本发明属于石油开采用压裂液技术领域，具体涉及一种用于压裂液的滑溜水降阻剂及其制备方法。
背景技术：
页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合，可以游离态存在于天然裂缝和孔隙中，以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面，还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中，游离气比例一般在20％～85％。在页岩气开发中，往往采用滑溜水、线性胶和冻胶等工作液复合进行压裂，制造复杂缝网，尤其是是滑溜水压裂液的大规模使用，能够在储层中制造复杂缝网，有效沟通基质中的微孔喉，从而释放其中的油气产能。为了保证储层中复杂缝网的形成，需要向滑溜水压裂液中加入降阻剂，降低泵送摩阻，提高注入排量。
目前，现场所使用滑溜水的降阻剂多为聚丙烯酰胺及其衍生物，拥有良好的降阻性能，为了满足现场大规模作业的需求，往往还将其制备为w/o乳液型，改善其速溶效果，实现连续在线混配作业的技术需求。聚丙烯酰胺类降阻剂的使用，虽然获得了较好的开发效果，然而，在形成复杂缝网的同时，聚丙烯酰胺类大分子往往在多孔介质表面，特别是干酪根、黏土矿物表面大量吸附，造成了严重的储层污染，降低了基质和缝网体系渗透率和长期导流能力，对页岩气、致密气的开发造成了不良影响。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供一种用于压裂液的滑溜水降阻剂及其制备方法，具有良好的降阻性能，溶胀、增粘时间短，且来源于生物高分子及其衍生物，能够在储层条件下自然降解为糖类化合物，对储层无长期导流伤害。
为了解决上述问题，本发明提供一种用于压裂液的滑溜水降阻剂，由以下重量份数的组分组成：
42-53份的生物聚合物、1-5份的有机膨润土、1-5份的分散剂、35-60份的油相。
其中，生物聚合物指从生物材料(如植物、动物材料)中提取出的，可降解的碳氢化合物高分子聚合物，如各种生物来源的多糖，天然植物胶、纤维素等。生物聚合物具有很高的分子量，可使压裂液体系增稠，使降阻剂降阻性能提高，降低泵送摩阻，提高注入排量；此外，该类聚合物可自然降解，将该降阻剂应用于压裂液，在储层条件下可自然降解为糖类化合物，对储层无长期导流伤害，可有效提高非常规油气的产能。有机膨润土是使用阳离子表面活性剂对蒙脱土进行表面改性处理的产物，用作触变性调节剂。油相指可分散上述组分的有机分散介质。
技术方案中，优选的，该用于压裂液的滑溜水降阻剂由以下重量份数的组分组成：
45-50份的生物聚合物、1-3份的有机膨润土、1-3份的分散剂、40-55份的油相。
技术方案中，优选的，生物聚合物为植物胶、纤维素衍生物、淀粉衍生物中的一种或多种。其中，植物胶包括但不限于瓜尔胶、香豆胶、田菁胶、魔芋胶、胡麻胶，纤维素衍生物包括但不限于羟乙基纤维素，淀粉衍生物包括但不限于羧甲基淀粉。
技术方案中，优选的，植物胶为瓜尔胶、香豆胶、田菁胶、魔芋胶中的一种或多种。
其中，瓜尔胶又称胍胶，瓜尔胶、香豆胶、田菁胶和魔芋胶分别是从胍尔豆、香豆、田菁和魔芋的胚乳中提取的天然植物胶。
技术方案中，优选的，生物聚合物为瓜尔胶、羟乙基纤维素和羧甲基淀粉的混合物。当降阻剂中生物聚合物选瓜尔胶、羟乙基纤维素和羧甲基淀粉的混合物时，其黏度更高，使紊流状态下压裂液的流动阻力降低，降低泵送摩阻，提高注入排量。进一步优选的，生物聚合物为瓜尔胶、羟乙基纤维素和羧甲基淀粉以5:4:1的质量比混合的得到的混合物。
其中，分散剂可促进生物聚合物和有机膨润土均匀的分散在油相中，形成稳定的乳液分散体系，乳液分散体系中分散质分散均匀，分散剂中各区域浓度一致。技术方案中，优选的，分散剂为聚氧乙烯基烷基芳基醚、聚氧乙烯基烷基醚、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐中的一种或多种。
聚氧乙烯基烷基芳基醚可以为壬基酚聚氧乙烯醚；聚氧乙烯基烷基醚可以为月桂醇聚氧乙烯醚；烷基苯磺酸盐可以为十二烷基苯磺酸钠、二甲苯磺酸钠。
技术方案中，优选的，油相为白油、柴油、煤油、甲苯、二甲苯中的一种或多种。其中，白油又称石蜡油、白色油、矿物油。
本发明的另一目的是提供制备上述用于压裂液的滑溜水降阻剂的方法，包括：将有机膨润土、分散剂和生物聚合物分散于油相中并搅拌，得到用于压裂液的滑溜水降阻剂。
技术方案中，优选的，该用于压裂液的滑溜水降阻剂的制备方法具体包括：
s1.按选定量将有机膨润土分散于油相中并搅拌，得到有机膨润土分散液；
s2.按选定量将分散剂加入步骤s1得到的有机膨润土分散液中并搅拌，得到有机膨润土分散剂分散液；
s3.按选定量将生物聚合物加入步骤s2得到的有机膨润土分散剂分散液中并搅拌，得到用于压裂液的滑溜水降阻剂。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：该用于压裂液的滑溜水降阻剂及其制备方法：
1.具有良好的降阻性能，能够满足降低泵送摩阻、提高注入排量的目的；
2.该降阻剂为稳定的分散乳液体系，溶胀、增粘时间小于30s，溶胀、增粘时间短，满足现场连续混配的技术需要；
3.该降阻剂来源于生物高分子及其衍生物，能够在储层条件下自然降解为糖类化合物，对储层无长期导流伤害，从而有效提高非常规油气的产能；
4.该降阻剂的制备方法简单，操作简便，制备所用原料价廉易得。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂由以下重量份数的组分组成：
50份的瓜尔胶；3份的有机膨润土；2.5份的壬基酚聚氧乙烯醚和44.5份的白油。
其中瓜尔胶、有机膨润土、壬基酚聚氧乙烯醚和白油均为市售产品。
