專利名稱：一種海水基壓裂液及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種海水基壓裂液及其制備方法。
背景技術：
現(xiàn)有的壓裂液都是淡水配制的，但是對于海上油田來說，淡水資源的提供由于受到空間、運輸、成本等多種因素的影響，難以滿足油田壓裂改造的需要。對于海上油田來說， 海水又是一種普遍存在，容易取用的水資源。但是，由于海水是一個復雜的水系統(tǒng)，里面包含有幾十種礦物質(zhì)元素，還有多種有機質(zhì)的存在，是一個高鹽、多成份的水體系。目前常用的水基壓裂液稠化劑都或多或少的受到海水成分的影響而難以滿足壓裂施工的要求。因此，需要開發(fā)一種適應海水水體同時滿足壓裂要求的壓裂液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種海水基壓裂液。本發(fā)明的另一個目的是提供一種制備海水基壓裂液的方法。本發(fā)明提供的海水基壓裂液是將97-99重量份的海水、O. 3-0. 7重量份的稠化劑、O. 5-0. 8重量份的表面活性劑、O. 05-0. 2重量份的PH值調(diào)節(jié)劑、O. 01-0. 05重量份的破膠劑混合，然后與O. 3-0. 7重量份的交聯(lián)劑進行交聯(lián)反應即得，其中所述稠化劑是羥烷基、羧烷基和磺酸基改性的瓜爾膠衍生物。本發(fā)明所述的稠化劑，即羥烷基、羧烷基和磺酸基改性的瓜爾膠衍生物的制備方法可以包括由瓜爾膠和環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷，在醇-水的混合溶劑中，在路易斯酸或路易斯堿的催化下，控制溫度在45_85°C范圍內(nèi)發(fā)生開環(huán)加成反應，反應時間2-5小時，過濾、洗滌2-4次；然后，在醇-水的混合溶劑中，堿性化合物的催化下，控制溫度50-90°C，與羧基化試劑和磺化試劑進行反應，反應時間2-6小時，過濾、洗滌2-4次，干燥4-10小時，制得含有羥烷基、羧烷基和/或磺酸基的瓜爾膠衍生物。所述路易斯酸為氯化鋁、氯化鐵、鹽酸、硫酸、硝酸中的一種或多種；所述路易斯堿為氨、一甲胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化鈣、氧化鎂中的一種或多種；所述醇水混合溶劑由0-50%的水、50-100%的醇組成(按體積比計)；所述醇為甲醇、乙醇、異丙醇及其混合物。羧基化試劑選自氯乙酸；磺化試劑選自氯磺酸、濃硫酸、三氧化硫、發(fā)煙硫酸、氨基磺酸和亞硫酸鹽。本發(fā)明所述的交聯(lián)劑由5-15重量份的主劑、10-20重量份的絡合劑、65_85重量份的水復配組成。主劑選自氯氧化鋯、鋯酸鹽、四氯化鋯、四氯化鈦、鈦酸酯中的一種或多種；絡合劑選自多元醇、多元酸、烷醇胺中的一種或多種；多元醇選自乙二醇、丙三醇、甘露醇、木糖醇、山梨醇；多元酸選自乙二酸、酒石酸、檸檬酸、丙二酸和丁二酸；烷醇胺選自一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。本發(fā)明所述的表面活性劑為氟碳表面活性劑、聚醚型表面活性劑、聚醚羧酸鹽型表面活性劑以及它們混合物，聚醚表面活性劑是指OP-7、0P-10、AE0-9、AE-1910、HD-3、SP169等，聚醚羧酸鹽型表面活性劑是指AES、ABS、SBS等。本發(fā)明的破膠劑選自過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨、高錳酸鉀、高氯酸鉀、氯酸鉀、高碘酸鉀、碘酸鉀和雙氧水中的一種或多種。
本發(fā)明所述PH調(diào)節(jié)劑選自醋酸、草酸、甲酸、檸檬酸、鹽酸、碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉中的一種或多種。本發(fā)明的海水基壓裂液的制備方法包括下述步驟將稠化劑、表面活性劑、破膠劑、PH值調(diào)節(jié)劑海水混合得基液，然后再加入交聯(lián)劑進行交聯(lián)反應即得海水基壓裂液。本發(fā)明的海水基壓裂液適用于我國不同海域的海水，且耐溫能力達到120°C。本發(fā)明的海水基壓裂液與海水配伍性好，對海水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等多種高價、變價金屬離子具有耐受性和良好的絡合性?？梢钥朔徒档投纬恋碓斐傻膫?。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明做進一步說明，以下實施例中采用的物質(zhì)，除了注明的之外，其余均為市售。實施例I :首先制備稠化劑取50g的瓜爾膠粉加入IOOml乙醇和50ml水組成的混合溶液中，加入3g的氫氧化鈉,控溫至50-55°C,加入60ml的環(huán)氧乙燒,反應3小時,冷卻至室溫，過濾,洗滌2次，再加入IOOml異丙醇和30ml水組成的混合溶液中，加入2. 5g氫氧化鈉，控溫60-65°C，反應15min，加入5g氯乙酸和I. 5g氯磺酸反應4h，冷卻至室溫，過濾、洗滌3次，干燥粉碎制成干粉得羥乙基羧甲基磺酸基瓜爾膠。其次交聯(lián)劑的制備，取10. O克氯氧化鋯加入70g水中，攪拌溶解，再依次加入6. 8g乙二酸、2. 3g —乙醇胺、4. 7g三乙醇胺，控制溫度45-50°C，反應3h，制得烷醇胺鋯酸酯-乙
