海水基速溶型耐溫壓裂液體系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種海水基速溶型壓裂液體系，尤其是一種適用于較高海水溫度的海 水基速溶型壓耐溫裂液體系。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于低滲透油氣藏，壓裂技術(shù)是主要的增產(chǎn)措施。通過壓裂操作可以改善油氣層 的滲流狀態(tài)，起到增產(chǎn)增注的作用。目前，應(yīng)用壓裂技術(shù)是提高低滲儲(chǔ)層單井產(chǎn)量的最有效 方法。
[0003] 目前，我國(guó)海上油氣儲(chǔ)量豐富；但低滲儲(chǔ)量油氣動(dòng)用程度較低。隨著海上油氣田的 開發(fā)，開發(fā)深海和低滲油田將是我國(guó)企業(yè)今后在海上油田發(fā)展的主要方向。由于現(xiàn)有技術(shù) 中，壓裂液均采用淡水配制。而海上作業(yè)，獲得淡水及儲(chǔ)存淡水的能力有限；受水資源、場(chǎng)地 等因素的影響，限制了海上油田壓裂改造的規(guī)模，制約了海上低滲油氣的高效開發(fā)。
[0004] 如果能利用海上作業(yè)平臺(tái)周圍的海水作為水源，現(xiàn)場(chǎng)配置壓裂液體將會(huì)對(duì)海上油 田的高效開發(fā)具有重要的意義。由于自然環(huán)境（如熱帶風(fēng)暴、寒潮）經(jīng)常會(huì)造成淡水運(yùn)輸 困難；用海水配制壓裂液基液，避免了對(duì)淡水的依賴；節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)、儲(chǔ)存成本，減輕后勤保 障的壓力；海水資源豐富，可以就近取材，為海上大規(guī)模壓裂的提供了條件；可以保障海上 油田壓裂增產(chǎn)措施的及時(shí)實(shí)施；更重要的是對(duì)未來遠(yuǎn)海油氣藏開發(fā)提供技術(shù)支撐。
[0005] 由于海水成分復(fù)雜，使得海水難以直接作為基液代替淡水，利用現(xiàn)有水基壓裂液 的配方配置壓裂液。如何利用海水代替淡水作為基液配置壓裂液是本領(lǐng)域技術(shù)人員渴望解 決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種利用海水代替淡水作為基液的壓裂液；具體技術(shù)方案 為：
[0007] -種稠化劑，以磺酸鹽為主體結(jié)構(gòu)，以乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、陽(yáng)離子單體 為次主單體合成的聚合物；磺酸鹽、乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、陽(yáng)離子單體的重量比為： 9:2:4:1〇
[0008] 進(jìn)一步，所述磺酸鹽為2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鹽。
[0009] 進(jìn)一步，所述陽(yáng)離子單體為甲基二烯丙基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化 銨或丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨中的一種。
[0010] 本發(fā)明還研發(fā)出上述稠化劑的制備方法，包括以下步驟：
[0011] 1)用濃度〇. 02摩爾/升的EDTA的二鈉鹽對(duì)稠化劑配方材料組成的功能單體進(jìn)行 溶解，加入催化劑引發(fā)；
[0012] 2)將已經(jīng)引發(fā)了的聚合物粘稠溶液迅速導(dǎo)流到寬100cm，高度為Icm的平板中，根 據(jù)單體聚合能力的需要，在平板中補(bǔ)充一部分催化劑；
[0013] 3)將平板狀膠體倒入捏合機(jī)進(jìn)行表面活性劑處理接枝再聚合；
[0014] 4)用柱磨機(jī)降低成品聚合物膠粒的粒徑；
[0015] 5)將聚合物膠粒烘干；
[0016] 6)將聚合物膠粒粉碎，用60目篩分機(jī)進(jìn)行篩分。
[0017] 利用上述稠化劑，本發(fā)明還研發(fā)出一種海水基速溶型耐溫壓裂液體系，由稠化劑、 延緩劑、交聯(lián)劑、破乳助排劑、破膠劑和海水組成；所述稠化劑為如權(quán)利要求1所述的稠化 劑；配方中所述稠化劑的重量百分比為0.9%至1%，所述延緩劑的重量百分比為0. 1%至 〇. 2%，所述交聯(lián)劑的重量百分比為0. 7%至0. 8%，所述破乳助排劑的重量百分比為0. 2% 至0. 3 %，所述破膠劑的重量百分比0. 15 %至2 %，余量為海水。
