[其他]聚多元酯水基冻胶高温压裂液

说明书

聚多元酯水基冻胶高温压裂液，是一种新型原料组成的水基冻胶压裂液。

压裂工艺是油田开发中，增加油（气）井产量和水井增注的重要措施。其压裂液性能优劣，直接影响压裂效果。目前采用的以植物胶、聚合物为成胶剂，高价金属离子为交联剂，氧化剂为破胶剂等组成的水基冻胶压裂液，虽然都有较好的粘弹性和较高的粘度，但抗剪切、耐高温性差，在现场施工中，经过泵入、管线、炮眼等强烈机械剪切或深井高温影响后，粘度大幅度下降，携砂能力降低，支撑裂缝半径能力随之减小，从而极大地影响了压裂效果。

本发明的目的是，针对目前采用的以植物胶、聚合物为成胶剂的硼、铝、钛等冻胶压裂液，其抗剪切、耐高温性能差，不能满足深井高温及大型压裂施工要求这一缺点，而研制成一种聚多元酯为成胶剂，高价金属离子为交联剂，双氧水为破胶剂等按一定配比组成聚多元酯水基冻胶高温压裂液。

本发明的聚多元酯水基冻胶高温压裂液，形成过程分述如下：

一、聚多元酯成胶剂

以废聚酯（涤纶下脚料）即对苯二甲酸乙二醇酯与多元醇，经过酯交换后，再与丙烯酸形成聚多元酯。其水溶液为成胶剂。

1.酯交换：废聚酯或与废聚酯有效成份相同的化工原料（对苯二甲酸）与多元醇进行酯交换，生成对苯二甲酸β、γ-二羟基酯。而废聚酯中含有为使纤维消光的四价钛离子。其酯交换最佳配方：

废聚酯（或对苯二甲酸）40～60%（重）

多元醇60～40%（重）

温度200～260℃（重）

2.聚多元酯成胶剂的形成：对苯二甲酸β、γ-二羟基酯与丙烯酸在过硫酸钾-亚硫酸氢钠的引发下，生成聚多元酯。其水溶液为成胶剂。配方为：

对苯二甲酸β、γ-二羟基酯8～10%（重）

水45～55%（重）

丙烯酸39～45%（重）

烧碱4～6%（重）

过硫酸钾0.4～0.7%（重）

亚硫酸氢钠0.2～0.4%（重）

制备过程：将对苯二甲酸β、γ-二羟基酯、水、丙烯酸投入釜中，均匀搅拌，再加入烧碱水搅匀，依量加入引发剂（过硫酸钾-亚硫酸氢钠），粘度增加后，放料装桶冷却即可。

二、聚多酯成胶剂与高价金属离子交联成性质不同的冻胶：

1.成胶剂与浓度为5%（重）的硫酸铬钾，按100∶1～50加热（30～40℃）交联成PH值为3～4.5的酸性冻胶;

2.成胶剂与浓度为5%（重）的硫酸铬钾+5%（重）的烧碱水按100∶2～28交联成PH值为6～10的酸至碱性冻胶;

3.成胶剂与浓度5%（重）的锆（Zr⁺⁴）盐或浓度为5%（重）的钛、（Ti⁺⁴）盐，分别按100∶1～10交联成PH值为3～4.5的酸性冻胶。

在成胶剂中，加入高价离子后，缓慢加入烧碱水时，可以迅速成冻。

以上冻胶不加破胶剂时，是一种优质的堵水剂。

三、高效破胶

该压裂液，采用强氧化剂双氧水作破胶剂。按成胶剂的5/万～10/万加入双氧水。其加入量是根据地层温度及所需反排时间而定。

用以上不同高价金属离子交联成的聚多元酯水基冻胶高温压裂液，其突出的特点是：

1.抗剪切、耐高温（一般150℃以上）性能强，粘温性好的，见表1-6。说明该压裂液。各项性能指标均优于目前所使用的压裂液，它更适用于深井大型压裂施工。

2.该压裂液中的破胶剂，是强氧化剂双氧水，破胶彻底，无残渣，水化液粘度小、易排。另外，双氧水能氧化地层孔隙喉道中的有机胶结构，提高地层渗透率。通过岩心伤害试验表明：该压裂液对地层伤害率低，并能提高地层渗透率29～78%。该发明的另一特点是由于原料中含有四价钛离子，因而它既是碱性冻胶，又可防止粘土膨胀。

3.该压裂液所用原料货源广，便宜易得，生产工艺简单，其成本费用每方可比甲叉基压裂液降低20%以上。

采用聚多元酯水基冻胶高温压裂液进行现场施工，对油、气、水井压裂均取得显著效果。如图东4＃（井深2000米左右）原用聚丙烯酰胺甲叉基压裂液压裂两次均未成功，而采用本压裂液进行压裂，产气量增加十倍（压前2916方/日，压后30887方/日），四口油井增产原油1～4倍;注水井则收到了日注100方、连续三个月不递减的好效果。