[发明专利]一种环境友好型阴离子压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气井压裂改造领域，特别涉及阴离子清洁压裂液。

背景技术

目前所有的水基压裂液毫无例外的都有残渣，这些残渣必然会对地层及充填层造成严重堵塞使其渗透率大幅度下降(其累计损害可达90%以上)，从而大大降低压裂的效果(对于低压、低渗油气层尤其突出，常常会造成压裂完全失效)。

因此在目前油气田开发对压裂效果要来愈来愈高的形势下，消除残渣及其伤害成为当今压裂界共同关心的急待解决的重大技术难题。也是本行业的前沿课题—清洁压裂液（VES）及其应用术。

国内外压裂液增稠剂大多为羟丙基瓜胶等聚合物，这些压裂液基本上满足了现场施工要求。但由于聚合物分子量大，在水中分散溶解性差，水不溶物相对较多，使其利用率较低，现场只能以提高加量来弥补溶解性差带来的剂量损失。另外，增稠剂与交联剂交联形成了超大分子，水溶解性更差，压裂结束后，有相当一部分水不溶物(20%～60%)和未彻底破胶的超大分子驻留在地层裂缝中，使地层渗透率下降，降低了压裂改造效果。

现行的VES体系大都是阳离子型表面活性剂，一般砂岩表面带负电，这样滤失进地层的孔隙吼道的表面活性剂将吸附在吼道的表面，即减小了孔隙吼道的尺寸，又使其润湿性反转，使油相渗透率进一步降低，所以研制新型的对地层无伤害的压裂液是压裂液的发展方向。

中国申请201110435560.6公开了一种无残渣阴离子压裂液，该无残渣阴离子压裂液由不饱和脂肪酸、pH调节剂、无机盐、有机盐、助表面活性剂和水配置而成，其中，相对于所述压裂液的总重量，碳原子数12～24的不饱和脂肪酸1％至5％；pH调节剂0.2％至2.5％，所述pH调节剂为NaOH、KOH、Na₂CO₃、Na₃PO₄或K₃PO₄中的至少一种物质；无机盐3.5％至6.5％，所述无机盐为KCl、KBr、NaBr、HCOONa、NaNO₃或KNO₃中的至少一种物质；有机盐0.2％至0.8％，所述有机盐为含烷基的硫酸盐或含苯环的磺酸盐；助表面活性剂0.5％至2.5％，所述助表面活性剂为甜菜碱或碳原子数12～20的醇；其余为水。但该技术方案配方复杂，成本高且现场实施性不好。此外，甜菜碱为两性离子型表面活性剂，在不同的酸碱度情况下会以两性或阳离子表面活性剂的形式存在，而阳离子表面活性剂对底层有一定的伤害。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种环境友好型阴离子压裂液。本发明涉及的压裂液全部采用小分子配制而成，主体组成部分是阴离子表面活性剂与无机盐，无大分子添加成分。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种环境友好型阴离子压裂液，按重量百分比计，由如下组分制备而成：阴离子表面活性剂：7%-10%、二乙烯三胺五甲叉膦酸0.02%-0.05%、反离子盐4%-7%，助表面活性剂0%-0.4%，pH调节剂使离子压裂液的pH值调至8-10，其余为水。

本发明全部采用小分子配制而成，且特异性采用了二乙烯三胺五甲叉膦酸与阴离子表面活性剂（油酸钠）等配合方式，所形成的压裂液水溶性好，配置简单，无需老化，配置周期短，用水或油实现完全破胶，破胶快，无残渣，不影响地层渗透率，可大大提高压裂改造效果；所采用的为阴离子表面活性剂，不会产生润湿反转，对地层无伤害。

进一步地，本发明优选所述压裂液由如下组分制备而成：

阴离子表面活性剂8%-9%、二乙烯三胺五甲叉膦酸0.03%-0.04%、反离子盐5%-6%，助表面活性剂0.2%-0.3%，pH调节剂使离子压裂液的pH值调至9，其余为水。

本发明所述环境友好型阴离子压裂液，所述阴离子表面活性剂为油酸钠，选择该种表面活性剂是因为其形成的胶链更长，具有的粘弹性更好。

本发明所述环境友好型阴离子压裂液，所述反离子盐选自磷酸钠、磷酸钾、磷酸铵，优选磷酸钠与磷酸钾。与其他反离子盐相比，该种反离子盐与所用表面活性剂的配伍性更好，形成的胶体溶液粘弹性更好

本发明所述环境友好型阴离子压裂液，所述pH调节剂选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾，优选氢氧化钠。

本发明所述环境友好型阴离子压裂液，所述助表面活性剂选自正丁醇、正己醇、正戊醇，优选正丁醇。上述表面活性剂使阴离子表面活性剂形成的胶体溶液更稳定，并能降低表面活性剂的用量