油田采油中性压裂液及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油田采油使用的替代酸化的压裂液，特别是一种油田采油中性压裂液，本发明还涉及油田采油中性压裂液的制备方法。
【背景技术】
[0002]油田地层水因温度、压力等条件的变化而形成结垢，使注水开发采油系统和集输系统设备的腐蚀和结垢随采龄而日趋严重，在一些油田采油井和抽油泵发生结垢堵塞和腐蚀穿孔而造成采油井和管线报废。因此，采油地层和采油井的腐蚀结垢问题也越来越受到人们的重视。
[0003]油田地层结垢和腐蚀物结垢是油田注水开发产生中不可避免的问题，它随着油田产生水量增加而更加突出。常见的结垢为CaC03、MgCO3.CaS1jP CaSO 4垢，腐蚀产物沉积的还有FeCO3垢、FeS垢、Fe (OH) 2垢Fe 203垢以及溶解度大而含量高的氯化钠等析出物。油田最常见的碳酸钙、硫酸钙、硫酸锶等的结垢是形成垢下腐蚀的主要原因之一。油田注水开发中的结垢和腐蚀产物垢，已成为影响油田开发效益的重要因素之一。可将油田注水开发产生的结垢和腐蚀物垢的成因归纳如下:
(I)油田水中溶解的气体如氧气、硫化氢及二氧化碳等，使水的性质发生变化、酸性增强，从而引起管线和采油井及设备的结垢和腐蚀产物垢的产生。
[0004](2)油田地层油流中粉砂、粘土矿物、原油胶质及沥青质含量高时可形成混合垢，造成垢沉淀。在原油中沥青质沉淀是造成地层孔隙和抽油井结垢以及采油泵设备腐蚀的主要原因之一，也是造成油田地层采油井和抽油泵被堵塞的原因之一。
[0005](3)注入油田地层中的有害离子，如阴离子、成垢阳离子等，都会引起注水井、采油地层和采油井的结垢与腐蚀，垢和腐蚀产物易造成地层孔隙和抽油井和抽油泵的堵塞。
[0006](4)注入的清水和回注的污水，多为互不相容的两种水，互不相容的水混合使用进而产生较为严重的结垢，也会生成垢下腐蚀而产生腐蚀污垢。
[0007](5)水中含有的有害细菌，如硫酸还原菌、铁细菌等可造成细菌腐蚀，产生细菌腐蚀物的垢。
[0008](6 )油田采油进入高含水开发阶段，三元复合驱是保证持续稳产的重要技术之一，但在使用过程中发现，油田地层和采油井结垢严重，导致地层和采油井运行环境恶化，严重影响采油井的正常采油生产。宄其因是由于三元复合驱的体系中加入的烧碱、十二烷基苯磺酸钠表面活性剂和聚丙烯酰胺等，会产生二价磺酸盐垢的沉淀与聚丙烯酰胺产生的聚合物料垢，这也正是引起地层堵塞和采油井堵塞的最主要原因。
[0009]目前，油田采油主要采用压裂酸化解堵，压裂酸化解堵容易产生垢渣和二次沉淀物，发生二次堵死地层毛细管和喉管及采油井，还会因缓蚀剂失效、缓蚀剂乳化不均或操作不当等因素对采油设备造成腐蚀等。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供一种油田采油地层压裂解堵速度快、无腐蚀、不产生沉淀和二次堵井现象的油田采油中性压裂液；本发明的第二目的在于提供油田采油中性压裂液的制备方法。
[0011]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下:一种油田采油中性压裂液，由下述重量份数的原料制成:聚环氧琥珀酸钠30?35份、聚硅氧烷磷酸酯甜菜碱41?45份、过硫酸铵15?20份、甲基丙烯酸与甲基丙烯酸胺烷基脂的共聚物16?21份、失水山梨醇油酸酯7?11份、硫脲基羊脂酸咪唑啉9?13份、烷基咪唑啉10?14份、二异丁基甲醇0.1?0.3份、十六烷基聚氧乙烯(6)醚7?9份、十二烷基聚氧乙烯(6)醚14?18份、羧乙基半乳甘露聚糖8?11份、羧丙基羧甲基半乳甘露聚糖12?17份和水165?175份。
