[发明专利]适合在低温环境下施工的清洁压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种适合在低温环境下施工的清洁压裂液及其制备方法。

背景技术

压裂是油气田增产稳产的一项主要措施之一，压裂液是压裂过程中造缝和携砂的工作液，其性能影响着压裂施工效率。目前，压裂工作液分为水基、油基、乳化和泡沫压裂液。由于温度原因，一般压裂作业在冬季基本停止，但是在特殊情况下，有一部分生产井仍然需要进行压裂改造。近几年，清洁压裂液以其无残渣、低伤害，低温破胶快和配液方便等优点深受现场欢迎，已经成为现场重要的一种压裂工作液。但是，在低温环境(1℃～15℃)下，尤其是深秋或冬季，由于配液水温较低无法配液，严重影响压裂液的质量，导致压裂作业无法正常进行，影响油田正常生产。目前现场使用的VES清洁压裂液属粘弹性阳离子表面活性剂型，其分子中烷基碳链在16-22之间。在低温使用时，超过表面活性剂浊点，溶液易出现乳白或絮状沉淀，使压裂液粘度显著下降甚至出现不成胶现象，严重影响压裂施工效果和安全。以往解决方法是采用通热蒸汽方法先把配液用水加热到20℃左右后再进行配液，然后尽快实施压裂作业，否则随着压裂液温度下降其粘度很快下降。这种工艺虽然解决因配液水温过低影响压裂液粘度问题，但增加了压裂施工费用，同时也加大了施工的风险性，显然不能满足冬季对大面积生产井进行压裂改造需求，国内在这方面没有研究报道。开发一种适合特低温环境下使用的压裂液体系，对解决压裂液在低温下使用问题，保障油田正常生产具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种适合在低温环境下施工的清洁压裂液。该压裂液成本低、伤害小、性能优异，属于小分子粘弹性表面活性剂体系，适合低温尤其在冬季1℃～15℃温度环境下压裂施工；该压裂液使用温度范围广、低温配液、无残渣，压裂液在使用过程中不需要再加破胶剂，遇油即可破胶；在油层无烃类物质的情况下或烃类物质少的情况下，通过添加外向破胶剂即可实现破胶，实现压裂施工效果最大化。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种适合在低温环境下施工的清洁压裂液，其特征在于，由压裂液主剂、KCl和水混合后搅拌均匀制成，其中压裂液主剂的质量占清洁压裂液质量的1％～4％，KCl的质量占清洁压裂液质量的0.5％～2％；所述压裂液主剂由以下质量百分比的原料制成：烷基二羟乙基甲基氯化铵50％～70％，胶束促进剂3％～5％，有机溶剂10％～20％，络合剂0.1％～5％，pH调节剂0.1％～4％，胶束稳定剂1％～8％，余量为水；所述烷基二羟乙基甲基氯化铵为C₁₀-C₁₆烷基二羟乙基甲基氯化铵中的一种或几种，所述络合剂为EDTA或三乙醇胺，所述胶束促进剂为邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲酸盐、磺酸基苯甲酸或磺酸基苯甲酸盐，所述有机溶剂为乙二醇和/或丙二醇，所述pH调节剂为碳酸钠，所述胶束稳定剂为椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱或月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱。

上述的适合在低温环境下施工的清洁压裂液，所述压裂液主剂由以下质量百分比的原料制成：烷基二羟乙基甲基氯化铵55％～65％，胶束促进剂3％～4％，有机溶剂13％～18％，络合剂1％～5％，pH调节剂0.3％～4％，胶束稳定剂3％～6％，余量为水。

上述的适合在低温环境下施工的清洁压裂液，所述压裂液主剂由以下质量百分比的原料制成：烷基二羟乙基甲基氯化铵60％，胶束促进剂3％，有机溶剂15％，络合剂5％，pH调节剂0.5％，胶束稳定剂5％，余量为水。

上述的适合在低温环境下施工的清洁压裂液，所述邻羟基苯甲酸盐为邻羟基苯甲酸钠。

上述的适合在低温环境下施工的清洁压裂液，所述磺酸基苯甲酸盐为磺酸基苯甲酸钠。

另外，本发明还提供了一种制备上述清洁压裂液的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将烷基二羟乙基甲基氯化铵、络合剂、胶束促进剂、有机溶剂、pH调节剂、胶束稳定剂和水混合后加热至50℃～70℃，恒温搅拌40min～120min，得到压裂液主剂；

步骤二、将步骤一中所述压裂液主剂、KCl和水混合后，搅拌1min～5min，得到清洁压裂液。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的压裂液成本低、伤害小、性能优异，属于小分子粘弹性表面活性剂体系，适合低温尤其在冬季1℃～15℃温度环境下压裂施工。