[发明专利]海水基压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于油田开发技术领域，具体涉及一种适合海水配制、可实现连续混配的海水基压裂液及其制备方法。

背景技术

在石油天然气勘探和开发中，压裂广泛地应用于油井和天然气井的储层改造中，以达到增产油气的目的。目前已经有许多组成体系用于压裂改造。在这些组成体系中，以水为分散介质的水基压裂液体系占有主要地位。而基于淡水体系的水力压裂是水基压裂的全部内容。但是对于海上油田来说，淡水资源的提供由于受到空间、运输、成本等多种因素的影响，难以满足油田压裂改造的需要。海水对于海上油田来说，又是一种普遍存在，容易取用的水资源。但是，由于海水是一个复杂的水系统，里面包含有几十种矿物质元素，还有多种有机质的存在，是一个高盐、多成份的水体系。目前常用的水基压裂液稠化剂都或多或少的受到海水成分的影响，而难以满足压裂施工的要求。开发一种适应海水水体、满足压裂要求的压裂液是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷而提供一种适合海水配制、可实现连续混配、具有良好的抗温、抗盐、抗剪切性和快速溶解的海水基压裂液及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：由以下原料按照重量份数配制而成：稠化剂：0.5-1.5份、交联剂：0.3-1.0份、表面活性剂：0.2-0.6份、PH值调节剂：0.01-0.2份、破胶剂：0.01-0.2份，海水：46.5-64份和脱盐海水：35-50份。所述的稠化剂由烷基丙烯酰胺15-30份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸1-10份、乙烯吡咯烷酮0.5-10份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺单体0.1-3份、纯净水47-83.4份、0.005-0.08份引发剂、0.1-5份碱性催化剂和1-10份甲醛组成。所述的交联剂由氯氧化锆、四氯化锆、氯化铝中的一种或几种与异丙醇、乙二醇、丙三醇、柠檬酸、乙酰丙酮、冰醋酸、乳酸、丙二酸、氢氧化钠、三乙醇胺中的一种或几种及水复配组成。所述的表面活性剂为聚醚型含氟表面活性剂、聚醚型表面活性剂中的一种或几种。所述的PH值调节剂选自醋酸、甲酸、草酸、柠檬酸、盐酸、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠中的一种或几种。所述的破胶剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、亚氯酸钠、次氯酸钠和双氧水中的一种或几种。所述的引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、亚硫酸钠、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或几种。所述的碱性催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化镁、氢氧化锂中的一种或几种。

一种海水基压裂液的制备方法，包括如下步骤：

一、制备稠化剂：烷基丙烯酰胺15-30份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸1-10份、乙烯吡咯烷酮0.5-10份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺单体0.1-3份、纯净水47-83.4份，在氮气脱氧10-60分钟后，加入0.005-0.08份引发剂，在30-70℃的温度下，聚合反应3-8小时，然后加入0.1-5份碱性催化剂和1-10份甲醛，在40-80℃的温度下，反应1-6小时，经干燥、粉碎制得稠化剂干粉；

二、制备交联剂：交联剂氯氧化锆、四氯化锆、氯化铝中的一种或几种与异丙醇、乙二醇、丙三醇、柠檬酸、乙酰丙酮、冰醋酸、乳酸、丙二酸、氢氧化钠、三乙醇胺中的一种或几种与水溶解混合均匀，制得交联剂；

三、制备海水基压裂液：用量筒量取35-50份脱盐海水倒入带有磁力搅拌器的烧杯中，开动搅拌器并以400-600r/min转速搅拌，然后于常温条件下慢慢步骤一中所述的0.5-1.5份稠化剂，15-30分钟后溶胀完全，再加入46.5-64份海水，然后再依次加入0.2-0.6份表面活性剂、0.01-0.2份的破胶剂，最后再加入向烧杯中添加0.01-0.2份的PH值调节剂，使PH值在5-6.5的范围内，然后慢慢加入步骤二中所述的0.3-1.0份的交联剂，反应持续至使配制成的压裂液具有粘弹性，即成成品。

性能评价：

按照SY/T 5107-2005水基压裂液性能评价方法对本发明的压裂液进行性能评价。

下面的表1显示了本发明和现有技术中的压裂液在海水中的性能指标。

压裂液性能：采用RS-6000流变仪，在100℃、170s-1剪切速率下剪切1h，测定压裂液性能。常规压裂液按照本领域的常规方法制得压裂液，稠化剂浓度与本发明相同。

表1：常规HPG压裂液与本发明压裂液性能对比