一种滑溜水压裂液及制备方法技术

本发明专利技术属于油田开采化学技术领域，特别涉及一种滑溜水压裂液及制备方法。一种滑溜水压裂液，按重量百分比计，包含如下组分：减阻剂0.2～2.0%；粘度调节剂0～1%；杀菌剂0～0.15%；其余组分为水。所述减阻剂为混合物，按重量百分比计，该减阻剂的组分包括：非离子表面活性剂40～60%、两性离子表面活性剂10～20%、冰点调节剂1～1.5%、可溶性纤维0～5%、乙二醇10～20%，其余为水。本发明专利技术制备的滑溜水压裂液具有高的减阻率，低冰点，适用于冬季超低温作业环境，且粘度可以适时调节，能够有效缩短施工周期。

【技术实现步骤摘要】
一种滑溜水压裂液及制备方法
本专利技术属于油田开采化学
，特别涉及一种滑溜水压裂液及制备方法。
技术介绍
当前，滑溜水体系占国外页岩油气压裂液的80%以上，滑溜水中98.0%～99.5%是混砂水，降阻剂（减阻剂）是该体系的核心添加剂，其中，合成聚合物中的聚丙烯酰胺型降阻剂以其低廉的产品价格及良好的降阻效果成为国内外滑溜水用的主流降阻剂，但因其抗硬度性能差而严重影响返排液再配制滑溜水中降阻性能；生物基多糖降阻剂虽来源广泛，但降阻效果一般且水不溶物含量较高，容易造成储层伤害；表面活性剂类降阻剂较合成聚合物型降阻剂抗剪切性能明显增强，但存在成本高等问题。目前，伴随着非常规致密油气储层的开发，体积压裂中需要配制低粘滑溜水及高粘携砂液两种工作液，但由于液体特性的不同，导致现场使用滑溜水和压裂液为两套不同类型的工作液体系，这就导致了现场施工组织难度增加，降低了施工效率，并由于返排液液性复杂极大增加了返排液回用的难度；且随着非常规致密油气资源的开发，对于压裂液的快速返排有了新的认识，国内外已有文献指出压裂后闷井能够补充地层能量、也可起到油水置换渗吸作用，从而有助于实现起到提高井口产量及采收率的目标。此外，伴随着深冬施工模式的开启，现场用滑溜水体系在深冬环境温度(零下15℃～零下20℃)配液时增粘时间及破乳反转时间过长，并且压裂液用减阻剂、添加剂产品深冬环境存放易结冰，无法满足深冬施工要求。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种滑溜水压裂液及制备方法，通过滑溜水压裂液中加入减阻剂，使其具有高减阻率、低冰点，适用于冬季超低温作业环境，能够有效缩短施工周期。本专利技术的技术方案在于：一种滑溜水压裂液，按重量百分比计，该滑溜水压裂液包含如下组分：减阻剂0.2～2.0%；粘度调节剂0～1%；杀菌剂0～0.15%；其余组分为水。所述减阻剂为混合物，按重量百分比计，该减阻剂的组分包括：非离子表面活性剂40～60%、两性离子表面活性剂10～20%、冰点调节剂1～1.5%、可溶性纤维0～5%、乙二醇10～20%，其余为水。所述非离子表面活性剂由烷基葡萄糖苷与油酸酰胺丙基甜菜碱组成，二者组成的重量比为（0.8～1.2）：1。所述油酸酰胺丙基羟磺酸甜菜碱是通过以下步骤制备得到：S1：按重量份，将1～5份N，N-二甲基-1,3-丙二胺和50～80份油酸加入三口瓶中，用NaF做催化剂，在惰性气体氩气保护下，温度150～180℃搅拌反应10h后，停止搅拌，将反应液减压蒸馏，除去副产物，得到粗产物，以甲醇和二氯甲烷为淋洗剂，甲醇和二氯甲烷的体积比1:1，对得到的粗产物进行淋洗，利用中性氧化铝对粗产物进行柱层析，得到油酸酰胺丙基二甲基胺；S2：按重量份，将1～3份S1得到的油酸酰胺丙基二甲基胺和6～10份3-氯-3-羟基丙磺酸钠加入三口瓶中，用氢氧化钠作为催化剂，用异丙醇和水的混合溶剂（同上）作为反应溶剂，异丙醇和水体积比为1:1，回流反应10～12h，反应完毕后，将反应溶剂旋干，加入无水乙醇使其重新溶解后过滤，除去副产物，加入适量的乙酸乙酯静置3～4h后析出白色颗粒状沉淀，过滤后用乙酸乙酯洗滤，冷冻干燥后得到油酸酰胺丙基羟磺酸甜菜碱。所述两性离子表面活性剂是通过以下步骤制备得到：S1：在三口烧瓶中加入60～80份的甲苯，然后再加入5～10份3-二甲胺基丙胺和5～10份油酸，混合均匀后，再加入1～2份的KOH，升高温度至130～160℃，在此温度下回流反应5～8h；S2：待S1完成后，采用减压蒸馏法去除混合溶液中的溶剂及残留原料，然后使溶液自然冷却，过滤后即得所述两性离子表面活性剂。所述可溶性纤维为聚乙烯醇纤维，所述聚乙烯醇纤维长度为5～10mm。所述冰点调节剂按重量份计由5～10份NaCl、10～20份醋酸钾、20份高沸点溶剂油配制而成。所述粘度调节剂为十二烷基苯磺酸钠、油酸钠的一种或者混合物。所述杀菌剂为戊二醛、甲醛和四羟甲基硫酸磷的混合物，三者的重量比为（2～3）：（1～2）：1。一种滑溜水压裂液的制备方法，具体步骤为：在容器中按配方量首先加入配液用水，然后开启泵循环，在泵循环的条件下，按配方比例依次加入减阻剂、杀菌剂，持续搅拌以确保液体充分混匀，然后再加入粘度调节剂，充分循环0.5-1min形成滑溜水压裂液。本专利技术的技术效果在于：1.本专利技术的滑溜水压裂液配置简单，减阻剂能够满足深冬低温环境的使用，在零下20℃时流动性良好，零下15℃时减阻剂溶解增粘时间≤1min；2.本专利技术所制备的滑溜水压裂液与航空煤油间的界面张力低于10-4mN/m，油水置换率达10%以上，而且还能在低温环境下保持较高的减阻率，从而提高滑溜水压裂液的工作效率；3.本专利技术所用的冰点调节剂是无机盐与有机溶剂的混合，相对于单一有机溶剂的冰点调节剂，能提高滑溜水压裂液的闪点，与空气混合时不易形成爆炸性混合物；4.本专利技术所用聚乙烯醇纤维在低温环境中仍然能保持高的机械强度和耐酸碱性，还能跟冰点调节剂相互作用，改善降阻剂的冰点，使降阻剂不易结冰或者使结冰的降阻剂的释放效率得到提升。具体实施方式实施例1为了克服现有滑溜水压裂液用减阻剂、添加剂产品深冬环境存放易结冰，无法满足深冬施工要求的问题，本专利技术通过滑溜水压裂液中加入减阻剂，使其具有高减阻率、低冰点，本专利技术的滑溜水压裂液在线混配施工，体系构成简单，能够满足深冬低温环境的使用，适用于冬季超低温作业环境，能够有效缩短施工周期。一种滑溜水压裂液，按重量百分比计，该滑溜水压裂液包含如下组分：减阻剂0.2～2.0%；粘度调节剂0～1%；杀菌剂0～0.15%；其余组分为水。本专利技术通过滑溜水压裂液中加入减阻剂，使其具有高减阻率、低冰点，本专利技术的滑溜水压裂液体系构成简单，可在线混配施工，能够满足深冬低温环境的使用，适用于冬季超低温作业环境。进一步，优选的，所述减阻剂为混合物，按重量百分比计，该减阻剂的组分包括：非离子表面活性剂40～60%、两性离子表面活性剂10～20%、冰点调节剂1～1.5%、可溶性纤维0～5%、乙二醇10～20%，其余为水。实际使用中，减阻剂是压裂液的主要成分，用于降低压裂液摩擦力，改善压裂液的流变性能。本专利技术的减阻剂在低温环境下具有较好的应用，在零下20℃时流动性良好，零下15℃时减阻剂溶解增粘时间≤1min。进一步，优选的，所述非离子表面活性剂由烷基葡萄糖苷与油酸酰胺丙基甜菜碱组成，二者组成的重量比为（0.8～1.2）：1。所述油酸酰胺丙基羟磺酸甜菜碱是通过以下步骤制备得到：S1：按重量份，将1～5份N，N-二甲基-1,3-丙二胺和50～80份油酸加入三口瓶中，用NaF做催化剂，在惰性气体氩气保护下，温度150～180℃搅拌反应10h后，停止搅拌，将反应液减压蒸馏，除去副产物，得到粗产物，以甲醇和二氯甲烷为淋洗剂，甲醇和二氯甲烷的体积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑溜水压裂液，其特征在于：按重量百分比计，该滑溜水压裂液包含如下组分：/n减阻剂0.2～2.0%；/n粘度调节剂0～1%；/n杀菌剂0～0.15%；/n其余组分为水。/n

