CN109575904B - 一种海水基压裂液及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海水基压裂液及其制备方法和用途。所述海水基压裂液包括基液和占所述基液重量0.1‑0.14％的交联剂；所述基液包括海水基压裂液增稠剂、螯合剂、高温稳定剂、防膨剂、助排剂、性能调节剂和海水，所述海水基压裂液增稠剂占所述基液的重量百分比为0.8‑1.2％；所述交联剂为含8‑12个碳原子的烷基磺酸盐。将所述基液和交联剂在室温下搅拌混合至形成粘弹性液体，即为所述海水基压裂液。本发明提供的海水基压裂液通过多元缔合作用进行物理交联，具有携砂性好，耐高温，不含重金属元素，破胶后破胶液残渣含量低等优点，特别适用于海洋高温油气藏压裂施工。
Description
技术领域
本发明属于水基压裂液技术领域，具体涉及一种海水基压裂液及其制备方法和用途。
背景技术
近年来，随着油气资源开发的战略纵深发展，海洋成为油气资源开发的重要走向之一。海上油气资源极为丰富，但是海上低渗油气田开发程度普遍较低，因此开发海上低渗油气田以提高油气产量日益受到广泛重视。目前，海上的低渗透油气田主要以砂岩储层为主，具有地质埋藏较深、温度较高、泥质含量较大、岩石孔隙度小等特点，开发难度大。
目前，大规模、工厂化压裂成为开发低渗、致密油气田的重要技术手段，海上压裂施工作为防砂、增产的重要手段正在逐步增长。但是采用的陆上淡水配制压裂液后再通过运输船转运到作业平台进行施工的方式，具有成本高、周期长，且易受到自然及交通等因素制约的缺点，导致施工规模受限。因此，立足海上平台施工，设计高温海水基压裂液体系，实现连续混配，可以降低成本、提高施工效率和节约淡水资源，实现海上油气田的高效开发。随着压裂研究方向的深入和作业方向的多元化，应用海水进行海上压裂是压裂技术发展趋势下的必然要求。考虑施工工艺及施工成本，对海水进行简单的预处理或直接采用海水配制压裂液，是目前海水基压裂液的研究重点。
国内外目前在高温海水基压裂液中研究和开发的增稠剂主要包括：胍胶或改性胍胶等天然聚合物、黏弹性表面活性剂和合成聚合物三类。
目前以胍胶及改性胍胶等天然聚合物为增稠剂的交联冻胶压裂液研究较多，主要方式是向海水中加入螯合剂，降低海水中的高价金属离子浓度，或是加入弱碱性调节剂，降低交联反应的pH，以提高压裂液与海水的配伍性，耐温性能最高能达到160℃，已在油田中开展了相关应用，展示了良好的性能效果。如CN 103131405A公开了一种适用于160℃地层温度的高温海水基压裂液及其制备方法，该海水基压裂液即是以羟乙基羧甲基磺酸基瓜尔胶为增稠剂，在 160℃、170s-1剪切速率下剪切2h后的粘度为96mPa·s。
CN 107722961A公开了一种海水基压裂液，以黏弹性表面活性剂黄原胶作为增稠剂，压裂液的耐温等级达到140℃。但黏弹性表面活性剂压裂液使用浓度较高、使用温度较低、成本高，不适合高温油气藏，更限制了其在海水基高温油气藏中的应用与发展。
合成聚合物压裂液通过引入特殊的官能团，提高聚合物的溶胀性能、耐温耐盐性能和耐剪切性能，压裂液体系一般采用有机锆交联剂或有机钛锆复合交联剂等化学交联剂进行交联。如CN 104419397A公开了一种耐高温海水基压裂液及其制备方法，采用的稠化剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵四种单体的共聚物，分子量在700-900万之间，压裂液的耐温等级可达160℃，能满足现场配制工艺要求。
但是，对于部分具有较高温度的油气田，上述海水基压裂液的耐温性能仍然难以满足应用需求，有待于进一步提高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种海水基压裂液及其制备方法和用途。该海水基压裂液通过多元缔合作用进行物理交联，具有携砂性好，耐高温，不含重金属元素，破胶后破胶液残渣含量低的优点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种海水基压裂液，包括基液和占所述基液重量 0.1-0.14％(例如0.1％、0.11％、0.12％、0.13％或0.14％等)的交联剂；
