一种海水基压裂液及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种海水基压裂液及其制备方法和用途。所述海水基压裂液包括基液和占所述基液重量0.1‑0.14％的交联剂；所述基液包括海水基压裂液增稠剂、螯合剂、高温稳定剂、防膨剂、助排剂、性能调节剂和海水，所述海水基压裂液增稠剂占所述基液的重量百分比为0.8‑1.2％；所述交联剂为含8‑12个碳原子的烷基磺酸盐。将所述基液和交联剂在室温下搅拌混合至形成粘弹性液体，即为所述海水基压裂液。本发明专利技术提供的海水基压裂液通过多元缔合作用进行物理交联，具有携砂性好，耐高温，不含重金属元素，破胶后破胶液残渣含量低等优点，特别适用于海洋高温油气藏压裂施工。

【技术实现步骤摘要】
一种海水基压裂液及其制备方法和用途
本专利技术属于水基压裂液
，具体涉及一种海水基压裂液及其制备方法和用途。
技术介绍
近年来，随着油气资源开发的战略纵深发展，海洋成为油气资源开发的重要走向之一。海上油气资源极为丰富，但是海上低渗油气田开发程度普遍较低，因此开发海上低渗油气田以提高油气产量日益受到广泛重视。目前，海上的低渗透油气田主要以砂岩储层为主，具有地质埋藏较深、温度较高、泥质含量较大、岩石孔隙度小等特点，开发难度大。目前，大规模、工厂化压裂成为开发低渗、致密油气田的重要技术手段，海上压裂施工作为防砂、增产的重要手段正在逐步增长。但是采用的陆上淡水配制压裂液后再通过运输船转运到作业平台进行施工的方式，具有成本高、周期长，且易受到自然及交通等因素制约的缺点，导致施工规模受限。因此，立足海上平台施工，设计高温海水基压裂液体系，实现连续混配，可以降低成本、提高施工效率和节约淡水资源，实现海上油气田的高效开发。随着压裂研究方向的深入和作业方向的多元化，应用海水进行海上压裂是压裂技术发展趋势下的必然要求。考虑施工工艺及施工成本，对海水进行简单的预处理或直接采用海水配制压裂液，是目前海水基压裂液的研究重点。国内外目前在高温海水基压裂液中研究和开发的增稠剂主要包括：胍胶或改性胍胶等天然聚合物、黏弹性表面活性剂和合成聚合物三类。目前以胍胶及改性胍胶等天然聚合物为增稠剂的交联冻胶压裂液研究较多，主要方式是向海水中加入螯合剂，降低海水中的高价金属离子浓度，或是加入弱碱性调节剂，降低交联反应的pH，以提高压裂液与海水的配伍性，耐温性能最高能达到160℃，已在油田中开展了相关应用，展示了良好的性能效果。如CN103131405A公开了一种适用于160℃地层温度的高温海水基压裂液及其制备方法，该海水基压裂液即是以羟乙基羧甲基磺酸基瓜尔胶为增稠剂，在160℃、170s-1剪切速率下剪切2h后的粘度为96mPa·s。CN107722961A公开了一种海水基压裂液，以黏弹性表面活性剂黄原胶作为增稠剂，压裂液的耐温等级达到140℃。但黏弹性表面活性剂压裂液使用浓度较高、使用温度较低、成本高，不适合高温油气藏，更限制了其在海水基高温油气藏中的应用与发展。合成聚合物压裂液通过引入特殊的官能团，提高聚合物的溶胀性能、耐温耐盐性能和耐剪切性能，压裂液体系一般采用有机锆交联剂或有机钛锆复合交联剂等化学交联剂进行交联。如CN104419397A公开了一种耐高温海水基压裂液及其制备方法，采用的稠化剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵四种单体的共聚物，分子量在700-900万之间，压裂液的耐温等级可达160℃，能满足现场配制工艺要求。但是，对于部分具有较高温度的油气田，上述海水基压裂液的耐温性能仍然难以满足应用需求，有待于进一步提高。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种海水基压裂液及其制备方法和用途。该海水基压裂液通过多元缔合作用进行物理交联，具有携砂性好，耐高温，不含重金属元素，破胶后破胶液残渣含量低的优点。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种海水基压裂液，包括基液和占所述基液重量0.1-0.14％(例如0.1％、0.11％、0.12％、0.13％或0.14％等)的交联剂；所述基液包括海水基压裂液增稠剂和海水，所述海水基压裂液增稠剂占所述基液的重量百分比为0.8-1.2％(例如0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1％、1.05％、1.1％、1.15％或1.2％等)；所述交联剂选自含8-12个(例如8个、10个或12个)碳原子的烷基磺酸盐。本专利技术采用含8-12个碳原子的烷基磺酸盐作为交联剂，通过其与增稠剂间的氢键、共价键、螯合键和范德华力等多元缔合作用进行物理交联，制备海水基压裂液。相较于采用锆钛类交联剂的压裂液，本专利技术提供的海水基压裂液不含重金属元素，破胶后残渣含量更低；粘弹性更高，因此携砂性更好；且由于物理交联在高温下存在分解和交联的动态平衡，剪切恢复性好，而化学交联在达到临界温度后就会发生不可逆的分解，因此本专利技术提供的海水基压裂液的耐高温性能更好。当交联剂的碳原子数过少时，其与增稠剂间的多元缔合作用较弱，交联结构不稳定；交联剂的碳原子数过多时，容易过度交联而成团，同样导致交联结构不稳定。