海水基速溶型耐温压裂液体系的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种海水基速溶型压裂液体系，尤其是一种适用于较高海水温度的海 水基速溶型压耐温裂液体系。
【背景技术】
[0002] 对于低渗透油气藏，压裂技术是主要的增产措施。通过压裂操作可以改善油气层 的渗流状态，起到增产增注的作用。目前，应用压裂技术是提高低渗储层单井产量的最有效 方法。
[0003] 目前，我国海上油气储量丰富；但低渗储量油气动用程度较低。随着海上油气田的 开发，开发深海和低渗油田将是我国企业今后在海上油田发展的主要方向。由于现有技术 中，压裂液均采用淡水配制。而海上作业，获得淡水及储存淡水的能力有限；受水资源、场地 等因素的影响，限制了海上油田压裂改造的规模，制约了海上低渗油气的高效开发。
[0004] 如果能利用海上作业平台周围的海水作为水源，现场配置压裂液体将会对海上油 田的高效开发具有重要的意义。由于自然环境（如热带风暴、寒潮）经常会造成淡水运输 困难；用海水配制压裂液基液，避免了对淡水的依赖；节省运输费、储存成本，减轻后勤保 障的压力；海水资源丰富，可以就近取材，为海上大规模压裂的提供了条件；可以保障海上 油田压裂增产措施的及时实施；更重要的是对未来远海油气藏开发提供技术支撑。
[0005] 由于海水成分复杂，使得海水难以直接作为基液代替淡水，利用现有水基压裂液 的配方配置压裂液。如何利用海水代替淡水作为基液配置压裂液是本领域技术人员渴望解 决的技术问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种利用海水代替淡水作为基液的压裂液；具体技术方案 为：
[0007] -种稠化剂，以磺酸盐为主体结构，以乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、阳离子单体 为次主单体合成的聚合物；磺酸盐、乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、阳离子单体的重量比为： 9:2:4:1〇
[0008] 进一步，所述磺酸盐为2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐。
[0009] 进一步，所述阳离子单体为甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化 铵或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种。
[0010] 本发明还研发出上述稠化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011] 1)用浓度〇. 02摩尔/升的EDTA的二钠盐对稠化剂配方材料组成的功能单体进行 溶解，加入催化剂引发；
[0012] 2)将已经引发了的聚合物粘稠溶液迅速导流到宽100cm，高度为Icm的平板中，根 据单体聚合能力的需要，在平板中补充一部分催化剂；
[0013] 3)将平板状胶体倒入捏合机进行表面活性剂处理接枝再聚合；
[0014] 4)用柱磨机降低成品聚合物胶粒的粒径；
[0015] 5)将聚合物胶粒烘干；
[0016] 6)将聚合物胶粒粉碎，用60目筛分机进行筛分。
[0017] 利用上述稠化剂，本发明还研发出一种海水基速溶型耐温压裂液体系，由稠化剂、 延缓剂、交联剂、破乳助排剂、破胶剂和海水组成；所述稠化剂为如权利要求1所述的稠化 剂；配方中所述稠化剂的重量百分比为0.9%至1%，所述延缓剂的重量百分比为0. 1%至 〇. 2%，所述交联剂的重量百分比为0. 7%至0. 8%，所述破乳助排剂的重量百分比为0. 2% 至0. 3 %，所述破胶剂的重量百分比0. 15 %至2 %，余量为海水。