所述基液包括海水基压裂液增稠剂和海水，所述海水基压裂液增稠剂占所述基液的重量百分比为0.8-1.2％(例如0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1％、1.05％、 1.1％、1.15％或1.2％等)；
所述交联剂选自含8-12个(例如8个、10个或12个)碳原子的烷基磺酸盐。
本发明采用含8-12个碳原子的烷基磺酸盐作为交联剂，通过其与增稠剂间的氢键、共价键、螯合键和范德华力等多元缔合作用进行物理交联，制备海水基压裂液。相较于采用锆钛类交联剂的压裂液，本发明提供的海水基压裂液不含重金属元素，破胶后残渣含量更低；粘弹性更高，因此携砂性更好；且由于物理交联在高温下存在分解和交联的动态平衡，剪切恢复性好，而化学交联在达到临界温度后就会发生不可逆的分解，因此本发明提供的海水基压裂液的耐高温性能更好。
当交联剂的碳原子数过少时，其与增稠剂间的多元缔合作用较弱，交联结构不稳定；交联剂的碳原子数过多时，容易过度交联而成团，同样导致交联结构不稳定。
作为本发明的优选技术方案，优选地，所述交联剂由八烷基磺酸盐、十烷基磺酸盐和十二烷基磺酸盐按质量比(0.5-1):(0.5-1):1组成；例如可以是 0.5:0.5:1、0.5:0.6:1、0.5:0.7:1、0.5:0.8:1、0.5:0.9:1、0.5:1:1、0.55:0.55:1、0.55:7:1、 0.55:0.8:1、0.55:1:1、0.6:0.6:1、0.6:0.7:1、0.6:0.8:1、0.6:1:1、0.65:0.65:1、0.65:0.8:1、 0.65:1:1、0.7:0.7:1、0.7:0.8:1、0.7:1:1、0.75:0.75:1、0.75:1:1、0.8:0.8:1、0.8:0.9:1、 0.8:1:1、0.85:0.85:1、0.9:0.9:1、0.95:0.95:1或1:1:1等。
通过对交联剂的成分进行优选，有助于进一步提高其对海水基压裂液中钠钾离子和钙镁离子的配伍性，从而提高交联结构的稳定性。
需要说明的是，在实际应用中，通常将交联剂配制成水溶液进行添加。示例性地，本发明中可以采用如下方法配制交联剂水溶液：将交联剂20wt％、异丙醇20wt％和去离子水60wt％在室温下搅拌混合1-2h，即得到交联剂水溶液。
作为本发明的优选技术方案，所述海水基压裂液增稠剂是顺丁烯二酸单十二烷基酯钠盐、N-十六烷基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、丙烯酰胺和丙烯酸钠的共聚产物。
本发明中，所述海水基压裂液增稠剂可以是CN 108485640A公开的耐高温海水基压裂液增稠剂。
作为本发明的优选技术方案，所述基液还包括占所述基液重量0.4-0.6％(例如0.4％、0.42％、0.43％、0.45％、0.46％、0.48％、0.5％、0.52％、0.53％、0.55％、 0.56％、0.58％或0.6％等)的性能调节剂。
优选地，所述性能调节剂是1-2重量份(例如1重量份、1.1重量份、1.2 重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份、1.9重量份或2重量份等)烯丙氧基十二烷基羧酸盐、1-2重量份(例如 1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6 重量份、1.7重量份、1.8重量份、1.9重量份或2重量份等)2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸盐、25-30重量份(例如25重量份、25.5重量份、26重量份、26.5重量份、27重量份、27.5重量份、28重量份、28.5重量份、29重量份、29.5重量份或30重量份等)丙烯酰胺和8-10重量份(例如8重量份、8.2重量份、8.5 重量份、8.8重量份、9重量份、9.2重量份、9.5重量份、9.8重量份或10重量份等)丙烯酸盐的共聚产物，数均分子量为200-300万；例如可以是200万、 210万、220万、230万、240万、250万、260万、270万、280万、290万或300万等。