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂的制备方法具体为：
1.向白油中加入有机膨润土，高速搅拌30min，得到有机膨润土分散液；
2.向有机膨润土分散液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌5min，得到有机膨润土分散剂分散液；
3.向有机膨润土分散剂分散液中加入瓜尔胶，搅拌25min，得到用于压裂液的滑溜水降阻剂，将其转移至容器中。
滑溜水降阻剂分层试验
将得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂静置6个月，观察分层情况，并记录分层高度占整个液相高度的比例，记为分层比例，该用于压裂液的滑溜水降阻剂的分层比例为2％，该降阻剂形成了稳定的分散乳液体系。
滑溜水降阻剂的起粘时间测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。在吴茵搅拌器中加入500ml水，在6000rpm的搅拌速率下向其中加入0.75ml的上述滑溜水降阻剂，搅拌1min，取出，室温下用六速旋转粘度计记录达到2h粘度90％的粘度值所需的时间，记为起粘时间。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂的起粘时间＜10s，表明本实施例的降阻剂起粘时间短，满足现场连续混配的技术需要。
滑溜水降阻剂的降阻率测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。测量其用量为0.10％和0.15％时的降阻率，以水为空白对照，降阻率仪采用10mm管径，泵送排量为10l/min，记录稳定的泵送压力，并计算降阻率。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂用量为0.10％时的降阻率为71％，用量为0.15％时的降阻率为75％。本实施例制备得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂拥有良好的降阻性能，能够满足降低泵送摩阻、提高注入排量的目的。
实施例二
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂由以下重量份数的组分组成：
50份的香豆胶；3份的有机膨润土；2份的月桂醇聚氧乙烯醚和45份的柴油。
其中香豆胶、有机膨润土、月桂醇聚氧乙烯醚和柴油均为市售产品。
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂的制备方法具体为：
1.向柴油中加入有机膨润土，高速搅拌30min，得到有机膨润土分散液；
2.向有机膨润土分散液中加入月桂醇聚氧乙烯醚，搅拌5min，得到有机膨润土分散剂分散液；
3.向有机膨润土分散剂分散液中加入香豆胶，搅拌25min，得到用于压裂液的滑溜水降阻剂，将其转移至容器中。
滑溜水降阻剂分层试验将得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂静置6个月，观察分层情况，并记录分层高度占整个液相高度的比例，记为分层比例，该用于压裂液的滑溜水降阻剂的分层比例为4.5％，该降阻剂形成了稳定的分散乳液体系。
滑溜水降阻剂的起粘时间测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。在吴茵搅拌器中加入500ml水，在6000rpm的搅拌速率下向其中加入0.75ml的上述滑溜水降阻剂，搅拌1min，取出，室温下用六速旋转粘度计记录达到2h粘度90％的粘度值所需的时间，记为起粘时间。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂的起粘时间＜10s，表明本实施例的降阻剂起粘时间短，满足现场连续混配的技术需要。
滑溜水降阻剂的降阻率测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。测量其用量为0.10％和0.15％时的降阻率，以水为空白对照，降阻率仪采用10mm管径，泵送排量为10l/min，记录稳定的泵送压力，并计算降阻率。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂用量为0.10％时的降阻率为70％，用量为0.15％时的降阻率为72％。本实施例制备得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂拥有良好的降阻性能，能够满足降低泵送摩阻、提高注入排量的目的。
实施例三
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂由以下重量份数的组分组成：
48份的田菁胶；2份的有机膨润土；3份的十二烷基苯磺酸钠和47份的煤油。
其中田菁胶、有机膨润土、十二烷基苯磺酸钠和煤油均为市售产品。
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂的制备方法具体为：
1.向煤油中加入有机膨润土，高速搅拌30min，得到有机膨润土分散液；
2.向有机膨润土分散液中加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌5min，得到有机膨润土分散剂分散液；
3.向有机膨润土分散剂分散液中加入田菁胶，搅拌25min，得到用于压裂液的滑溜水降阻剂，将其转移至容器中。
