一種可使用高礦化度水配制壓裂液的溶液及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油田化學技術(shù)領(lǐng)域，涉及到用于油田增產(chǎn)的壓裂液，具體涉及一種可 使用高礦化度水配制壓裂液的溶液及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓裂作為油氣藏的主要增產(chǎn)、增注措施已得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。壓裂就是利 用壓力將地層壓開形成裂縫，并用支撐劑將它支撐起來，以減小流體流動阻力的增產(chǎn)、增注 措施。
[0003] 壓裂的目的就是在地層中形成具有導流能力的裂縫，采用的壓裂液在很大程度上 決定了壓裂效果，同時對壓裂液的粘度有一定要求，使其在壓裂后能稱為低粘度的流體容 易返排，以避免對地層中的油氣層造成損壞。
[0004] 水力壓裂技術(shù)是低滲儲層改造的關(guān)鍵技術(shù)，水力壓裂需要消耗大量淡水，對當?shù)?水資源造成影響，而在水資源匱乏地區(qū)，這種影響尤為嚴重。如果能使用高礦化度水配制壓 裂液，就能緩解水力壓裂對水資源的需求。
[0005] 目前使用的壓裂液體系種類很多，其中胍膠及其衍生物壓裂液體系的應(yīng)用最廣。 但其應(yīng)用缺陷是使用胍膠及其衍生物作為增稠劑的壓裂液破膠不完全，對地層傷害較大， 并且胍膠壓裂液對配液用水的pH值、礦化度、細菌、雜質(zhì)含量等都有嚴格的要求。而高礦化 度水往往都會導致植物膠壓裂液分層，難以滿足壓裂施工的要求。需要形成一種新的壓裂 液體系，以滿足高礦化度水配制壓裂液的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是開發(fā)一種新型的壓裂液體系，能夠適應(yīng)更多的豐富壓裂用水來 源，解決缺水地區(qū)部分水源無法進行壓裂液配制的問題，緩解水力壓裂對水資源的需求。 [0007]為此，本發(fā)明提供了一種可使用高礦化度水配制壓裂液的溶液，該溶液按重量百 分比計成分構(gòu)成如下： 抗高礦化度增稠劑 0.15~0.45%; 溫度穩(wěn)定劑 0.1%; 助排劑 0.2%; 高礦化度水 99.15~99.54%; 破膠劑 0.01~0.1%。
[0008]所述的抗高礦化度增稠劑的按如下步驟合成： (1) 材料準備:準備親水性丙烯基單體、氫氧化鈉溶液、疏水單體、乳化劑、引發(fā)劑和水， 使得親水性丙烯基單體、疏水單體、乳化劑、引發(fā)劑分別占總體系質(zhì)量的12%、4%~5%、1%~ 5%和0.2%~0.5%，所述的氫氧化鈉溶液為質(zhì)量分數(shù)為20%~40%的氫氧化鈉水溶液，其質(zhì)量 滿足與親水性丙烯基單體反應(yīng)恰成中性； (2) 按步驟(1)中的配比量將親水性丙烯基單體充分溶解于水中，然后添加氫氧化鈉溶 液，將體系的pH值調(diào)至中性； (3) 按步驟(1)中的配比量在上述溶液中加入疏水單體，然后加入乳化劑，攪拌加熱，再 按2L/min速率通入氮氣30min~80min，加熱至30°C~50°C;然后加入總引發(fā)劑質(zhì)量65%的引 發(fā)劑引發(fā)聚合，反應(yīng)10~15h，繼續(xù)加入剩余量的引發(fā)劑；10h后，體系粘度變大，繼續(xù)反應(yīng)4 ~8h后冷卻至室溫，出料； (4) 在步驟(3)得到的溶液中加入無水乙醇反復沖洗沉淀，真空干燥3~5天，造粒，得到 純凈的抗高礦化度增稠劑。
[0009] 所述的步驟（1)和步驟(3)中的疏水單體為甲基丙烯酸酯、乙烯基三甲基硅烷、丙 烯酸十三氟辛酯、2_丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意兩種。
[0010] 所述的步驟（1)和步驟(3 )中的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨中的一種， 所述的乳化劑為十二烷基二甲基芐基氯化銨。
[0011] 所述的破膠劑為膠囊包裹的過硫酸銨、過硫酸鉀、雙氧水、次氯酸鎂的一種。
[0012] 所述的溫度穩(wěn)定劑為NaOH溶液、Κ0Η溶液、三乙醇胺、磷酸中的一種或幾種。
[0013] 所述的助排劑為非離子表面活性劑，其具體配方為壬基酚聚氧乙烯醚、月桂醇、鯨 蠟醇中的一種與乙醇、清水按質(zhì)量比1:0.5:3復配制得。