【技术特征摘要】
1.一种滑溜水压裂液，其特征在于：按重量百分比计，该滑溜水压裂液包含如下组分：
减阻剂0.2～2.0%；
粘度调节剂0～1%；
杀菌剂0～0.15%；
其余组分为水。


2.根据权利要求1所述一种滑溜水压裂液，其特征在于：所述减阻剂为混合物，按重量百分比计，该减阻剂的组分包括：非离子表面活性剂40～60%、两性离子表面活性剂10～20%、冰点调节剂1～1.5%、可溶性纤维0～5%、乙二醇10～20%，其余为水。


3.根据权利要求2所述一种滑溜水压裂液，其特征在于：所述非离子表面活性剂由烷基葡萄糖苷与油酸酰胺丙基甜菜碱组成，二者组成的重量比为（0.8～1.2）：1。


4.根据权利要求3所述一种滑溜水压裂液，其特征在于：所述油酸酰胺丙基羟磺酸甜菜碱是通过以下步骤制备得到：
S1：按重量份，将1～5份N，N-二甲基-1,3-丙二胺和50～80份油酸加入三口瓶中，用NaF做催化剂，在惰性气体氩气保护下，温度150～180℃搅拌反应10h后，停止搅拌，将反应液减压蒸馏，除去副产物，得到粗产物，以甲醇和二氯甲烷为淋洗剂，甲醇和二氯甲烷的体积比1:1，对得到的粗产物进行淋洗，利用中性氧化铝对粗产物进行柱层析，得到油酸酰胺丙基二甲基胺；
S2：按重量份，将1～3份S1中得到的油酸酰胺丙基二甲基胺和6～10份3-氯-2-羟基丙磺酸钠加入三口瓶中，用氢氧化钠作为催化剂，用异丙醇和水的混合溶剂作为反应溶剂，异丙醇和水体积比为1:1，回流反应10～12h，反应完毕后，将反应溶剂旋干，加入无水乙醇使其重新溶解后过滤，除去副产物，加入适量的乙酸乙酯静置3～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王改红，高燕，张冕，王亚军，邵秀丽，周逸凝，兰建平，武志学，纪冬冬，杨嘉慧，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11