一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系，包括0.02～0.3wt％的速溶缔合聚合物减阻剂；0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂；0.1～2wt％的粘土稳定剂；余量的水。与现有技术相比，本发明专利技术滑溜水体系在小于4mPa.s粘度条件下，具有较好的减阻性能，携砂性能与常规聚丙烯酰胺类减阻剂大致相当；在4mPa.s～20mPa.s粘度范围内，相比于常规聚丙烯酰胺类减阻剂，具有较好的减阻性能，减阻率65％～80％，又具有良好的携砂性能；同时该滑溜水减阻剂具有抗高矿化度、高硬度能力，抗盐能力达到25×10

【技术实现步骤摘要】
一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系及其制备方法
本专利技术属于石油开采
，尤其涉及一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系及其制备方法。
技术介绍
随着勘探开发的不断深入，非常规油气藏所占比例逐年增加，特别是我国页岩气进入商业开发以来，该比例越来越高。对于非常规油气藏主要采用大型体积压裂对储层进行改造。根据我国非常规油气藏特点，目前使用最多的压裂液为“滑溜水+胶液”复合压裂液体系，其中滑溜水体系占比达到70％～90％，用液量大。滑溜水体系具有较好的减阻效果，能够在提升施工排量的同时降低施工压力；体系粘度低，液体能够进入储层中微裂缝，通过高排量形成缝内静压力，沟通天然裂缝，形成复杂缝网结构，增大改造体系；同时滑溜水体系高排量的注入，可以携带较小粒径的支撑剂进入地层，支撑裂缝，提高裂缝导流能力，提高产量。与传统交联胶液相比，滑溜水中减阻剂加量少，能够大大减轻对地层及裂缝的伤害，更加有利于提升改造效果。对于水资源丰富的地区，采用滑溜水压裂进行储层体积改造，总成本比胶液体系成本低。滑溜水体系中最主要的添加剂为减阻剂，国内外常用的减阻剂类型有聚丙烯酰胺类减阻剂和表面活性剂类减阻剂。聚丙烯酰胺类减阻剂因用量低、减阻效率高而成为最常用的减阻剂；表面活性剂类减阻剂因其能形成剪切可逆的胶束结构而成为近年来被广泛关注的一类减阻剂。高分子聚合物因直长链分子结构容易受到来自泵等的高剪切流的剪切作用而发生机械降解，失去减阻能力，从而使得高分子聚合物类减阻剂只适用于非循环式流体输送系统；同时，聚丙烯酰胺类减阻剂抗盐能力差，不太适合高矿化度水质配制滑溜水。表面活性剂类减阻剂因用量高、成本高而不能被广泛应用。在采用滑溜水进行体积压裂时用液量基本都在2万方以上，现场一般采用连续混配工艺配制滑溜水，对滑溜水体系的溶解性有了更高的要求。并且，目前国内外聚丙烯酰胺类滑溜水体系都存在着一个最大的缺点：对支撑剂的输送能力差。减阻水压裂液粘度较低，主要依靠湍流、砂坝和砂床来输送支撑剂，但仍然会导致支撑剂在地面设备处或较长水平井段的过早沉淀，不能得到均匀铺置，进而导致裂缝难以得到有效支撑，裂缝导流能力下降；同时，大量支撑剂堆积在近井裂缝中而难以输送到远井地带，这不仅严重影响了有效裂缝长度，而且还容易造成堵塞，降低储层渗透率。现场往往会采取提高减阻剂加量，增加滑溜水粘度，进而提高其悬砂性能，但是当粘度增加时，其减阻率大幅下降，不能满足高排量施工下高效减阻的目的。因此，有必要专利技术一种能够快速溶解，同时既具有较好的减阻性能，又具有较好的携砂性能的速溶滑溜水体系或者滑溜水体系组合，实现减阻和携砂性能的统一，同时体系能够采用高矿化度以及高硬度的水质进行配制，解决大量返排液和产出水带来的环保压力。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种速溶型、高效减阻且具有较好携砂性能、抗盐的速溶滑溜水体系及其制备方法。本专利技术提供了一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系，包括：0.02～0.3wt％的缔合聚合物减阻剂；0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂；0.1～2wt％的粘土稳定剂；余量的水；所述缔合聚合物减阻剂为共聚物经后水解得到；所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元与第二单体单元；所述第二单体单元为疏水单体单元和/或双亲单体单元；所述第二单体单元在共聚物分子链中以微嵌段形式分布；或所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元、第二单体单元与耐温抗盐单体单元；所述缔合聚合物减阻剂的水解度为5％～25％。优选的，所述滑溜水体系包括低粘滑溜水、中粘滑溜水与高粘滑溜水中的一种或多种；所述低粘滑溜水的粘度为1～4mPa.s；所述中粘滑溜水的粘度为5～10mPa.s；所述高粘滑溜水的粘度为11～20mPa.s。优选的，以质量百分数计，所述的低粘滑溜水由0.02％～0.08％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成；所述中粘滑溜水由0.08％～0.15％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成；所述高粘滑溜水由0.15％～0.3％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成。优选的，所述第二单体单元由N-烷基取代丙烯酰胺及其衍生物、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、烯丙基烷基季铵盐、丙烯酰胺烷基磺酸及其磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯与丙烯酸聚氧乙烯烷基酯中的一种或多种形成；所述N-烷基取代丙烯酰胺及其衍生物、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、烯丙基烷基季铵盐、丙烯酰胺烷基磺酸及其磺酸盐中烷基的碳原子数各自独立地为12～24；所述耐温抗盐单体单元由2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸和/或2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸钠形成。优选的，所述第二单体单元由丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十二酯、N-十二烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、N-辛基丙酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基二十二烷基磺酸钠、N-十四烷基丙烯酰胺、N,N-二辛基丙烯酰胺、十六烷基烯丙基二溴化四甲基乙二胺、2-丙烯酰胺基十四烷磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基十二烷磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、辛基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、十二烷基聚氧乙烯丙烯酸酯、十八烷基烯丙基二溴化四甲基乙二胺、十六烷基聚氧乙烯丙烯酸酯、十四烷基二甲基烯丙基氯化铵、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵与十八烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或多种形成；第二单体单元在共聚物分子链中的微嵌段长度为10～100个第二单体单元。优选的，所述粘土稳定剂选自KCl、NH4Cl、氯化胆碱与季铵盐类有机防膨剂中的一种或多种；所述非离子型表面活性剂选自聚醚类类非离子型表面活性剂、非离子型双子表面活性剂、聚醚类非离子型表面活性剂与氟碳类非离子型表面活性剂中的一种或多种；所述阴离子型表面活性剂选自石油磺酸盐类阴离子表面活性剂、烷基苯磺酸盐类阴离子表面活性剂、α-烯烃磺酸盐类阴离子表活剂、阴离子型双子表面活性剂、聚醚类阴离子型表面活性剂与氟碳类阴离子型表面活性剂中的一种或多种；所述缔合聚合物减阻剂的特性粘数为500～3500mL/g。优选的，所述缔合聚合物减阻剂制备时第二单体质量为丙烯酰胺单体质量的0.2～10wt％；所述缔合聚合物减阻剂制备时耐温抗盐单体的质量为丙烯酰胺单体质量的0～50wt％。优选的，所述缔合聚合物减阻剂的制备中加入助溶剂；所述助溶剂的质量为丙烯酰胺单体质量的0.1％～3％；所述助溶剂选自助溶性单体、表面活性剂类助溶剂与小分子助剂中的一种或多种；所述助溶性单体选自亲水性单体和/或双亲功能单体；所述表面活性剂选自阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂与两性离子型表面活性剂中的一种或多种；所述小分子助剂选自醇类、尿素与无机盐中的一种或多种。优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系，其特征在于，包括：/n0.02～0.3wt％的缔合聚合物减阻剂；/n0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂；/n0.1～2wt％的粘土稳定剂；/n余量的水；/n所述缔合聚合物减阻剂为共聚物经后水解得到；所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元与第二单体单元；所述第二单体单元为疏水单体单元和/或双亲单体单元；所述第二单体单元在共聚物分子链中以微嵌段形式分布；/n或所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元、第二单体单元与耐温抗盐单体单元；/n所述缔合聚合物减阻剂的水解度为5％～25％。/n

