一种适用于高温碳酸盐岩储层的加重压裂液及其制备方法与流程

本发明属于石油天然气开采，具体涉及一种适用于高温碳酸盐岩储层的加重压裂液及其制备方法。

背景技术：

1、超深海相碳酸盐岩储层具有埋藏深、地层温度高、破裂压力高等特点，部分超深井储层改造作业过程中时常存在井口施工压力超过现有设备压力上限的情况，导致施工无法达到预期目的。加重压裂液的使用将大大降低此类高压储层的施工压力，从而降低施工风险，因此高温深井储层对加重压裂液的需求越来越大。

2、现有加重压裂液主要包括氯盐、溴盐、硝酸盐、钙盐，其中氯盐密度较低，溴盐成本高、性价比低，硝酸盐属制爆危化品，钙盐容易在地层中形成沉淀伤害地层。同时，无机盐的存在会大大降低稠化剂的耐温性能，即使通过增加稠化剂加量等手段使耐温性能提高，后期往往也无法彻底破胶。因此，有必要针对超深海相碳酸盐岩储层特点提供一种耐高温加重压裂液，满足高温深井储层改造需要。

3、中国专利cn 110079294 a中公开了一种耐高温加重压裂液及其制备方法，属于油田化学技术领域。本发明包括：稠化剂0.15wt％-0.6wt％、酸性ph调节剂0-0.05wt％、加重剂10wt％-70wt％、交联剂0.4wt％-1.0wt％、助剂0.01wt％-0.2wt％、杀菌剂0.01wt％-0.2wt％、温度稳定剂0.01wt％-2.0wt％、酸性破胶剂0.1wt％-1.0wt％以及余量的水。该发明的本发明所配制的加重压裂液最高密度可以达到1.4g/cm3，耐温性能到达180℃，破胶液粘度可达3.482mpa·s，胶液残渣含量为480mg/l，压裂液体系符合石油天然气行业标准《sy/t5107-2005“水基压裂液性能评价方法”标准》，能够很好的满足压裂施工需求。

4、中国专利cn 105985763 a中公开了一种低胍胶浓度的加重压裂液，该压裂液包括以下重量百分含量的组分：0.2％-0.45％的羟丙基胍胶、20％-45％的加重剂、0.05％-0.15％的杀菌剂、0.5％-1％的防膨剂、0.12％-0.2％的碳酸钠、0.3％-0.6％的ph值调节剂、0.5％-0.8％的助排剂；0.5％-2.0％氯化钾、0-0.1％的温度稳定剂、0.5％-0.8％的交联剂、0.001％-0.01％的破胶剂、余量为水，其中该有机硼交联剂通过如下制备方法制备：向30-50wt％的水中加入10-16wt％的丙三醇，混合均匀后，在搅拌条件下缓慢加入15-25wt％的硼砂，混合均匀后，再加入10-17wt％的葡萄糖酸钠和3-7wt％的乳酸钠。然后在40-60℃的反应釜中搅拌1-3小时后，再加入氢氧化钠调节体系ph为7，得到该有机硼交联剂。该发明提供的低胍胶浓度的加重压裂液，所用胍胶、破胶剂和温度稳定剂的含量均较低，通过上述重量配比下各组分的协同复配作用，使该加重压裂液的耐受温度可达180℃，密度可加重至1.365g/cm3，90min时即可破胶至5mpa.s以下，具有优良的加重压裂性能。

5、但是现有的加重压裂液存在初始粘度高，高温条件下粘度下降快等不足，不利于现场施工泵注，因此需要提供一种应用于高温碳酸盐岩储层改造的加重压裂液。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种应用于高温碳酸盐岩储层改造的加重压裂液及其制备方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种耐高温加重压裂液，按质量百分比组分如下：

4、

5、优选地，所述的耐高温加重压裂液，按质量百分比组分如下：

6、

7、再优选地，耐高温加重压裂液，按质量百分比组分如下：

8、

9、其中，

10、所述的改性瓜胶稠化剂通过以下方法制备得到：

11、在反应釜中加入去离子水，加热至60℃，开启低速搅拌，将瓜胶原粉缓慢加入到β-甘露聚糖酶水溶液中，水解反应60min，酶解得到小分子量胍胶；在制得的瓜胶中加入三甲基氯化铵，充分搅拌后加入50％氢氧化钠溶液，60℃恒温反应120min，然后加入一定量盐酸溶液中和至ph值为7-9，取出风干，碾碎过筛后得到改性胍胶粉。

