[发明专利]一种耐盐耐温两性离子粘弹性表面活性剂以及储层改造工作液的制备方法

说明书

本发明提出了一种新型耐盐耐温两性离子粘弹性表面活性剂的制备方法和以其为稠化剂的高矿化度水基清洁压裂液配方，同时利用酸液可以配置成具有酸浓度、盐浓度黏度响应的转向酸体系。高矿化度水基清洁压裂液，其包括上述耐盐型单子两性离子粘弹性表面活性剂2‑5wt％，无机盐类占3‑20wt％，余量为水，即用矿化度在30000‑180000mg/L的海洋水或地层产出水配制的清洁压裂液。该类型粘弹性表面活性剂可以采用海洋水或地层产出水直接配制，且配制的压裂液耐温、耐剪切良好，在140℃、170s^‑1的剪切条件下，2小时后黏度维持在40mPa·s以上。同时利用其与酸液按照比例配置的转向酸在140℃下仍具有较高的粘度。

技术领域

本发明涉及油田储层增产改造技术领域，包含水力压裂与酸化，具体涉及一种耐盐耐温型两性离子粘弹性表面活性剂的制备方法以及高矿化度水基清洁压裂液、清洁转向酸液的配置。本发明的耐盐耐温两性离子粘弹性表面活性剂具备苯环结构，同时具有阴阳离子，因此，其体现出良好的耐盐、耐温能力，同时其表面活性优于同类型的粘弹性表面活性剂，具有更低的临界胶束浓度。本发明的优势在于，该粘弹性表面活性剂能够利用高矿化度地层水或海水直接配制清洁压裂液，同时利用高浓度盐酸可以配置成具有酸浓度、盐浓度黏度响应的转向酸体系。

背景技术

随着我国特种油气藏的开采逐渐由浅部油气藏向深部油气藏发展，石油开采技术的进步却满足不了储层温度不断增高的要求。这些都严重影响了我国油气可持续开采的发展。国内外研究发现，通过水力压裂可以有效改造特种油气藏油气储层，实现油气增产和水井增注。随着油气勘探事业的快速发展，同时水基压裂液越来越受到石油工作者的关注，近20年提出的粘弹性表面活性剂配置的清洁压裂液在水力压裂中，起到了良好的携砂、造缝、降低储层伤害的效果。同时，酸化技术是解堵增产的有效手段且被广泛应用，而转向酸酸液体系，在提高采油井和注水井酸液置放效率，达到采油井均匀酸化、注水井均匀解堵方面都表现出很不错的效果。

目前大多稠化剂是聚合物，聚合物难降解，对地层伤害比较大。采用常规的酸液体系，往往存在耐温耐盐性能差、酸液分布不均匀、酸化解堵效果差的问题。本发明能可做转向酸，在高温情况可自动变粘，有效的封堵高滲层，提升低渗层的进酸量，通过优化施工参数大大提升转向酸化效果。

粘弹性表面活性剂(Viscoelastic Surfactant，简称VES)压裂液，根据亲水基团类型的不同，可将清洁压裂液分为三类：即阳离子、阴离子、两性离子等表面活性剂增稠清洁压裂液类型。与以传统聚合物或瓜尔胶为主要稠化剂的水基压裂液体系相比，VES压裂液有诸多优点如下：

a)现场配制工作简单，配制时无需交联剂；

b)低摩阻，粘弹性好，具有良好的携砂性能；

c)表面活性剂分子量小，易返排，与地层中烃类流体接触能自行破胶，无需破胶剂；

d)不形成滤饼，同时易分解对地层伤害小。

与此同时，压裂液的配置需要消耗大量的淡水资源，因此，如何减少淡水利用或利用高矿化度地层水直接配置出高性能压裂液备受国内外的关注。现有的粘弹性表面活性剂包括：(1)单链粘弹弹性表面活性剂，这种表面活性剂常常存在耐温性差、用量较大的问题；(2)单子表面活性剂；这类。表面活性剂耐温性强，但是由于表面活性较强，在反离子的作用下容易团聚，从而导致较高矿化度下的单子表面活性剂极易出现相分离现象，使溶液体系失去粘度从而无法实现携砂、造缝等功能。

因此，结合淡水资源的紧缺、常规表面活性剂耐温性差等问题，开发出一种耐盐耐温型粘弹性表面活性剂对实现高矿化度地层水直接配置清洁压裂液、以及扩大VES清洁压裂液对高温地层实用性都有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐盐、耐温型两性离子粘弹性表面活性剂及其制备方法以及高矿化度水基清洁压裂液，以解决现有粘弹性表面活性剂在清洁压裂液应用中存在的不耐矿化度、耐温性差的问题。