本發(fā)明屬于油田化學(xué)，尤其涉及一種組合物及含有其的壓裂液。

背景技術(shù)：

1、致密低滲含水氣藏需經(jīng)過水力壓裂改造才能達(dá)到商業(yè)產(chǎn)能，但在含水氣藏進(jìn)行控水壓裂并提高氣井產(chǎn)量一直是困擾油氣田開發(fā)的技術(shù)問題。對于含有底水層的氣藏來說，人工裂縫有可能溝通底水層，造成氣井含水量上升；對于氣水同層的氣藏來說，地層水可能堵塞微小的巖石孔隙，造成水鎖效應(yīng)，影響氣井產(chǎn)能。解決控水壓裂實踐問題主要有以下幾種方法：一是通過控制壓裂施工參數(shù)，控制裂縫幾何尺寸，避開含水層，實現(xiàn)控水壓裂；二是通過降低地層水在裂縫中的流動能力，實現(xiàn)控水壓裂目的；三是通過形成人工遮擋層，控制底水錐進(jìn)，控制油氣井產(chǎn)水；四是通過調(diào)整儲層巖石潤濕性，降低水相滲透率，控制油氣井產(chǎn)水。其中，通過調(diào)整儲層巖石潤濕性，降低水相滲透率，控制油氣井產(chǎn)水是應(yīng)用較為廣泛的方法。

2、雖然目前國內(nèi)外在壓裂設(shè)計、壓裂液、支撐劑、暫堵劑等各方面進(jìn)行了控水壓裂技術(shù)研究，但由于儲層巖石和流體的復(fù)雜性，控水壓裂依舊面臨巨大挑戰(zhàn)。一旦地層水不斷流動進(jìn)入人工裂縫，大概率會導(dǎo)致氣井產(chǎn)氣量大幅度下降，因此降低地層水在儲層巖石中的流動能力，而不改變天然氣流動能力，是控水壓裂技術(shù)的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的技術(shù)主要通過改變儲層巖石的潤濕性，來減少地層水流入裂縫和井筒的能力，但存在流體進(jìn)入儲層困難，改變儲層潤濕性能力有限等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明的目的為提供一種儲層潤濕性改善能力強(qiáng)、容易注入儲層的壓裂液。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種組合物，其包括有機(jī)聚硅氧烷、乳化劑、助乳化劑和水。

3、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，將所述組合物的質(zhì)量計為100％，所述組合物包括所述有機(jī)聚硅氧烷10wt％至30wt％、所述乳化劑20wt％至40wt％、所述助乳化劑5wt％至15wt％和余量的水。

4、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，所述有機(jī)聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)示意圖如式ⅰ所示：

5、

6、其中，r為苯基、c2至c12的烷基和三氟丙基中的一種；

7、a、b和c是結(jié)構(gòu)單元數(shù)；a、b、c依次為4至80、1至10和2至20的整數(shù)；

8、所述有機(jī)聚硅氧烷的相對分子質(zhì)量為700至10000；

9、優(yōu)選地，所述式ⅰ中，r為苯基；和/或

10、所述有機(jī)聚硅氧烷的相對分子質(zhì)量為700至8700；和/或

11、所述a、b和c依次為10至60、2至8和5至18的整數(shù)；

12、優(yōu)選地，所述a、b和c依次為20至60、5至8和10至18的整數(shù)。

13、式ⅰ僅反映所述有機(jī)聚硅氧烷中結(jié)構(gòu)單元的種類和各結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量關(guān)系，并不表示所述有機(jī)聚硅氧烷的具體結(jié)構(gòu)。

14、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，所述乳化劑為非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的混合物；和/或

15、所述助乳化劑為醇類化合物和/或醇醚類化合物。

16、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，所述非離子表面活性劑為非離子有機(jī)硅表面活性劑和/或失水山梨糖醇脂肪酸酯；和/或

17、所述陰離子表面活性劑選自烷基苯磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽和烷基硫酸鹽中的至少一種；和/或

18、所述醇類化合物為正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、乙二醇、丙二醇和丙三醇中的至少一種；和/或