[0018] 進(jìn)一步，所述交聯(lián)劑為由三乙醇胺、檸檬酸和氧氯化鋯為原料合成的有機(jī)鋯；氧氯 化鋯 ：檸檬酸：三乙醇胺的摩爾比為2:1:7，反應(yīng)溫度為80°(：-90°(：，反應(yīng)時(shí)間4-611。
[0019] 進(jìn)一步，所述延緩劑為聚酰胺酯延緩劑；通過以下步驟制成：
[0020] 1)以鄰苯二甲酸酐（E)和二乙醇胺（F)為原料，制得EF2型單體；
[0021] 2)加入三羥甲基丙烷為核，三羥甲基丙烷和EF2型單體的重量比為1:10 ;采用一 步法合成了超支化聚酰胺酯，并用硬脂酸對(duì)所得聚合物進(jìn)行封端改性。
[0022] 進(jìn)一步，所述破膠劑由過硫酸銨、過氧化氫以及過氧化乙酸組成，摩爾比為1:1:1。
[0023] 進(jìn)一步，所述稠化劑的重量百分比為0. 9%。
[0024] 進(jìn)一步，所述稠化劑的重量百分比為1%。
[0025] 本發(fā)明的稠化劑使得壓裂液能夠采用海水配置?？朔撕Ｉ嫌吞镉捎谑芩Y源、 場(chǎng)地等因素的影響而對(duì)海洋油田壓裂改造的規(guī)模的限制，有利于海上油氣的高效開發(fā)。所 配置的壓裂液可以使用海水直接配液并且達(dá)到了 5min速溶；殘?jiān)?lt; 100mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低 于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的< 600mg/L，大大的減少了對(duì)底層的傷害。
【附圖說明】
[0026] 圖1為海水基速溶稠化劑的聚合物分子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為海水基速溶稠化劑的聚合物分子表面的SEM照片；
[0028] 圖3為海水基速溶稠化劑的紅外光譜圖；
[0029] 圖4為抗鹽復(fù)合交聯(lián)劑的分子模型示意圖；
[0030] 圖5為抗鹽復(fù)合交聯(lián)劑的紅外光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0032] 本發(fā)明公開的海水基速溶型耐溫壓裂液體系，由稠化劑、延緩劑、交聯(lián)劑、破乳助 排劑、破膠劑和海水組成。配方中稠化劑的重量百分比為0.8%至1% ;延緩劑的重量百分 比為0. 1 %至0.3% ;交聯(lián)劑的重量百分比為0.7%至0.8% ;破乳助排劑的重量百分比為 0. 2%至0. 3% ;破膠劑的重量百分比0. 15%至2% ;余量為海水。選取下限降低除海水外 的組分的用量，可以節(jié)省成本。下面以適用于地層溫度95°C以下的95°C海水基速溶型耐溫 壓裂液和適用于地層溫度140°C以下的140°C海水基速溶型耐溫壓裂液為例進(jìn)行說明。 [0033] 實(shí)施例1
[0034] 本實(shí)施例中95°C海水基速溶型耐溫壓裂液配方為：海水基速溶稠化劑的重量百 分比0. 9%、延緩劑的重量百分比0.I%、抗鹽復(fù)合交聯(lián)劑的重量百分比0. 8%、破乳助排劑 的重量百分比〇. 3%、破膠劑的重量百分比0. 2% ;其余為海水。
[0035] 如表1所示，海水中的礦物質(zhì)，除含量較多的Na、K、Cl、B、Ca、Mg等元素外，還包括 微量或痕量的Br、I、Cr、Fe、Al、As等高價(jià)、變價(jià)離子元素，這些離子元素的存在使高分子稠 化劑在水化溶解的過程中分子的伸展受到影響，鈣、鎂離子含量越高影響越大，稠化劑分子 鏈卷曲很難伸展開，造成稠化劑溶解不完全，甚至是完全不能夠溶解。因此，需要研制一種 速溶稠化劑，縮短稠化劑的溶脹時(shí)間。
[0036] 表1海水中離子檢測(cè)報(bào)告表
[0037]
[0039] 根據(jù)提供的海水水樣檢測(cè)結(jié)果分析看，海水水樣的總礦化度：29000~35000mg/ L，pH值在6. 0~7. 0之間，鈣和鎂離子濃度1200~1500mg/L之間，硼酸含量2~30mg/L。
[0040] -般聚合物的合成是采用雙鍵單體進(jìn)行共聚和均聚，在海水基壓裂液稠化劑的分 子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，需要滿足稠化劑耐剪切、高攜砂、抗溫、低殘?jiān)幕拘阅埽虼嗽谶x擇合成 單體上以磺酸鹽為主體結(jié)構(gòu)，丙烯晴、乙烯基吡咯烷酮等為次主單體結(jié)構(gòu)的聚合物。分子設(shè) 計(jì)中的磺酸鹽單體解決的是聚合物在海水中的抗鹽性能，理論上磺酸鹽單體比例越高，聚 合物的抗鹽能力越強(qiáng)，但同時(shí)分子量就會(huì)越低，以至于稠化劑用量會(huì)增大。分子設(shè)計(jì)中的加 入丙烯晴和乙烯基吡咯烷酮單體可以解決聚合