滑溜水降阻剂分层试验将得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂静置6个月，观察分层情况，并记录分层高度占整个液相高度的比例，记为分层比例，该用于压裂液的滑溜水降阻剂的分层比例为12％，该降阻剂形成了稳定的分散乳液体系。
滑溜水降阻剂的起粘时间测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。在吴茵搅拌器中加入500ml水，在6000rpm的搅拌速率下向其中加入0.75ml的上述滑溜水降阻剂，搅拌1min，取出，室温下用六速旋转粘度计记录达到2h粘度90％的粘度值所需的时间，记为起粘时间。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂的起粘时间＜10s，表明本实施例的降阻剂起粘时间短，满足现场连续混配的技术需要。
滑溜水降阻剂的降阻率测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。测量其用量为0.10％和0.15％时的降阻率，以水为空白对照，降阻率仪采用10mm管径，泵送排量为10l/min，记录稳定的泵送压力，并计算降阻率。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂用量为0.10％时的降阻率为73％，用量为0.15％时的降阻率为75％。本实施例制备得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂拥有良好的降阻性能，能够满足降低泵送摩阻、提高注入排量的目的。
实施例四
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂由以下重量份数的组分组成：
30份的羟乙基纤维素；15份的羧甲基淀粉；1份的有机膨润土；1份的二甲苯磺酸钠、23份的甲苯和30份的二甲苯。
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂的制备方法具体为：
1.向甲苯和二甲苯的混合油相中加入有机膨润土，高速搅拌30min，得到有机膨润土分散液；
2.向有机膨润土分散液中加入二甲苯磺酸钠，搅拌5min，得到有机膨润土分散剂分散液；
3.向有机膨润土分散剂分散液中加入羟乙基纤维素和羧甲基淀粉，搅拌25min，得到用于压裂液的滑溜水降阻剂，将其转移至容器中。
滑溜水降阻剂分层试验
将得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂静置6个月，观察分层情况，并记录分层高度占整个液相高度的比例，记为分层比例，该用于压裂液的滑溜水降阻剂的分层比例为15％，该降阻剂形成了稳定的分散乳液体系。
滑溜水降阻剂的起粘时间测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。在吴茵搅拌器中加入500ml水，在6000rpm的搅拌速率下向其中加入0.75ml的上述滑溜水降阻剂，搅拌1min，取出，室温下用六速旋转粘度计记录达到2h粘度90％的粘度值所需的时间，记为起粘时间。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂的起粘时间＜10s，表明本实施例的降阻剂起粘时间短，满足现场连续混配的技术需要。
滑溜水降阻剂的降阻率测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。测量其用量为0.10％和0.15％时的降阻率，以水为空白对照，降阻率仪采用10mm管径，泵送排量为10l/min，记录稳定的泵送压力，并计算降阻率。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂用量为0.10％时的降阻率为65％，用量为0.15％时的降阻率为68％。本实施例制备得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂拥有良好的降阻性能，能够满足降低泵送摩阻、提高注入排量的目的。
实施例五
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂由以下重量份数的组分组成：
25份瓜尔胶；20份羟乙基纤维素；5份羧甲基淀粉；3份的有机膨润土；2.5份的壬基酚聚氧乙烯醚和44.5份的白油。
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂的制备方法具体为：
1.向白油中加入有机膨润土，高速搅拌30min，得到有机膨润土分散液；
2.向有机膨润土分散液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌5min，得到有机膨润土分散剂分散液；
3.向有机膨润土分散剂分散液中加入瓜尔胶，搅拌25min，得到用于压裂液的滑溜水降阻剂，将其转移至容器中。
滑溜水降阻剂分层试验
将得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂静置6个月，观察分层情况，并记录分层高度占整个液相高度的比例，记为分层比例，该用于压裂液的滑溜水降阻剂的分层比例为2％，该降阻剂形成了稳定的分散乳液体系。
滑溜水降阻剂的起粘时间测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。在吴茵搅拌器中加入500ml水，在6000rpm的搅拌速率下向其中加入0.75ml的上述滑溜水降阻剂，搅拌1min，取出，室温下用六速旋转粘度计记录达到2h粘度90％的粘度值所需的时间，记为起粘时间。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂的起粘时间＜10s，表明本实施例的降阻剂起粘时间短，满足现场连续混配的技术需要。
