[发明专利]抗170℃高温的超分子聚合物清洁压裂液

说明书

本发明公开了一种抗170℃高温的超分子聚合物清洁压裂液，该压裂液的组分及重量百分比含量为：清洁压裂液用稠化剂0.2％～0.5％、粘度增效剂0.1％～0.5％、结构增强剂0.2％～0.4％、除氧剂0.05％～0.2％、金属离子螯合剂0.1％～0.3％、粘土稳定剂1％～2％，其余组分为淡水。本发明通过分子间相互作用形成可逆的超分子网络结构，稠化剂使用浓度低，能有效控制压裂液基液粘度，提高液体可泵注性能；低粘度高粘弹性，实现压裂液的粘弹性携砂；在长时间的剪切情况下耐温能力可达170℃；抗剪切性能优良，经过高剪切后液体粘度和结构能有效恢复；施工摩阻低，降低设备负荷及压裂施工风险；残渣含量少，大大降低了对储层及支撑裂缝伤害，显著提高压裂增产效果。

技术领域

本发明涉及一种可应用于170℃以下储层改造的抗高温超分子聚合物清洁压裂液及其配制方法，属于油气田开发领域。

背景技术

在高温井的压裂施工中，压裂液抗温性能是决定施工成败的关键因素之一。从国内外压裂改造经验上看，耐温性能差的压裂液在储层高温环境中经受长时间剪切后难以保持持续的造缝和悬砂能力，从而导致压裂失败，严重者还会引发压裂事故。

胍胶是压裂液稠化剂的重要组成部分，由于其独特的分子结构及良好的增粘性能，号称“植物胶之王”，它具有抗温性能优良、携砂性能好的优点，在压裂液稠化剂中一直处于垄断地位，尤其是在高温深井压裂中必须采用胍胶压裂液体系，但由于胍胶在交联作用下会产生不溶物的原因，其对储层具有严重的残渣堵塞伤害。从20世纪70年代开始，为了降低聚合物对地层的伤害，新研制的胍胶改性聚合物将其残渣含量降低到1％～2％，对地层的伤害大幅度降低，并得到了广泛应用，但在储层改造效果上仍不尽如人意。

近20年来，VES粘弹性表面活性剂压裂液很好地解决了压裂液残渣问题，但其耐温性能较差，加上稠化剂用量大，成本较高，该体系并不能广泛应用。为了发挥VES类压裂液清洁及粘弹性的特点，同时解决其耐温性能差的难题，抗高温清洁压裂液一直是众多学者研究的重点，尤其是以丙烯酰胺为原料生产的聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯酰胺、羧甲基聚丙烯酰胺等聚合物作为稠化剂配制的压裂液得到了较广泛的应用，此类压裂液具有粘弹性好、耐温性能较好、摩阻低等特点，但仍然存在很多未解决的难题，如现场配制繁琐、抗剪切性能差、破胶困难等，最重要的一点是目前文献报道的此类聚合物压裂液所具有优良的抗温能力，都必须通过大大提高稠化剂使用浓度来实现(用量达到1％甚至是更高)，虽然在室内研究显示其抗温性可以达到160℃或更高，但现场实际使用中达不到此效果，根本无法应用于高温储层压裂。

因此，以丙烯酰胺类聚合物稠化剂为研究重点，针对现有体系存在的问题，从提高稠化剂结构强度(而非提高稠化剂用量)来提高压裂液抗温性能，研制抗高温、抗剪切、低粘度高粘弹性、低摩阻、无残渣的新一代超分子聚合物清洁压裂液将为高温储层的压裂改造提供一条新的途径。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种抗170℃高温的超分子聚合物清洁压裂液及其配制方法，该压裂液具有抗高温、抗剪切、低粘度高粘弹性、低摩阻、无残渣等特点，其抗温性能通过提高稠化剂结构强度(而非提高稠化剂用量)来实现，大大提高了压裂液的现场适用性和可操作性，可用于170℃以下高温储层的压裂改造。

本发明的目的可通过如下技术方案来实现：

一种抗170℃高温的超分子聚合物清洁压裂液，其组分及重量百分比含量如下：

清洁压裂液用稠化剂，0.2％～0.5％；

金属离子螯合剂，0.1％～0.3％；

粘度增效剂，0.1％～0.5％；

结构增强剂，0.2％～0.4％；

除氧剂，0.05％～0.2％；

粘土稳定剂，1％～2％；

其余组分为淡水；