优选地，所述性能调节剂的制备方法为：配制原料水溶液，所述原料水溶液中各原料的重量百分比为烯丙氧基十二烷基酸盐1-2％(例如1％、1.1％、1.2％、 1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2％等)，2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸盐1-2％(例如1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、 1.9％或2％等)，丙烯酰胺25-30％(例如25％、25.5％、26％、26.5％、27％、27.5％、 28％、28.5％、29％、29.5％或30％等)，丙烯酸盐8-10％(例如8％、8.2％、8.3％、 8.5％、8.6％、8.8％、9％、9.2％、9.3％、9.5％、9.6％、9.8％或10％等)；然后在保护环境下向所述原料水溶液中加入占所述原料水溶液重量0.5-2％(例如 0.5％、0.6％、0.8％、1％、1.2％、1.3％、1.5％、1.6％、1.8％或2％等)的链转移剂和0.2-1％(例如0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等)的引发剂，在90-95℃(例如90℃、91℃、92℃、93℃、94℃或95℃等)下反应6-8h(例如6h、6.2h、6.3h、6.5h、6.6h、6.8h、7h、7.2h、7.3h、 7.5h、7.6h、7.8h或8h等)，干燥后得到所述性能调节剂。
上述性能调节剂的制备方法中，所述保护环境优选为氮气环境；所述链转移剂优选为甲酸钠；所述引发剂优选为氧化还原引发剂，其中氧化剂为过硫酸钾或过硫酸铵，还原剂为亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，氧化剂与还原剂的质量比为 1:1。
上述制备的性能调节剂具备超分子结构表面活性低聚物的性能，能与海水基压裂液增稠剂和交联剂协同增效。其一方面与海水基压裂液增稠剂形成高分子间的相互缔合，提高压裂液整体结构的稳定性，从而提高高温稳定性；另一方面，可与交联剂形成一定强度的物理交联作用，强化高温下的交联效果。本发明通过上述性能调节剂与交联剂含8-12个碳原子的烷基磺酸盐配合使用，能够进一步提高得到的海水基压裂液的耐高温性能，达到190℃以上，并降低压裂液破胶之后破胶液的表面张力和界面张力，提高返排性能。
作为本发明的优选技术方案，所述基液还包括占所述基液重量0.5-1％(例如0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％或 1％等)的螯合剂。
螯合剂的主要作用是与海水中的Ca2+、Mg2+等离子发生螯合，形成大分子网状络合物，屏蔽其对海水基压裂液性能的干扰。
优选地，所述螯合剂由氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸或己二胺四甲叉膦酸中的一种与2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸按质量比(1-2):1 组成；例如可以是1:1、1.2:1、1.3:1、1.5:1、1.6:1、1.8:1或2:1等。
作为本发明的优选技术方案，所述基液还包括占所述基液重量0.2-0.4％(例如0.2％、0.22％、0.23％、0.25％、0.26％、0.28％、0.3％、0.32％、0.33％、0.35％、 0.36％、0.38％或0.4％等)的高温稳定剂。
高温稳定剂一方面能迅速消耗掉海水基压裂液中存在的溶解氧，另一方面能持续为海水基压裂液提供还原性环境，大幅延缓压裂液在高温条件下的降解，维持其耐温耐剪切性能。
优选地，所述高温稳定剂由亚硫酸盐/亚硫酸氢盐与盐酸羟胺/硫脲按质量比(0.5-2):1组成；例如可以是0.5:1、0.6:1、0.8:1、1.2:1、1.3:1、1.5:1、1.6:1、1.8:1 或2:1等。
需要说明的是，本发明中所述“亚硫酸盐/亚硫酸氢盐”是指亚硫酸盐或亚硫酸氢盐，所述“盐酸羟胺/硫脲”是指盐酸羟胺或硫脲，所述高温稳定剂是由“亚硫酸盐、亚硫酸氢盐中的一种”与“盐酸羟胺、硫脲中的一种”组成。