19、所述醇醚類化合物為c4至c6的醇醚。

20、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，所述非離子有機(jī)硅表面活性劑的結(jié)構(gòu)通式如式ⅱ所示：

21、

22、其中，x、y和z為結(jié)構(gòu)單元數(shù)，x、y和z依次為1至10、2至10和2至10的整數(shù)；

23、優(yōu)選地，所述式ⅱ中，x、y和z依次為1至6、5至10和5至10的整數(shù)；

24、優(yōu)選地，所述x、y和z依次為1至5、5至10和5至10的整數(shù)。

25、一般市售的結(jié)構(gòu)式在所述結(jié)構(gòu)通式式ⅱ范圍內(nèi)的非離子有機(jī)硅表面活性劑均可用于本發(fā)明。

26、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，所述失水山梨糖醇脂肪酸酯選自失水山梨糖醇單月桂酸酯(span-20)、失水山梨糖醇單棕櫚酸酯(span-40)、失水山梨糖醇單硬脂酸酯(span-60)和失水山梨糖醇單油酸酯(span-80)中的至少一種；和/或

27、所述陰離子表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、α-烯烴磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的至少一種；和/或

28、所述醇醚類化合物為二乙二醇醚和/或三乙二醇醚。

29、本發(fā)明使用的所述α-烯烴磺酸鈉為c12至c18的α-烯烴磺酸鈉的混合物。

30、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，所述乳化劑中，非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的質(zhì)量比為6:4至4:6。

31、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，所述組合物通過如下步驟制備得到：

32、1)將所述有機(jī)聚硅氧烷、乳化劑和助乳化劑混合，得到乳化劑-助乳化劑分散體系；

33、2)使水和所述乳化劑-助乳化劑分散體系混合，得到所述組合物。

34、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，在步驟1)中，通過攪拌進(jìn)行混合；和/或

35、在步驟2)中，在攪拌的條件下加水至所述乳化劑-助乳化劑分散體系中；和/或

36、加水完畢后攪拌得到所述組合物；

37、優(yōu)選地，步驟1)和步驟2)中攪拌的速度獨(dú)立地為50r/min至100r/min；和/或

38、所述步驟1)中攪拌的時長、所述步驟2)中加水的時長和所述步驟2)中加水完畢后攪拌的時長獨(dú)立地為20min至40min。

39、本發(fā)明第二方面提供一種壓裂液，其包括組合物和水；

40、所述組合物為本發(fā)明第一方面所述的組合物。

41、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，將所述壓裂液的質(zhì)量計為100％，所述壓裂液包括0.2wt％至1.0wt％所述組合物和余量的水。

42、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，在實際應(yīng)用中，先將所述壓裂液的ph調(diào)節(jié)為7.5至10再使用；

43、優(yōu)選地，使用ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)ph；

44、優(yōu)選地，所述ph調(diào)節(jié)劑選自氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、氨水和胺類化合物；

45、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述ph調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨水、甲胺、三甲胺、乙胺和乙二胺中的至少一種。

46、根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的組合物或本發(fā)明第二方面所述的壓裂液在控水壓裂中的應(yīng)用。

47、本發(fā)明第三方面提供一種制備所述有機(jī)聚硅氧烷的方法：

48、a.將第一硅氧烷單體、第二硅氧烷單體、第三硅氧烷單體和第四硅氧烷單體混合，得到單體混合液；

49、b.使催化劑和所述單體混合液混合，反應(yīng)，純化，得到所述有機(jī)聚硅氧烷。

50、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，將所述單體混合液的質(zhì)量計為100％，所述單體混合液包括38wt％至74wt％所述第一硅氧烷單體、11.5wt％至31wt％所述第二硅氧烷單體、13.5wt％至35.5wt％所述第三硅氧烷單體和0.4wt％至7wt％所述第四硅氧烷單體；和/或

51、將所述單體混合液的質(zhì)量計為100％，所述催化劑的用量為1.3wt％至1.71wt％。

52、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，所述第一硅氧烷單體為八甲基環(huán)四硅氧烷；和/或