[0012]将上述重量份数的原料制备成油田采油中性压裂液的制备方法包括下述步骤:
1、将聚环氧琥珀酸钠30?35份、聚硅氧烷磷酸酯甜菜碱41?45份、过硫酸铵15?20份、甲基丙烯酸与甲基丙烯酸胺烷基脂的共聚物16?21份、失水山梨醇油酸酯7?11份、硫脲基羊脂酸咪唑啉9?13份、烷基咪唑啉10?14份、二异丁基甲醇0.1?0.3份和水165?175份加入反应釜中，混合搅拌30分钟至均匀，制得第一液体；第一液体作为中性压裂解堵液的主要成分；
2、将十六烷基聚氧乙烯(6)醚7?9份、十二烷基聚氧乙烯(6)醚14?18份加入反应釜中，混合搅拌30分钟至均匀，制得第二液体；第二液体作为中性压裂液的黏弹性表面活性剂；
3、将羧乙基半乳甘露聚糖8?11份、羧丙基羧甲基半乳甘露聚糖12?17份加入锥形混合搅拌机中，搅拌30分钟至均匀，过20目筛制得粉末；本粉末作为压裂解堵的稠化剂；
4、在步骤(I)制得有第一液体的混合反应釜中加入第二液体，混合搅拌30分钟至均匀，而后加入粉末，再混合搅拌40分钟至均匀，即制成油田地层中性压裂液。
[0013]本发明提供的油田采油中性压裂液的组合物，其外观为无色或浅淡黄色液体，密度为1.04?1.14g/cm3，pH为6?7，本发明用于中性压裂解堵时，根据油田地层污垢堵塞程度用水配制成质量百分比浓度3%?6%的水溶液，在24小时内就能完成压裂解堵。
[0014]本发明用于油田采油地层和采油井压裂解堵，能有效解决油田地层和抽油机井的除垢解堵和采油设备的腐蚀问题，并能控制压裂液与砂岩反应速度，化学反应完全，防止掉落大块垢渣二次堵塞采油地层毛细管喉管和采油井卡泵。
[0015]本发明压裂液其解堵速度快、中性无腐蚀、能快速溶解三元复合驱体系产生的物料垢、沥青沉积物垢、碳酸盐垢、硅酸盐垢和硫酸盐垢，中性压裂解堵的废液具有可自降解性，无需返排地面进行污水处理，清洗油田采油地层毛细管喉管，无腐蚀，无死角，不产生沉淀和二次堵塞，中性压裂解堵处理时间不超过24小时，达到安全无腐蚀解堵，比传统的压裂酸化解堵更安全可靠。
[0016]本发明各组分的主要作用和应用机理如下:
1、聚环氧琥珀酸钠:其作为压裂液的主要成分，它由五至六环的化合物组成，压裂解堵后不会造成环境积累、不会污染水体，生物降解性好，是我们通过大量溶垢试验选择的金属离子络合剂。我们经过压裂解堵研宄评价结果证明:聚环氧琥珀酸钠与金属离子生成络合物时，通常形成多个络合环。一个络合物分子中的数目愈多，络合物的稳定性愈高，配位体与金属离子络合时形成的络合环愈多，配位体与金属离子络合形成的络合物就愈稳定。聚环氧琥珀酸钠具有多个络合环，且可以同时与许多金属离子如Ca2+、Mg2+、Fe3+、Fe2+、Ba2+和Sr2+等离子产生络合效应，生成稳定的具有较高溶解度的络合物，阻止这些粒子与相应的酸根结合，防止产生沉淀，从而有效地阻止了压裂液溶垢后的二次沉淀物堵塞油田地层的毛细管和喉管。并且，聚环氧琥珀酸钠还具有良好的缓蚀作用，其分子极性基团中的氧原子，具有未共用电子对，可以成为吸附中心吸附金属、与金属形成五元环状化合物，并吸附于金属表面，沿金属表面形成一层致密的保护膜，从而起到缓蚀保护采油设备的作用。
[0017]2、聚硅氧烷磷酸酯甜菜碱:属两性含硅表面活性剂，分子结构与一般碳氢活性剂相似，它的亲水基团中的碳氢链被含硅烷烃、硅亚甲基和硅氧烷链取代，成为活性剂的疏水基，而亲水基与碳氢活性剂一样。压裂液中采用聚硅氧烷磷酸酯甜菜碱含硅表面活性剂，疏水性强，较短的硅氧烷链状能使本中性压裂液具有明显的活性，这是因为本聚硅氧烷磷酸酯甜菜碱含硅表面活性剂的分子结构中，既有硅元素，又含有机基团，因而，这种表面活性剂除具有二氧化硅的耐高温、耐老化、无毒、无