作为本发明的优选技术方案，所述基液还包括占所述基液重量0.5-1％(例如0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％或 1％等)的防膨剂。
优选地，所述防膨剂由氯化钾、四甲基氯化铵和聚季铵盐-7按质量比(4-6)： (4-6):1组成；例如可以是4:4:1、4:4.5:1、4:5:1、4:5.5:1、4:6:1、4.5:4:1、4.5:4.5:1、 4.5:5:1、4.5:5.5:1、4.5:6:1、5:4:1、5:4.5:1、5:5:1、5:5.5:1、5:6:1、5.5:4:1、5.5:4.5:1、5.5:5:1、5.5:5.5:1、5.5:6:1、6:4:1、6:4.5:1、6:5:1、6:5.5:1或6:6:1等。
防膨剂的主要作用是抑制油田储层中的黏土矿物发生膨胀和分散运移，增加地层渗透率。
作为本发明的优选技术方案，所述基液还包括占所述基液重量0.02-0.06％ (例如0.02％、0.03％、0.04％、0.05％或0.06％等)的助排剂。
助排剂的主要作用是降低压裂液破胶之后破胶液的表面张力，提高返排性能。
优选地，所述助排剂由全氟烷基聚氧乙烯醚和全氟壬烯氧基苯磺酸钠按质量比(0.5-2):1组成；例如可以是0.5:1、0.6:1、0.8:1、1.2:1、1.3:1、1.5:1、1.6:1、 1.8:1或2:1等。
需要说明的是，在实际应用中，通常将助排剂配制成水溶液进行添加。示例性地，本发明中可以采用如下方法配制助排剂水溶液：将助排剂20wt％、异丙醇20wt％和去离子水60wt％在室温下搅拌混合1-2h，即得到助排剂水溶液。
优选地，所述基液还包括占所述基液重量0.1-0.3％(例如0.1％、0.12％、0.15％、0.18％、0.2％、0.22％、0.25％、0.28％或0.3％等)的破胶剂。
优选地，所述破胶剂选自过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的一种或至少两种的组合。
作为本发明的优选技术方案，所述基液包括如下重量百分比的组分：
海水基压裂液增稠剂0.8-1.2％、性能调节剂0.4-0.6％、螯合剂0.5-1％、高温稳定剂0.2-0.4％、防膨剂0.5-1％、助排剂0.02-0.06％和破胶剂0.1-0.3％，余量为海水。
第二方面，本发明提供一种上述海水基压裂液的制备方法，所述制备方法为：
将海水基压裂液增稠剂、任选地性能调节剂、任选地螯合剂、任选地高温稳定剂、任选地防膨剂、任选地助排剂和任选地破胶剂溶于海水中，形成基液，然后将所述基液和交联剂在0-30℃(例如可以是0℃、1℃、3℃、5℃、8℃、 10℃、12℃、15℃、18℃、20℃、22℃、25℃、28℃或30℃等)下混合，直至形成粘弹性液体(表现为可倾倒“吐舌”和玻璃棒调挂)，得到所述海水基压裂液。
第三方面，本发明提供一种上述海水基压裂液的用途，所述海水基压裂液用于油气田开发，优选用于海洋油气田开发。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用性能调节剂配合物理交联剂，通过多元缔合作用进行物理交联，再结合其他组分，提高了海水基压裂液的耐高温性能，得到的海水基压裂液具有以下效果：(1)砂比能达到40％以上，具有良好的携砂性能；(2)在190℃、 170s-1的剪切条件下连续剪切90min的粘度≥50mPa·s，具有良好的耐高温性能；(3)190℃下破胶时间≤12h，破胶液粘度≤5mPa·s，具有良好的破胶性能； (4)不含重金属元素，破胶液残渣含量≤100mg/L，岩心伤害率≤30％；(5) 破胶液防膨率≥80％，表面张力≤28mN/m，界面张力≤2mN/m，具有良好的返排性能；特别适用于海洋高温油气藏压裂施工。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种海水基压裂液，包括基液和占基液重量0.1％的交联剂，基液包括如下重量百分比的组分：
海水基压裂液增稠剂0.8％、性能调节剂0.6％、螯合剂0.8％、高温稳定剂 0.2％、防膨剂1％、助排剂0.04％和破胶剂0.1％，余量为海水；