滑溜水降阻剂的降阻率测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。测量其用量为0.10％和0.15％时的降阻率，以水为空白对照，降阻率仪采用10mm管径，泵送排量为10l/min，记录稳定的泵送压力，并计算降阻率。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂用量为0.10％时的降阻率为76％，用量为0.15％时的降阻率为81％。本实施例制备得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂拥有良好的降阻性能，能够满足降低泵送摩阻、提高注入排量的目的。
实施例六
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂由以下重量份数的组分组成：
20份瓜尔胶；20份羟乙基纤维素；10份羧甲基淀粉；3份的有机膨润土；2.5份的壬基酚聚氧乙烯醚和44.5份的白油。
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂的制备方法具体为：
1.向白油中加入有机膨润土，高速搅拌30min，得到有机膨润土分散液；
2.向有机膨润土分散液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌5min，得到有机膨润土分散剂分散液；
3.向有机膨润土分散剂分散液中加入瓜尔胶，搅拌25min，得到用于压裂液的滑溜水降阻剂，将其转移至容器中。
滑溜水降阻剂分层试验
将得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂静置6个月，观察分层情况，并记录分层高度占整个液相高度的比例，记为分层比例，该用于压裂液的滑溜水降阻剂的分层比例为2％，该降阻剂形成了稳定的分散乳液体系。
滑溜水降阻剂的起粘时间测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。在吴茵搅拌器中加入500ml水，在6000rpm的搅拌速率下向其中加入0.75ml的上述滑溜水降阻剂，搅拌1min，取出，室温下用六速旋转粘度计记录达到2h粘度90％的粘度值所需的时间，记为起粘时间。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂的起粘时间＜10s，表明本实施例的降阻剂起粘时间短，满足现场连续混配的技术需要。
滑溜水降阻剂的降阻率测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。测量其用量为0.10％和0.15％时的降阻率，以水为空白对照，降阻率仪采用10mm管径，泵送排量为10l/min，记录稳定的泵送压力，并计算降阻率。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂用量为0.10％时的降阻率为74％，用量为0.15％时的降阻率为79％。本实施例制备得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂拥有良好的降阻性能，能够满足降低泵送摩阻、提高注入排量的目的。
实施例七
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂由以下重量份数的组分组成：
30份瓜尔胶；15份羟乙基纤维素；5份羧甲基淀粉；3份的有机膨润土；2.5份的壬基酚聚氧乙烯醚和44.5份的白油。
本实施例所述的用于压裂液的滑溜水降阻剂的制备方法具体为：
1.向白油中加入有机膨润土，高速搅拌30min，得到有机膨润土分散液；
2.向有机膨润土分散液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌5min，得到有机膨润土分散剂分散液；
3.向有机膨润土分散剂分散液中加入瓜尔胶，搅拌25min，得到用于压裂液的滑溜水降阻剂，将其转移至容器中。
滑溜水降阻剂分层试验
将得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂静置6个月，观察分层情况，并记录分层高度占整个液相高度的比例，记为分层比例，该用于压裂液的滑溜水降阻剂的分层比例为2％，该降阻剂形成了稳定的分散乳液体系。
滑溜水降阻剂的起粘时间测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。在吴茵搅拌器中加入500ml水，在6000rpm的搅拌速率下向其中加入0.75ml的上述滑溜水降阻剂，搅拌1min，取出，室温下用六速旋转粘度计记录达到2h粘度90％的粘度值所需的时间，记为起粘时间。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂的起粘时间＜10s，表明本实施例的降阻剂起粘时间短，满足现场连续混配的技术需要。
滑溜水降阻剂的降阻率测试
取本实施例制备得到的滑溜水降阻剂样品，高速搅拌至均匀，备用。测量其用量为0.10％和0.15％时的降阻率，以水为空白对照，降阻率仪采用10mm管径，泵送排量为10l/min，记录稳定的泵送压力，并计算降阻率。本实施例制备得到的滑溜水降阻剂用量为0.10％时的降阻率为74％，用量为0.15％时的降阻率为78％。本实施例制备得到的用于压裂液的滑溜水降阻剂拥有良好的降阻性能，能够满足降低泵送摩阻、提高注入排量的目的。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。