[0018] 进一步，所述交联剂为由三乙醇胺、柠檬酸和氧氯化锆为原料合成的有机锆；氧氯 化锆 ：柠檬酸：三乙醇胺的摩尔比为2:1:7，反应温度为80°(：-90°(：，反应时间4-611。
[0019] 进一步，所述延缓剂为聚酰胺酯延缓剂；通过以下步骤制成：
[0020] 1)以邻苯二甲酸酐（E)和二乙醇胺（F)为原料，制得EF2型单体；
[0021] 2)加入三羟甲基丙烷为核，三羟甲基丙烷和EF2型单体的重量比为1:10 ;采用一 步法合成了超支化聚酰胺酯，并用硬脂酸对所得聚合物进行封端改性。
[0022] 进一步，所述破胶剂由过硫酸铵、过氧化氢以及过氧化乙酸组成，摩尔比为1:1:1。
[0023] 进一步，所述稠化剂的重量百分比为0. 9%。
[0024] 进一步，所述稠化剂的重量百分比为1%。
[0025] 本发明的稠化剂使得压裂液能够采用海水配置。克服了海上油田由于受水资源、 场地等因素的影响而对海洋油田压裂改造的规模的限制，有利于海上油气的高效开发。所 配置的压裂液可以使用海水直接配液并且达到了 5min速溶；残渣含量< 100mg/L，远远低 于行业标准的< 600mg/L，大大的减少了对底层的伤害。
【附图说明】
[0026] 图1为海水基速溶稠化剂的聚合物分子结构示意图；
[0027] 图2为海水基速溶稠化剂的聚合物分子表面的SEM照片；
[0028] 图3为海水基速溶稠化剂的红外光谱图；
[0029] 图4为抗盐复合交联剂的分子模型示意图；
[0030] 图5为抗盐复合交联剂的红外光谱图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图对本发明进行说明。
[0032] 本发明公开的海水基速溶型耐温压裂液体系，由稠化剂、延缓剂、交联剂、破乳助 排剂、破胶剂和海水组成。配方中稠化剂的重量百分比为0.8%至1% ;延缓剂的重量百分 比为0. 1 %至0.3% ;交联剂的重量百分比为0.7%至0.8% ;破乳助排剂的重量百分比为 0. 2%至0. 3% ;破胶剂的重量百分比0. 15%至2% ;余量为海水。选取下限降低除海水外 的组分的用量，可以节省成本。下面以适用于地层温度95°C以下的95°C海水基速溶型耐温 压裂液和适用于地层温度140°C以下的140°C海水基速溶型耐温压裂液为例进行说明。 [0033] 实施例1
[0034] 本实施例中95°C海水基速溶型耐温压裂液配方为：海水基速溶稠化剂的重量百 分比0. 9%、延缓剂的重量百分比0.I%、抗盐复合交联剂的重量百分比0. 8%、破乳助排剂 的重量百分比〇. 3%、破胶剂的重量百分比0. 2% ;其余为海水。
[0035] 如表1所示，海水中的矿物质，除含量较多的Na、K、Cl、B、Ca、Mg等元素外，还包括 微量或痕量的Br、I、Cr、Fe、Al、As等高价、变价离子元素，这些离子元素的存在使高分子稠 化剂在水化溶解的过程中分子的伸展受到影响，钙、镁离子含量越高影响越大，稠化剂分子 链卷曲很难伸展开，造成稠化剂溶解不完全，甚至是完全不能够溶解。因此，需要研制一种 速溶稠化剂，缩短稠化剂的溶胀时间。
[0036] 表1海水中离子检测报告表
[0037]
[0039] 根据提供的海水水样检测结果分析看，海水水样的总矿化度：29000~35000mg/ L，pH值在6. 0~7. 0之间，钙和镁离子浓度1200~1500mg/L之间，硼酸含量2~30mg/L。
[0040] -般聚合物的合成是采用双键单体进行共聚和均聚，在海水基压裂液稠化剂的分 子结构设计上，需要满足稠化剂耐剪切、高携砂、抗温、低残渣的基本性能，因此在选择合成 单体上以磺酸盐为主体结构，丙烯晴、乙烯基吡咯烷酮等为次主单体结构的聚合物。分子设 计中的磺酸盐单体解决的是聚合物在海水中的抗盐性能，理论上磺酸盐单体比例越高，聚 合物的抗盐能力越强，但同时分子量就会越低，以至于稠化剂用量会增大。分子设计中的加 入丙烯晴和乙烯基吡咯烷酮单体可以解决聚合