其中，海水基压裂液增稠剂为CN 108485640A实施例1公开的耐高温海水基压裂液增稠剂；
性能调节剂由如下方法制备得到：保持反应釜内温度30℃，向反应釜内依次加入310g去离子水、125g丙烯酰胺、50g丙烯酸钠、5g烯丙氧基十二烷基羧酸钠和10g 2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠，搅拌至溶解，再对反应体系通 99.999％的高纯氮气进行除氧，之后向其中加入5g甲酸钠，再加入1.5g过硫酸钾和1.5g亚硫酸钠进行引发，将反应体系升温至90℃，控制在此温度下反应8h，经造粒、干燥和粉碎后得到性能调节剂；
螯合剂由氨基三甲叉膦酸与2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸按质量比1:1组成；
高温稳定剂由亚硫酸钠和盐酸羟胺按质量比1:1组成；
防膨剂由氯化钾、四甲基氯化铵和聚季铵盐-7按质量比5:5:1组成，在室温下搅拌混合2h后得到；
助排剂水溶液由10wt％的全氟烷基聚氧乙烯醚、10wt％的全氟壬烯氧基苯磺酸钠、20wt％的异丙醇和60wt％的去离子水组成，在室温下搅拌混合2h后得到；
破胶剂为过硫酸铵；
交联剂水溶液由5wt％的八烷基磺酸钠、5wt％的十烷基磺酸钠、10wt％的十二烷基磺酸钠、20wt％的异丙醇和60wt％的去离子水组成，在室温下搅拌混合2h后得到。
上述海水基压裂液的制备方法如下：
在室温下，按配方向海水中依次加入螯合剂、高温稳定剂、防膨剂、助排剂水溶液、性能调节剂、破胶剂和海水基压裂液增稠剂，搅拌5min，得到基液；然后向基液中加入交联剂水溶液，搅拌反应，直至形成粘弹性液体，可倾倒“吐舌”和玻璃棒调挂，即为上述海水基压裂液。
实施例2
本实施例提供一种海水基压裂液，包括基液和占基液重量0.14％的交联剂，基液包括如下重量百分比的组分：
海水基压裂液增稠剂1.2％、性能调节剂0.4％、螯合剂0.5％、高温稳定剂 0.3％、防膨剂0.8％、助排剂0.02％和破胶剂0.3％，余量为海水；
其中，海水基压裂液增稠剂为CN 108485640A实施例2公开的耐高温海水基压裂液增稠剂；
性能调节剂由如下方法制备得到：保持反应釜内温度30℃，向反应釜内依次加入236g去离子水、120g丙烯酰胺、32g丙烯酸钠、8g烯丙氧基十二烷基羧酸钠和4g 2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠，搅拌至溶解，再对反应体系通 99.999％的高纯氮气进行除氧，之后向其中加入2g甲酸钠，再加入2g过硫酸铵和2g亚硫酸氢钠进行引发，将反应体系升温至95℃，控制在此温度下反应 6h，经造粒、干燥和粉碎后得到性能调节剂；
螯合剂由羟基乙叉二膦酸与2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸按质量比1.5:1组成；
高温稳定剂由亚硫酸氢钠和硫脲按质量比0.5:1组成；
防膨剂由氯化钾、四甲基氯化铵和聚季铵盐-7按质量比4:4:1组成，在室温下搅拌混合2h后得到；
助排剂水溶液由7wt％的全氟烷基聚氧乙烯醚、13wt％的全氟壬烯氧基苯磺酸钠、20wt％的异丙醇和60wt％的去离子水组成，在室温下搅拌混合2h后得到；
破胶剂为过硫酸钾；
交联剂水溶液由6wt％的八烷基磺酸钠、6wt％的十烷基磺酸钠、8wt％的十二烷基磺酸钠、20wt％的异丙醇和60wt％的去离子水组成，在室温下搅拌混合2h后得到。
上述海水基压裂液的制备方法如下：
在室温下，按配方向海水中依次加入螯合剂、高温稳定剂、防膨剂、助排剂水溶液、性能调节剂、破胶剂和海水基压裂液增稠剂，搅拌5min，得到基液；然后向基液中加入交联剂水溶液，搅拌反应，直至形成粘弹性液体，可倾倒“吐舌”和玻璃棒调挂，即为上述海水基压裂液。
实施例3
本实施例提供一种海水基压裂液，包括基液和占基液重量0.12％的交联剂，基液包括如下重量百分比的组分：
海水基压裂液增稠剂1％、性能调节剂0.5％、螯合剂1％、高温稳定剂0.4％、防膨剂0.5％、助排剂0.06％和破胶剂0.2％，余量为海水；