作为本专利技术的优选技术方案，优选地，所述交联剂由八烷基磺酸盐、十烷基磺酸盐和十二烷基磺酸盐按质量比(0.5-1):(0.5-1):1组成；例如可以是0.5:0.5:1、0.5:0.6:1、0.5:0.7:1、0.5:0.8:1、0.5:0.9:1、0.5:1:1、0.55:0.55:1、0.55:7:1、0.55:0.8:1、0.55:1:1、0.6:0.6:1、0.6:0.7:1、0.6:0.8:1、0.6:1:1、0.65:0.65:1、0.65:0.8:1、0.65:1:1、0.7:0.7:1、0.7:0.8:1、0.7:1:1、0.75:0.75:1、0.75:1:1、0.8:0.8:1、0.8:0.9:1、0.8:1:1、0.85:0.85:1、0.9:0.9:1、0.95:0.95:1或1:1:1等。通过对交联剂的成分进行优选，有助于进一步提高其对海水基压裂液中钠钾离子和钙镁离子的配伍性，从而提高交联结构的稳定性。需要说明的是，在实际应用中，通常将交联剂配制成水溶液进行添加。示例性地，本专利技术中可以采用如下方法配制交联剂水溶液：将交联剂20wt％、异丙醇20wt％和去离子水60wt％在室温下搅拌混合1-2h，即得到交联剂水溶液。作为本专利技术的优选技术方案，所述海水基压裂液增稠剂是顺丁烯二酸单十二烷基酯钠盐、N-十六烷基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、丙烯酰胺和丙烯酸钠的共聚产物。本专利技术中，所述海水基压裂液增稠剂可以是CN108485640A公开的耐高温海水基压裂液增稠剂。作为本专利技术的优选技术方案，所述基液还包括占所述基液重量0.4-0.6％(例如0.4％、0.42％、0.43％、0.45％、0.46％、0.48％、0.5％、0.52％、0.53％、0.55％、0.56％、0.58％或0.6％等)的性能调节剂。优选地，所述性能调节剂是1-2重量份(例如1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份、1.9重量份或2重量份等)烯丙氧基十二烷基羧酸盐、1-2重量份(例如1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份、1.9重量份或2重量份等)2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸盐、25-30重量份(例如25重量份、25.5重量份、26重量份、26.5重量份、27重量份、27.5重量份、28重量份、28.5重量份、29重量份、29.5重量份或30重量份等)丙烯酰胺和8-10重量份(例如8重量份、8.2重量份、8.5重量份、8.8重量份、9重量份、9.2重量份、9.5重量份、9.8重量份或10重量份等)丙烯酸盐的共聚产物，数均分子量为200-300万；例如可以是2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海水基压裂液，其特征在于，所述海水基压裂液包括基液和占所述基液重量0.1‑0.14％的交联剂；所述基液包括海水基压裂液增稠剂和海水，所述海水基压裂液增稠剂占所述基液的重量百分比为0.8‑1.2％；所述交联剂选自含8‑12个碳原子的烷基磺酸盐。

【技术特征摘要】
1.一种海水基压裂液，其特征在于，所述海水基压裂液包括基液和占所述基液重量0.1-0.14％的交联剂；所述基液包括海水基压裂液增稠剂和海水，所述海水基压裂液增稠剂占所述基液的重量百分比为0.8-1.2％；所述交联剂选自含8-12个碳原子的烷基磺酸盐。2.根据权利要求1所述的海水基压裂液，其特征在于，所述交联剂由八烷基磺酸盐、十烷基磺酸盐和十二烷基磺酸盐按质量比(0.5-1):(0.5-1):1组成。3.根据权利要求1或2所述的海水基压裂液，其特征在于，所述海水基压裂液增稠剂是顺丁烯二酸单十二烷基酯钠盐、N-十六烷基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、丙烯酰胺和丙烯酸钠的共聚产物。4.根据权利要求1-3任一项所述的海水基压裂液，其特征在于，所述基液还包括占所述基液重量0.4-0.6％的性能调节剂；优选地，所述性能调节剂是1-2重量份烯丙氧基十二烷基羧酸盐、1-2重量份2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸盐、25-30重量份丙烯酰胺和8-10重量份丙烯酸盐的共聚产物，数均分子量为200-300万；优选地，所述性能调节剂的制备方法为：配制原料水溶液，所述原料水溶液中各原料的重量百分比为烯丙氧基十二烷基酸盐1-2％，2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸盐1-2％，丙烯酰胺25-30％，丙烯酸盐8-10％；然后在保护环境下向所述原料水溶液中加入占所述原料水溶液重量0.5-2％的链转移剂和0.2-1％的引发剂，在90-95℃下反应6-8h，干燥后得到所述性能调节剂。5.根据权利要求1-4任一项所述的海水基压裂液，其特征在于，所述基液还包括占所述基液重量0.5-1％的螯合剂；优选地，所述螯合剂由氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸或己二胺四甲叉膦酸中...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭布民，王杏尊，李小凡，鲍文辉，陈磊，孙厚台，李梦，申金伟，赵健，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司上海分公司，中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31