[0014] -種如上述可使用高礦化度水配制壓裂液的溶液配置而成的凍膠壓裂液，將該溶 液與交聯(lián)劑以容積比為1〇〇: 〇. 5~3.0的比例混合，制成凍膠壓裂液。
[0015] 上述可使用高礦化度水配制壓裂液的溶液配置而成的凍膠壓裂液，所述的交聯(lián)劑 為復合三乙醇鈦與NaHC03在有機溶劑叔丁醇中按照1:1:50質(zhì)量比攪拌即生成交聯(lián)劑成品。
[0016] -種如上述可使用高礦化度水配制壓裂液的溶液配置而成的滑溜水壓裂液，將該 溶液與清水按照容積比1:2比例混合制成滑溜水壓裂液。
[0017] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明通過合成一種多支鏈高分子聚合物，引入耐鹽單體，控制分子結(jié)構(gòu)獲得體系的 耐鹽及減阻性能，配套開發(fā)了與之配伍的助排劑、交聯(lián)劑、破膠劑使其達到穩(wěn)定的施工攜砂 性能及儲層保護性能。本發(fā)明涉及的壓裂液體系能夠使用高礦化度水源配制，既能擴大水 力壓裂配液用水的來源又能緩解油田各類外排處理問題，環(huán)保和節(jié)水效益顯著。能夠適應(yīng) 更多的豐富壓裂用水來源，解決缺水地區(qū)部分水源無法進行壓裂液配制的問題，緩解水力 壓裂對水資源的需求。
【附圖說明】
[0018] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0019] 圖1是可使用高礦化度水配制壓裂液的溶液的粘溫曲線圖。
【具體實施方式】
[0020] 實施例1: 本實施例提供一種可使用高礦化度水配制壓裂液的溶液，該溶液按重量百分比計成分 構(gòu)成如下： 抗高礦化度增稠劑0.15~0.45%; 溫度穩(wěn)定劑〇. 1%(溫度穩(wěn)定劑為NaOH溶液、Κ0Η溶液、三乙醇胺、磷酸中的一種或幾 種）； 助排劑ο. 2%(助排劑為非離子表面活性劑，其具體配方為壬基酚聚氧乙烯醚、月桂 醇、鯨蠟醇中的一種與乙醇、清水按質(zhì)量比1:0.5:3復配制得）； 高礦化度水99.15~99.54%(如油田地下苦咸水、壓裂返排液、油氣井采出水等）； 破膠劑0.01~0.1%(破膠劑為膠囊包裹的過硫酸銨、過硫酸鉀、雙氧水、次氯酸鎂的 一種)。
[0021 ]上述抗高礦化度增稠劑的按如下步驟合成： (1)材料準備:準備親水性丙烯基單體、氫氧化鈉溶液、疏水單體(疏水單體為甲基丙烯 酸酯、乙烯基三甲基硅烷、丙烯酸十三氟辛酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意兩種）、 乳化劑(乳化劑為十二烷基二甲基芐基氯化銨）、引發(fā)劑（引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過 硫酸銨中的一種)和水，使得親水性丙烯基單體、疏水單體、乳化劑、引發(fā)劑分別占總體系質(zhì) 量的12%、4%~5%、1%~5%和0.2%~0.5%，所述的氫氧化鈉溶液為質(zhì)量分數(shù)為20%~40%的氫 氧化鈉水溶液，其質(zhì)量滿足與親水性丙烯基單體反應(yīng)恰成中性。在本實施例中準備的材料 為親水性丙烯基單體120g、氫氧化鈉溶液290g、甲基丙烯酸酯25g、乙烯基三甲基硅烷20g、 十二烷基二甲基芐基氯化銨30g、過硫酸鉀5g和水510g，其中氫氧化鈉溶液為質(zhì)量分數(shù)為 38%的氫氧化鈉水溶液。
[0022] (2)按步驟（1)中的配比量，取親水性丙烯基單體60g充分溶解于水250g中，然后添 加氫氧化鈉溶液，直至將體系的pH值調(diào)至中性，此處緩慢添加并隨時測試PH值，所用的氫氧 化鈉溶液約為150g; (3) 按步驟（1)中的配比量，在上述溶液中加入13g甲基丙烯酸酯、10g乙烯基三甲基硅 烷，然后加入15g十二烷基二甲基芐基氯化銨，攪拌加熱，再按2L/min速率通入氮氣30min~ 80min，加熱至30°C~50°C;然后加入1.5g過硫酸鉀(配方量引發(fā)劑質(zhì)量65%)引發(fā)聚合，反應(yīng) 10~15h，繼續(xù)加入lg(配方量的引發(fā)劑質(zhì)量的35%)的引發(fā)劑；10h后，體系粘度變大，繼續(xù)反 應(yīng)4~8h后冷卻至室溫，出料； (4) 在步驟(3)得到的溶液中加入無水乙醇反復沖洗沉淀，真空干燥3~5天，造粒，得到 純凈的抗高礦化度增稠劑。
[0023]本實施例中合成高礦化度增稠劑的各個材料的量，均按配方量進行配比加入，即 親水性丙烯基單體、疏水單體、乳化劑、引發(fā)劑要分別占總體系質(zhì)量的12%、4%~5%、1%~5% 和0.2%~0.5%