[发明专利]一种防膨助排剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，特别涉及一种防膨助排剂及其制备方法。

背景技术

在石油开采过程中，尤其是非常规油气藏的开采过程中，由于石油储层具有岩心致密、低孔、低渗、地层压力低等特点，通常根据大规模体积压裂的模式使用水基压裂液对储层进行改造，以在储层中形成“人工复杂缝网+人工主缝”，来提高储层的渗透率，从而获得工业油气流。但是，压裂过程中使用的水基压裂液进入储层，尤其是特低渗的非常规油气藏储层后可引起粘土矿化物的水化膨胀，对储层造成一定伤害。而且，压裂过程结束后，需要将上述压裂液的残液从储层中返排出来。但是，由于地层毛细管阻力的作用，压裂液将无法完全返排至地面，部分压裂液将滞留在储层，降低其渗透率，对其造成进一步的伤害。为了能够抑制粘土膨胀，且帮助压裂液返排，以降低压裂液对储层的伤害，目前通常在压裂液中加入防膨剂和助排剂。

其中，常用的防膨剂主要有以下几类：1)无机盐类，如氯化钾、氯化铵、羟基铝、羟基铁等；2)有机盐类，如盐酸胍、乙酸胍、吡啶盐、咪唑啉盐等；3)有机阳离子聚合物类，如聚季铵盐等。举例来说，CN101921366A公开了将浓度为50％～90％二烯丙基氯化铵单体和浓度为10％～50％的三烯丙基胺单体溶于蒸馏水，获取质量百分比浓度为20％～80％的混合液体。在通氮气，以及65～85℃条件下，向该混合液体中加入引发剂过硫酸铵反应4-6h，得到一种三支链含有机阳离子的聚合物防膨剂。CN101585775A公开了将三溴丁烯与二甲基十八叔胺按摩尔比1:1混合，在50～60℃条件下，反应1～2h，得到一种带有双键季铵盐聚合物。

常用的助排剂主要有低分子醇、表面活性剂等。举例来说，CN101538462A公开了一种助排剂，包括：十二烷基二甲基苄基氯化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-4、聚氧乙烯烷基醇醚-8、脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-6、氟碳表面活性剂FN-3以及水。

然而，在向压裂液中单独加入防膨剂和助排剂的过程中，两者之间常存在配伍性不好的问题，导致防膨剂和助排剂均无法发挥其最佳效果。所以有必要提供一种防膨助排剂，其同时具有抑制粘土膨胀，且能帮助压裂液返排的功能。CN103396785A提供了这样一种配伍性良好的防膨助排剂，包括以下质量百分比的成分：氟碳类表面活性剂2-4％、四甲基氯化铵35-45％、助排剂1.5-3％、烷基酚聚氧乙烯醚0.3-0.8％、十二烷基磺酸钠0.3-0.8％、水50-60％。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的防膨助排剂防膨率可低至75％，其防膨效果较差，且该防膨助排剂使压裂液的表面张力高达25mN/m，助排效果较差。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种兼具优良的防膨效果和助排效果的防膨助排剂及其制备方法。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种防膨助排剂，包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性剂0.5-1％、磺基甜菜碱10-15％、季铵盐40-45％、烷基酚聚氧乙烯醚1-1.5％、余量为水。

作为优选，所述防膨助排剂包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性剂0.7-1％、磺基甜菜碱10-15％、季铵盐42-45％、烷基酚聚氧乙烯醚1.2-1.5％、余量为水。

作为优选，所述防膨助排剂包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性剂1％、磺基甜菜碱10％、季铵盐45％、烷基酚聚氧乙烯醚1.5％、水42.5％。

作为优选，所述防膨助排剂包括以下重量百分比的成分：氟碳类表面活性剂0.8％、磺基甜菜碱15％、季铵盐42％、烷基酚聚氧乙烯醚1.3％、水40.9％。

具体地，作为优选，所述氟碳类表面活性剂为阳离子类氟碳表面活性剂和/或非离子型氟碳表面活性剂。

具体地，所述阳离子类氟碳表面活性剂为全氟烷基醚季铵盐阳离子类表面活性剂。

所述氟碳类表面活性剂选自全氟烷基醚季铵盐阳离子类表面活性剂和/或非离子型氟碳表面活性剂。

具体地，作为优选，所述非离子型氟碳表面活性剂为乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂。

具体地，作为优选，所述磺基甜菜碱选自十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱和/或十四烷基二甲基磺丙基甜菜碱。

具体地，作为优选，所述季铵盐选自四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、甲基三乙基氯化铵中的至少一种。

具体地，作为优选，所述烷基酚聚氧乙烯醚选自烷基酚聚氧乙烯醚TX-9、烷基酚聚氧乙烯醚TX-10、烷基酚聚氧乙烯醚OP-9、烷基酚聚氧乙烯醚OP-10中的至少一种。