海水基速溶型耐溫壓裂液體系的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發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】
[0002] 對于低滲透油氣藏，壓裂技術是主要的增產措施。通過壓裂操作可以改善油氣層 的滲流狀態，起到增產增注的作用。目前，應用壓裂技術是提高低滲儲層單井產量的最有效 方法。
[0003] 目前，我國海上油氣儲量豐富；但低滲儲量油氣動用程度較低。隨著海上油氣田的 開發，開發深海和低滲油田將是我國企業今后在海上油田發展的主要方向。由于現有技術 中，壓裂液均采用淡水配制。而海上作業，獲得淡水及儲存淡水的能力有限；受水資源、場地 等因素的影響，限制了海上油田壓裂改造的規模，制約了海上低滲油氣的高效開發。
[0004] 如果能利用海上作業平臺周圍的海水作為水源，現場配置壓裂液體將會對海上油 田的高效開發具有重要的意義。由于自然環境（如熱帶風暴、寒潮）經常會造成淡水運輸 困難；用海水配制壓裂液基液，避免了對淡水的依賴；節省運輸費、儲存成本，減輕后勤保 障的壓力；海水資源豐富，可以就近取材，為海上大規模壓裂的提供了條件；可以保障海上 油田壓裂增產措施的及時實施；更重要的是對未來遠海油氣藏開發提供技術支撐。
[0005] 由于海水成分復雜，使得海水難以直接作為基液代替淡水，利用現有水基壓裂液 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域技術人員渴望解 決的技術問題。

【發明內容】

[0006] 本發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；具體技術方案 為：
[0007] -種稠化劑，以磺酸鹽為主體結構，以乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、陽離子單體 為次主單體合成的聚合物；磺酸鹽、乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、陽離子單體的重量比為： 9:2:4:1〇
[0008] 進一步，所述磺酸鹽為2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鹽。
[0009] 進一步，所述陽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] 本發明還研發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的二鈉鹽對稠化劑配方材料組成的功能單體進行 溶解，加入催化劑引發；
[0012] 2)將已經引發了的聚合物粘稠溶液迅速導流到寬100cm，高度為Icm的平板中，根 據單體聚合能力的需要，在平板中補充一部分催化劑；
[0013] 3)將平板狀膠體倒入捏合機進行表面活性劑處理接枝再聚合；
[0014] 4)用柱磨機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目篩分機進行篩分。
[0017] 利用上述稠化劑，本發明還研發出一種海水基速溶型耐溫壓裂液體系，由稠化劑、 延緩劑、交聯劑、破乳助排劑、破膠劑和海水組成；所述稠化劑為如權利要求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] 進一步，所述交聯劑為由三乙醇胺、檸檬酸和氧氯化鋯為原料合成的有機鋯；氧氯 化鋯 ：檸檬酸：三乙醇胺的摩爾比為2:1:7，反應溫度為80°(：-90°(：，反應時間4-611。
[0019] 進一步，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，并用硬脂酸對所得聚合物進行封端改性。
[0022] 進一步，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] 進一步，所述稠化劑的重量百分比為0. 9%。
[0024] 進一步，所述稠化劑的重量百分比為1%。
[0025] 本發明的稠化劑使得壓裂液能夠采用海水配置。克服了海上油田由于受水資源、 場地等因素的影響而對海洋油田壓裂改造的規模的限制，有利于海上油氣的高效開發。所 配置的壓裂液可以使用海水直接配液并且達到了 5min速溶；殘渣含量< 100mg/L，遠遠低 于行業標準的< 600mg/L，大大的減少了對底層的傷害。
【附圖說明】
[0026] 圖1為海水基速溶稠化劑的聚合物分子結構示意圖；
[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為抗鹽復合交聯劑的分子模型示意圖；
[0030] 圖5為抗鹽復合交聯劑的紅外光譜圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖對本發明進行說明。
[0032] 本發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行說明。 [0033] 實施例1
[0034] 本實施例中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%、抗鹽復合交聯劑的重量百分比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，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、變價離子元素，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間。
[0036] 表1海水中離子檢測報告表
[0037]
[0039] 根據提供的海水水樣檢測結果分析看，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行共聚和均聚，在海水基壓裂液稠化劑的分 子結構設計上，需要滿足稠化劑耐剪切、高攜砂、抗溫、低殘渣的基本性能，因此在選擇合成 單體上以磺酸鹽為主體結構，丙烯晴、乙烯基吡咯烷酮等為次主單體結構的聚合物。分子設 計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，但同時分子量就會越低，以至于稠化劑用量會增大。分子設計中的加 入丙烯晴和乙烯基吡咯烷酮單體可以解決聚合