【技术特征摘要】
1.一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系，其特征在于，包括：
0.02～0.3wt％的缔合聚合物减阻剂；
0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂；
0.1～2wt％的粘土稳定剂；
余量的水；
所述缔合聚合物减阻剂为共聚物经后水解得到；所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元与第二单体单元；所述第二单体单元为疏水单体单元和/或双亲单体单元；所述第二单体单元在共聚物分子链中以微嵌段形式分布；
或所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元、第二单体单元与耐温抗盐单体单元；
所述缔合聚合物减阻剂的水解度为5％～25％。


2.根据权利要求1所述的滑溜水体系，其特征在于，所述滑溜水体系包括低粘滑溜水、中粘滑溜水与高粘滑溜水中的一种或多种；所述低粘滑溜水的粘度为1～4mPa.s；所述中粘滑溜水的粘度为5～10mPa.s；所述高粘滑溜水的粘度为11～20mPa.s。


3.根据权利要求2所述的滑溜水体系，其特征在于，以质量百分数计，所述的低粘滑溜水由0.02％～0.08％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成；
所述中粘滑溜水由0.08％～0.15％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成；
所述高粘滑溜水由0.15％～0.3％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成。


4.根据权利要求1所述的滑溜水体系，其特征在于，所述第二单体单元由N-烷基取代丙烯酰胺及其衍生物、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、烯丙基烷基季铵盐、丙烯酰胺烷基磺酸及其磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯与丙烯酸聚氧乙烯烷基酯中的一种或多种形成；所述N-烷基取代丙烯酰胺及其衍生物、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、烯丙基烷基季铵盐、丙烯酰胺烷基磺酸及其磺酸盐中烷基的碳原子数各自独立地为12～24；
所述耐温抗盐单体单元由2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸和/或2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸钠形成。


5.根据权利要求4所述的滑溜水体系，其特征在于，所述第二单体单元由丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十二酯、N-十二烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、N-辛基丙酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基二十二烷基磺酸钠、N-十四烷基丙烯酰胺、N,N-二辛基丙烯酰胺、十六烷基烯丙基二溴化四甲基乙二胺、2-丙烯酰胺基十四烷磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基十二烷磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、辛基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、十二烷基聚氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭拥军，刘宽，蒲迪，金诚，
申请(专利权)人：四川光亚聚合物化工有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51