53、所述第二硅氧烷單體為1,3,5,7-四甲基環(huán)四硅氧烷；和/或

54、所述第三硅氧烷單體選自1,3,5,7-四甲基四苯基環(huán)四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基四(十二烷基)環(huán)四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基四乙基環(huán)四硅氧烷和1,3,5-三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷中的至少一種；和/或

55、所述第四硅氧烷單體為六甲基二硅氧烷；和/或

56、所述催化劑為強(qiáng)酸和/或陽離子交換樹脂；

57、優(yōu)選地，所述催化劑為濃硫酸。

58、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，先對所述單體混合液進(jìn)行除氧，然后再進(jìn)行所述步驟b；

59、優(yōu)選地，向所述單體混合液中通入惰性氣體(例如氮?dú)?進(jìn)行所述除氧。

60、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，邊攪拌邊加入所述催化劑；和/或

61、在步驟b中，對所述反應(yīng)后得到的反應(yīng)產(chǎn)物降溫、調(diào)節(jié)ph至中性，再進(jìn)行所述純化；優(yōu)選地，所述降溫為降溫至室溫；和/或用堿(例如碳酸鈉)調(diào)節(jié)ph；和/或

62、按照以下方式進(jìn)行所述純化：

63、將ph調(diào)節(jié)至中性后的所述反應(yīng)產(chǎn)物過濾，收集濾液進(jìn)行減壓蒸餾，得到純化后的所述有機(jī)聚硅氧烷；

64、優(yōu)選地，所述減壓蒸餾的條件為在-0.09mpa至-0.095mpa、40℃至50℃下減壓蒸餾30min至60min。

65、根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，所述反應(yīng)的條件為在60℃至80℃下反應(yīng)4h至12h。本發(fā)明的有益效果：

66、針對現(xiàn)有技術(shù)中的控水壓裂用劑的進(jìn)入儲層困難，改變儲層潤濕性能力有限的問題，本發(fā)明提供了一種組合物及含有其的壓裂液。本發(fā)明提供的組合物包括有機(jī)聚硅氧烷、乳化劑、助乳化劑和水；由其進(jìn)一步和水復(fù)配得到本發(fā)明提供的壓裂液。所述壓裂液是一種乳液，在實際應(yīng)用中，先將所述壓裂液的ph調(diào)節(jié)為7.5至10再使用。調(diào)節(jié)ph前、后的所述壓裂液的乳液液滴平均粒徑分別為90nm至158nm、81nm至169nm，在調(diào)節(jié)ph后，壓裂液乳液液滴的粒徑依舊很小，容易注入儲層；調(diào)節(jié)ph前、后的所述壓裂液表面張力分別為25.3mn·m-1至28.8mn·m-1、20.4mn·m-1至26.4mn·m-1，調(diào)節(jié)ph后壓裂液依舊具有較強(qiáng)的儲層潤濕性改善能力；調(diào)節(jié)ph前，所述壓裂液可以穩(wěn)定存放30天以上，方便保存；調(diào)節(jié)ph后，所述壓裂液的穩(wěn)定存放時間仍舊有4至6天，存放時間不會過短，實際使用時操作方便；經(jīng)控水實驗測得，調(diào)節(jié)ph后的所述壓裂液使水相滲透率由kw,1為4.8219至5.9273md下降到kw,2為1.2983至2.1627md，水相滲透率下降幅度為60％至75％；氣相滲透率由kg,1為19.1017至28.4622md下降到kg,2為18.5743至26.3458md，氣相滲透率下降幅度為2.7％至7.8％，水相滲透率的降低幅度較大，而氣相滲透率的降低幅度較小，實現(xiàn)堵水不堵氣的效果；另外，調(diào)節(jié)ph后的所述壓裂液的無因次流體阻力比值nfrr為2.3465至3.7313，明顯大于1，證明調(diào)節(jié)ph后的所述壓裂液選擇性地降低水相滲透率，而不影響氣相滲透率的性能，可以滿足控水壓裂技術(shù)對壓裂液的需求，適合在控水壓裂中推廣使用。