一種耐高溫海水基壓裂液制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種耐高溫海水基壓裂液及其制備方法；由以下添加劑按照重量份數配制而成：稠化劑0.45-1.0%、粘土穩定劑0.6-1.5%、破乳助排劑0.6-1.5%，破膠劑為0.01-0.03%，交聯劑0.6-2.0%，其余為海水，各組分重量百分比之和為100%；本壓裂液具有攜砂性能好、耐溫耐剪切性能好、與地層流體配伍性好、儲層傷害小等性能優點；可以直接利用海水進行配液，采用常規配液設備和流程，解決了海上壓裂施工中淡水缺乏等問題，提高了海上壓裂作業效率、降低成本，為實現海上大規模壓裂施工作業奠定基礎。
【專利說明】一種耐高溫海水基壓裂液制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種耐高溫海水基壓裂液制備方法，可以直接利用海水進行配液，體系耐溫耐剪切性達到160°c，可滿足海上高溫儲層壓裂改造技術需求。
【背景技術】
[0002]海上區塊勘探力度逐年增大，在目前已經完鉆的探井中，有相當一部分井深3000米以上，溫度梯度達到3.78°C /m，油層屬于致密泥巖、泥質粉砂巖、碎屑巖。該類油井的油層致密，孔隙度低，滲透率差，自然產能低。需要對該類深井致密油藏進行壓裂改造，提高油氣田勘探開發的整體效果。
[0003]目前，海上壓裂仍采用常規的壓裂液體系，需要用淡水進行配液，因此需要從碼頭上存儲大量的淡水，壓裂船在岸上停靠時間太長，浪費大量的施工時間，同時增加了生產成本；另外，由于工作船攜帶淡水量有限，難以實現海上大規模壓裂施工作業。
[0004]海上油氣田的一大特點是擁有大量的海水資源，但由于鈣鎂等離子對壓裂液的性能造成嚴重影響，不能直接使用海水配置常規壓裂液體系。因此急需研制一種可以直接利用海水進行配制的壓裂液體系，提高海上壓裂效率，降低海上壓裂成本，為實現海上大規模壓裂施工奠定基礎。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是研制一種可以直接用海水進行配液的海水基壓裂液體系，體系具有攜砂性能好、耐溫耐剪切性能好、與地層流體配伍性好、儲層傷害小等性能優點，提高海上壓裂施工效率，降低壓裂成本，為實現海上大規模壓裂施工奠定基礎。
[0006]本發明的實現過程為:
[0007]—種耐高溫海水基壓裂液，其組成及重量份數為:稠化劑0.45-1.0%、粘土穩定劑
0.6-1.5%、破乳助排劑0.6-1.5%，破膠劑為0.01-0.03%，交聯劑0.6-2.0%，其余為海水，各組分重量百分比之和為100%;
[0008]所述的稠化劑為2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鹽、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨四種單體的共聚物，分子量在700-900萬之間，四種單體的質量比為10-20:30-40:5-10:3_5。
[0009]所述的交聯劑 由氯化亞鐵、氯化鐵、檸檬酸鐵、氧氯化鋯、四氯化鋯、氯化鉻、甲醛、乙二醇、丙三醇中的一種或幾種與水復配而成。
[0010]所述的粘土穩定劑為環氧氯丙烷與多乙烯多胺的共聚物。
[0011]所述的破乳助排劑為聚氧乙烯烷基醇醚非離子表面活性劑、氟碳表面活性劑、季銨鹽類表面活性劑與水復配而成，其質量比為1-3:0.5-2:0.6-1.2:30_40。
[0012]所述破膠劑為膠囊形式的過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉。
[0013]上述稠化劑制備方法為:將2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鹽、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨以質量比10-20:30-40:5-10:3_5的比例制成20%~30%的水溶液，恒溫(40°C~60°C )，充氮氣20~30min，加入氧化還原體系(過硫酸銨:亞硫酸氫鹽=1:2)反應6~8h，得到高粘稠狀的透明膠狀物，經烘干、粉碎，得到稠化劑。
[0014]上述耐高溫海水基壓裂液制備方法為:
[0015]將939.7-977.4份海水倒入吳茵攪拌器中，開啟攪拌，調整轉速(約400_800r/min),使海水形成較大的漩渦；將稱量好的4.5-10份的稠化劑慢慢加入海水中，攪拌IOmin ;加入6_15份粘土穩定劑和6_15份助排劑,繼續攪拌15_20min,使稠化劑溶脹完全；繼續攪拌，加入0.1-0.3份的破膠劑，然后緩慢加入6-20份的交聯劑，直至漩渦消失，液面微微突起時，停止攪拌，即形成耐高溫海水基壓裂液成品。
[0016]本發明的優點及有益效果:
[0017]按照行業標準《SY/T 5107-2005水基壓裂液性能評價方法》對形成的耐高溫海水基壓裂液體系進行實驗評價，該海水基壓裂液的性能特點如下:
[0018](I)體系耐溫耐剪切性能優異，滿足海上160°C高溫儲層壓裂改造施工技術需求，高溫流變性能穩定，耐剪切性能突出，利于攜砂；
[0019](2)體系具有較高的液體粘度、較低的濾失速率，利于壓裂造縫；
[0020](3)體系與地層流體配伍性好，殘渣含量低，巖心傷害率低，利于滲透率恢復，提高壓裂改造效果。 [0021](4)體系破膠性能好，破膠液表界面張力低，利于壓后返排，保證壓裂改造效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1耐高溫海水基壓裂液120°C流變曲線。