12、所述的交联剂通过以下方法制备得到：

13、将100g氧氯化锆zrocl2和400g水混合后放入装有回流冷凝装置的四口反应瓶，搅拌至全溶，通入nh3至反应体系ph为7，加入40g异丙醇，通n2搅拌反应1.5-2h后停止，加入20g多元醇pa和20g多羟基羧酸钠，继续搅拌反应1.5-2h，将反应产物中和至ph为3-4，即得有机锆交联剂；将有机硼交联剂和有机锆交联剂复配得到有机硼锆交联剂。

14、所述的有机硼交联剂和有机锆交联剂的质量比为1:1。

15、作为一些优选的实施方案，所述的温度稳定剂为硫代硫酸钠。

16、所述破乳剂为非离子型表面活性剂；

17、所述的非离子表面活性剂选自聚氧乙烯酰胺、油酸三乙醇胺、碳脂肪醇聚氧乙烯醚、环烷酸聚氧乙烯醚中的一种或其结合。

18、所述破胶剂为过硫酸铵。

19、所述的耐高温加重压裂液的制备方法，包括以下步骤：

20、(1)将甲酸钾与水混合，搅拌溶解得到甲酸钾溶液；

21、(2)在搅拌状态下向甲酸钾溶液中添加所述改性胍胶粉，搅拌至完全溶胀得到甲酸钾加重胍胶基液；

22、(3)向甲酸钾加重胍胶基液中依次加入温度稳定剂、破乳剂，得到混合液；

23、(4)将有机硼锆交联剂与水混合加入氢氧化钠，搅拌后得到甲酸钾加重压裂液的交联剂；

24、(5)将混合液与步骤(4)所述交联剂及破胶剂混合可制得耐高温甲酸钾加重压裂液。

25、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

26、(1)本发明的高温加重压裂液体系配伍性好，无沉淀、无分层；

27、(2)本发明的高温加重压裂液耐温可达到170℃；

28、(3)本发明的高温加重压裂液密度可达1.3g/cm3以上；

29、(4)本发明的高温加重压裂液初始粘度低，便于现场泵注；

30、(5)本发明的高温加重压裂液可二次或多次交联，有利于在地层中粘度的保持；

31、(6)本发明的高温加重压裂液交联时间达到180-420秒，交联时间可调。

技术特征：

1.一种耐高温加重压裂液，其特征在于：按质量百分比组分如下：

2.根据权利要求1所述的耐高温加重压裂液，其特征在于：按质量百分比组分如下：

3.根据权利要求1所述的耐高温加重压裂液，其特征在于：按质量百分比组分如下：

4.根据权利要求1所述的耐高温加重压裂液，其特征在于：所述的改性瓜胶稠化剂通过以下方法制备得到：

5.根据权利要求1所述的耐高温加重压裂液，其特征在于：所述的交联剂通过以下方法制备得到：

6.根据权利要求5所述的耐高温加重压裂液，其特征在于：所述的有机硼交联剂和有机锆交联剂的质量比为1:1。

7.根据权利要求1所述的耐高温加重压裂液，其特征在于：所述的温度稳定剂为硫代硫酸钠。

8.根据权利要求1所述的耐高温加重压裂液，其特征在于：所述破乳剂为非离子型表面活性剂；所述的非离子表面活性剂选自聚氧乙烯酰胺、油酸三乙醇胺、碳脂肪醇聚氧乙烯醚、环烷酸聚氧乙烯醚中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的耐高温加重压裂液，其特征在于：所述破胶剂为过硫酸铵。

10.根据权利要求1-9任一项所述的耐高温加重压裂液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明提供了一种适用于高温碳酸盐岩储层的加重压裂液及其制备方法，属于石油天然气开采技术领域。所述的加重压裂液按质量百分比组分如下：0.4‑0.7wt％改性瓜胶稠化剂，20‑43wt％甲酸钾加重剂，0.4‑0.8wt％交联剂，1‑2％温度稳定剂，1％破乳剂，1％破胶剂，以及余量的水。本发明提供的压裂液体系最高加重密度可达1.33g/cm<supgt;3</supgt;，耐温可达170℃，制备方法简单，交联时间长，适用于超深井压裂或酸压施工。技术研发人员：张雄,焦克波,张建军,潘丽娟,程仲富,马玉芬受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29