二酸螯合物。用量筒量取98. 5ml海水倒入帶有磁力攪拌器的燒杯中，開動攪拌器并以約500rpm轉(zhuǎn)速攪拌,然后于常溫條件下依次加入O. 5g的表面活性劑(由4g氟碳表面活性劑、25g AE1910、71g水組成)、0. 04g的過硫酸銨，最后再慢慢加入O. 5g的稠化劑，待溶脹完全后(約30分鐘)，向燒杯中添加O. Ig純堿使PH值在7-9的范圍內(nèi)，然后徐徐加入約O. 4g的上述有機鋯交聯(lián)劑，反應持續(xù)至使配制成的壓裂液具有良好的粘彈性，以玻璃棒能夠挑掛起為宜。性能評價按照SY/T 5107-2005水基壓裂液性能評價方法對本發(fā)明的壓裂液進行性能評價。下面的表I顯示了由實施例I制得的壓裂液和現(xiàn)有技術中的壓裂液在海水中的性能指標。壓裂液性能采用RS-6000流變儀，在100°C、170s—1剪切速率下剪切l(wèi)h，測定壓裂液性能。常規(guī)壓裂液按照本領域的常規(guī)方法制得壓裂液，稠化劑濃度與實施例I相同。表I :常規(guī)HPG壓裂液與本發(fā)明壓裂液性能對比
權利要求
1.一種海水基壓裂液，其是將97-99重量份的海水、0. 3-0. 7重量份的稠化劑、0. 5-0. 8 重量份的表面活性劑、0. 05-0. 2重量份的PH值調(diào)節(jié)劑、0. 01-0. 05重量份的破膠劑混合，然后與0. 3-0. 7重量份的交聯(lián)劑進行交聯(lián)反應即得，其中所述稠化劑是羥烷基、羧烷基和磺酸基改性的瓜爾膠衍生物。
2.如權利要求I所述的海水基壓裂液，其中所述羥烷基、羧烷基和磺酸基改性的瓜爾膠衍生物是通過下述步驟制備的由瓜爾膠和環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷，在醇-水的混合溶劑中，在路易斯酸或路易斯堿的催化下，控制溫度在45-85°C范圍內(nèi)發(fā)生開環(huán)加成反應，反應時間2-5小時，過濾、洗滌2-4次；然后，在醇-水的混合溶劑中，堿性化合物的催化下，控制溫度50-90°C，與羧基化試劑和磺化試劑進行反應，反應時間2-6小時，過濾、洗滌2-4次， 干燥4-10小時，即得。
3.如權利要求2所述的海水基壓裂液，所述路易斯酸為氯化鋁、氯化鐵、鹽酸、硫酸、硝酸中的一種或多種；所述路易斯堿為氨、一甲胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化鈣、氧化鎂中的一種或多種；所述醇水混合溶劑按體積計由0-50%的水和50-100%的醇組成；所述醇為甲醇、乙醇、異丙醇及其混合物；所述羧基化試劑選自氯乙酸；所述磺化試劑選自氯磺酸、濃硫酸、三氧化硫、發(fā)煙硫酸、氨基磺酸和亞硫酸鹽。
4.如權利要求I所述的海水基壓裂液，其中所述交聯(lián)劑由5-15重量份的主劑、10-20 重量份的絡合劑、65-85重量份的水復配組成。
5.如權利要求4所述的海水基壓裂液，其中所述主劑選自氯氧化鋯、鋯酸鹽、四氯化鋯、四氯化鈦、鈦酸酯中的一種或多種；絡合劑選自多元醇、多元酸、烷醇胺中的一種或多種；所述多元醇選自乙二醇、丙三醇、甘露醇、木糖醇、山梨醇；所述多元酸選自乙二酸、酒石酸、檸檬酸、丙二酸和丁二酸；所述烷醇胺選自一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。
6.如權利要求I所述的海水基壓裂液，其中所述表面活性劑選自氟碳表面活性劑、聚醚型表面活性劑、聚醚羧酸鹽型表面活性劑及它們混合物。
7.如權利要求I所述的海水基壓裂液，其中所述破膠劑選自過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨、高錳酸鉀、高氯酸鉀、氯酸鉀、高碘酸鉀、碘酸鉀、和雙氧水中的一種或多種。
8.如權利要求I所述的海水基壓裂液，其中所述PH調(diào)節(jié)劑選自醋酸、草酸、甲酸、檸檬酸、鹽酸、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉中的一種或多種。
9.一種制備如權利要求I所述的海水基壓裂液的方法，其包括下述步驟將稠化劑、表面活性劑、破膠劑、PH值調(diào)節(jié)劑、海水混合得基液，然后再加入交聯(lián)劑進行交聯(lián)反應即得所述海水基壓裂液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海水基壓裂液，其是將97-99重量份的海水、0.3-0.7重量份的稠化劑、0.5-0.8重量份的表面活性劑、0.05-0.2重量份的PH值調(diào)節(jié)劑、0.01-0.05重量份的破膠劑混合，然后與0.3-0.7重量份的交聯(lián)劑進行交聯(lián)反應即得，其中稠化劑是羥烷基、羧烷基和磺酸基改性的瓜爾膠衍生物。本發(fā)明還涉及一種海水基壓裂液的制備方法。
文檔編號C09K8/68GK102618249SQ20121005543
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權日2012年3月5日
發(fā)明者馮虎, 劉書杰, 彭成勇, 彭雪飛, 王杏尊, 郭布民, 鮑文輝, 黃杰 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務股份有限公司