[0023]圖2耐高溫海水基壓裂液150°C流變曲線。
【具體實施方式】
[0024]稠化劑的制備
[0025]將2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鹽、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨以質量比15:40:8:5的比例制成30%的水溶液，恒溫60°C，充氮氣30min，加入氧化還原體系(過硫酸銨:亞硫酸氫鹽=1:2)反應8h，得到高粘稠狀的透明膠狀物，經烘干、粉碎，得到稠化劑。
[0026]實施例1:
[0027]將972.7份取自渤海灣勝利海域CB326平臺的海水倒入吳茵攪拌器中，開啟攪拌，調整轉速(約600r/min);將稱量好的5份的稠化劑慢慢加入海水中，攪拌IOmin ;加入6份粘土穩定劑和10份助排劑，繼續攪拌15min,使稠化劑溶脹完全；繼續攪拌,加入0.3份的破膠劑，然后緩慢加入6份的交聯劑，直至漩渦消失，液面微微突起時，停止攪拌，即形成耐高溫海水基壓裂液成品。
[0028]交聯劑為氧氯化鋯、氯化鉻、丙三醇與水按照質量比5:0.2:0.6:60配制而成。
[0029]破乳助排劑為聚氧乙烯烷基醇醚非離子表面活性劑、氟碳表面活性劑、季銨鹽類表面活性劑與水復配而成，其質量比為1:1.5:0.7:40配制而成。
[0030]粘穩劑為環氧氯丙烷與多乙烯多胺的共聚物。[0031 ] 破膠劑為過硫酸銨。
[0032]該體系適用于海上120°C儲層壓裂改造施工，120°C，170s—1，剪切90min后，體系粘度≥200mPa.s，見圖1，滿足行業標準要求。
[0033]實施例2:
[0034]將949.9份取自渤海灣大港濱海區塊BH7井附近的海水倒入吳茵攪拌器中，開啟攪拌，調整轉速(約lOOOr/min);將稱量好的8份的稠化劑慢慢加入海水中，攪拌IOmin ;加入10份粘土穩定劑和12份助排劑，繼續攪拌20min，使稠化劑溶脹完全；繼續攪拌，加入
0.1份的破膠劑，然后緩慢加入20份的交聯劑，直至漩渦消失，液面微微突起時，停止攪拌，即形成耐高溫海水基壓裂液成品。
[0035]交聯劑為氯化鐵、四氯化鋯、氯化鉻、甲醛、丙三醇與水按照質量比2:10:0.8: 0.05:3:70配制而成。
[0036]破乳助排劑為聚氧乙烯烷基醇醚非離子表面活性劑、氟碳表面活性劑、季銨鹽類表面活性劑與水復配而成，其質量比為1.2:2:0.9:35配制而成。
[0037]粘穩劑為環氧氯丙烷與多乙烯多胺的共聚物。
[0038]破膠劑為過硫酸銨。
[0039]該體系適用于海上160°C儲層壓裂改造施工，1501:,1708'剪切120min后，體系粘度≥IOOmPa.S，見圖2，滿足行業標準要求。
[0040]本發明體系的性能優點，從表1和圖1、圖2中說明，體系具有攜砂性好、耐溫耐剪切性好、與地層流體配伍性好、儲層傷害小、配制簡單等性能優點；適合于海上160°C高溫儲層壓裂改造技術需求。
[0041]表1耐高溫海水基壓裂液體系主要性能
【權利要求】
1.一種耐高溫海水基壓裂液，其特征在于:其組成及重量份數為:稠化劑0.45-1.0%、粘土穩定劑0.6-1.5%、破乳助排劑0.6-1.5%，破膠劑為0.01-0.03%,交聯劑0.6-2.0%，其余為海水，各組分重量百分比之和為100% ； 所述的稠化劑為2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鹽、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨四種單體的共聚物，分子量在700-900萬之間，四種單體的質量比為 10-20:30-40:5-10:3_5 ； 所述的交聯劑由氯化亞鐵、氯化鐵、檸檬酸鐵、氧氯化鋯、四氯化鋯、氯化鉻、甲醛、乙二醇、丙三醇中的一種或幾種與水復配而成。 所述的粘土穩定劑為環氧氯丙烷與多乙烯多胺的共聚物； 所述的破乳助排劑為聚氧乙烯烷基醇醚非離子表面活性劑、氟碳表面活性劑、季銨鹽類表面活性劑與水復配而成，其質量比為1-3:0.5-2:0.6-1.2:30_40。 所述的破膠劑為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉。
2.—種權利要求1所述的耐高溫海水基壓裂的制備方法，其特征在于:壓裂液按照以下方法進行配制:在攪拌情況下，將稠化劑緩慢加入海水中，加量為海水的0.45-1.0% ;攪拌IOmin后，加入粘土穩定劑，加量為0.6-1.5%，繼續加入助排劑，加量為0.6-1.5% ;繼續攪拌15-20min，同時加入破膠劑，加量為0.01-0.03% ;緩慢加入交聯劑，加量為0.6-2.0%，攪拌至壓裂液形成均勻、具有粘彈性的液體即可。
【文檔編號】C09K8/68GK103965857SQ201310034783
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月30日 優先權日:2013年1月30日
【發明者】宋有勝, 徐鴻志, 王宇賓, 郝志偉, 趙文娜, 湯發明, 王雪瑩, 葉松濱 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團海洋工程有限公司, 中國石油集團工程技術研究院