[发明专利]一种含有丁烷的压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有丁烷的压裂液及其制备方法，属于石油开采领域中的油气田开发技术领域。

背景技术

水基压裂液作为压裂液主体技术已经有近百年的历史，但随着超低渗透储层特别是非常规储层的不断开发，采用水基压裂液常会遇到相圈闭引起的水滞留、返排率低等现象，导致压后产量递减快、增产效果不明显等问题，同时大规模水力压裂与目前水资源紧张的矛盾也使很多业内人员考虑采用非水压裂改造技术作为水力压裂的替代技术。

2007年，加拿大GASFRAC公司德怀特·N·劳里等人CN101395340A中介绍了一种液化石油气压裂系统，该技术主要采用100%液化石油气（即LPG）代替水作为溶剂，该LPG压裂液包括丙烷、丁烷及一定比例的戊烷，压裂液体系在室温和中等压力（1.4MPa）环境下呈液体状态。通过在LPG液体中添加适当的稠化剂、交联剂使得压裂液具有较好的携砂性能。使用LPG作为压裂液的溶剂可以大幅度提高压后改造效果，压后无伤害，仅有支撑剂留在地层中，不存在水压裂带来的相圈闭影响，所有形成的裂缝都是有效缝，不受水资源的限制，压后可通过降低井底压力使得LPG以气体形式返排，减少废液处理问题。

虽然采用液化LPG作为压裂液有很多优点，但由于LPG常规条件下为气态，目前现有技术中只提供了加压条件下进行液化压裂操作的技术，该技术目前由于受到实验室评价手段及安全防护措施不足等限制，使得常规压裂液制备、实验评价等手段不能满足LPG压裂液的研究。

因此，如何研发出一种含有丁烷的压裂液及其在常压下的制备方法，以克服室内丁烷压裂液等低碳烃压裂液的研究难题，仍是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含有丁烷的压裂液及其制备方法。本发明的含有丁烷的压裂液能够在常压下制备得到，并具有较好的耐温及耐剪切性能。

为达上述目的，本发明提供一种含有丁烷的压裂液，以质量份计，其原料组成包括：

磷酸酯稠化剂  0.5-2份；

交联剂        0.1-1份；

丁烷          100份。

根据本发明的具体实施方式，优选地，以质量份计，上述含有丁烷的压裂液的原料组成还包括破胶剂0.08-0.3份。

在上述含有丁烷的压裂液中，优选地，所述磷酸酯稠化剂是由C1-C4的短链烷基和C5-C7的中等长度碳链烷基组成的二烷基磷酸酯。

在上述含有丁烷的压裂液中，优选地，所述磷酸酯稠化剂是由以下方法制备得到的：将P₂O₅和PO(OR)₃（磷酸三烷基酯）在80-100℃下反应6-8小时，得到聚磷酸酯中间体；将所述聚磷酸酯中间体与具有3-6个碳的单元醇在120-140℃下反应6-8小时，得到所述磷酸酯稠化剂；其中，所述P₂O₅和PO(OR)₃的摩尔比为1:1，所述单元醇与所述P₂O₅的摩尔比为2:1-3:1；所述PO(OR)₃中的R为C2-C12的烷基，该PO(OR)₃优选为磷酸三乙酯。

在上述含有丁烷的压裂液中，优选地，所述交联剂包括氯化铝、硫酸铝和偏铝酸钠等铝盐中的一种或几种的组合。

在上述含有丁烷的压裂液中，优选地，所述破胶剂包括乙酸钠、乙酸钾、水杨酸钠和柠檬酸等中的一种或几种的组合。

在上述含有丁烷的压裂液中，优选地，所述丁烷为纯度100%的气态丁烷。

本发明还提供一种上述含有丁烷的压裂液的制备方法，其包括以下步骤：

将气态丁烷放置于-10℃至-30℃的环境中，所述气态丁烷形成液态丁烷；

当所述含有丁烷的压裂液的原料组成不包括破胶剂时，在-10℃至-30℃下，将磷酸酯稠化剂、交联剂的水溶液加入到液态丁烷中并搅拌分散均匀，得到含有丁烷的压裂液的初产物；

当所述含有丁烷的压裂液的原料组成包括破胶剂时，在-10℃至-30℃下，将磷酸酯稠化剂、破胶剂的水溶液、交联剂的水溶液加入到液态丁烷中并搅拌分散均匀，得到含有丁烷的压裂液的初产物；

在室温下、耐压气密容器中，对所述含有丁烷的压裂液的初产物进行磁力搅拌10min-40min，得到所述的含有丁烷的压裂液。

在上述制备方法中，优选地，所述耐压气密容器的承压能力至少为2MPa。