不易与碳酸根结合形成垢，从而起到阻垢作用，改性后的纤维素类稠化剂则能够进一步的防止无机盐沉淀的产生，氟碳表面活性剂也能在一定程度上协同促进阻垢功效，并能够改善压裂液的界面性质，提高其润滑性和渗透性。技术研发人员：张建博,张嘉琨,张博玲,王媛受保护的技术使用者：陕西万海能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27