其中，海水基压裂液增稠剂为CN 108485640A实施例3公开的耐高温海水基压裂液增稠剂；
性能调节剂由如下方法制备得到：保持反应釜内温度30℃，向反应釜内依次加入180g去离子水、84g丙烯酰胺、27g丙烯酸钠、4.5g烯丙氧基十二烷基羧酸钠和4.5g 2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠，搅拌至溶解，再对反应体系通 99.999％的高纯氮气进行除氧，之后向其中加入6g甲酸钠，再加入0.3g过硫酸铵和0.3g亚硫酸氢钠进行引发，将反应体系升温至92℃，控制在此温度下反应7h，经造粒、干燥和粉碎后得到性能调节剂；
螯合剂由己二胺四甲叉膦酸与2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸按质量比2:1组成；
高温稳定剂由亚硫酸钠和硫脲按质量比2:1组成；
防膨剂由氯化钾、四甲基氯化铵和聚季铵盐-7按质量比6:6:1组成，在室温下搅拌混合2h后得到；
助排剂水溶液由13wt％的全氟烷基聚氧乙烯醚、7wt％的全氟壬烯氧基苯磺酸钠、20wt％的异丙醇和60wt％的去离子水组成，在室温下搅拌混合2h后得到；
破胶剂为过硫酸钠；
交联剂水溶液由5wt％的八烷基磺酸钠、6wt％的十烷基磺酸钠、9wt％的十二烷基磺酸钠、20wt％的异丙醇和60wt％的去离子水组成，在室温下搅拌混合2h后得到。
上述海水基压裂液的制备方法如下：
在室温下，按配方向海水中依次加入螯合剂、高温稳定剂、防膨剂、助排剂水溶液、性能调节剂、破胶剂和海水基压裂液增稠剂，搅拌5min，得到基液；然后向基液中加入交联剂水溶液，搅拌反应，直至形成粘弹性液体，可倾倒“吐舌”和玻璃棒调挂，即为上述海水基压裂液。
实施例4
本实施例提供一种海水基压裂液，包括基液和占基液重量0.12％的交联剂，基液包括如下重量百分比的组分：
海水基压裂液增稠剂1％和螯合剂0.5％，余量为海水；
其中，海水基压裂液增稠剂为CN 108485640A实施例1公开的耐高温海水基压裂液增稠剂；
交联剂水溶液由6wt％的八烷基磺酸钠、6wt％的十烷基磺酸钠、8wt％的十二烷基磺酸钠、20wt％的异丙醇和60wt％的去离子水组成，在室温下搅拌混合2h后得到。
上述海水基压裂液的制备方法如下：
在室温下，按配方向海水中加入螯合剂，搅拌5min，得到基液；然后向基液中加入交联剂水溶液，搅拌反应，直至形成粘弹性液体，可倾倒“吐舌”和玻璃棒调挂，即为上述海水基压裂液。
实施例5
与实施例4的区别在于，基液中还含有0.5wt％的性能调节剂，性能调节剂的制备方法与实施例3相同。
实施例6
与实施例5的区别在于，基液中还含有0.4wt％的高温稳定剂，高温稳定剂的成分与实施例3相同。
实施例7
与实施例3的区别在于，交联剂为八烷基磺酸钠，其他条件与实施例3相同。
实施例8
与实施例3的区别在于，交联剂为十烷基磺酸钠，其他条件与实施例3相同。
实施例9
与实施例3的区别在于，交联剂为十二烷基磺酸钠，其他条件与实施例3 相同。
对比例1
与实施例3的区别在于，交联剂为四氯化锆，其他条件与实施例3相同。
对比例2
与实施例3的区别在于，交联剂为六烷基磺酸钠，其他条件与实施例3相同。
对比例3
与实施例3的区别在于，交联剂为十四烷基磺酸钠，其他条件与实施例3 相同。
按照SY/T 5107-2005《水基压裂液性能评价方法》对本发明实施例和对比例提供的压裂液的性能进行测试，测试结果如下表1和表2所示：
表1
表2
由表1和表2的数据可知，本发明通过采用特定碳原子含量的烷基磺酸钠作为交联剂，与海水基压裂液增稠剂进行物理交联，提高了海水基压裂液的耐高温性能和携砂性，降低了破胶液的残渣含量；且通过性能调节剂与烷基磺酸钠交联剂配合，能够使海水基压裂液的耐高温性能进一步提高。四氯化锆交联剂不与基液产生交联，耐温性很差，没有应用价值。交联剂烷基磺酸盐的碳原子含量过少或交联剂烷基磺酸盐的碳原子数过多时，海水基压裂液的交联结构均变得不稳定，耐温耐剪切性变差。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (21)
1.一种海水基压裂液，其特征在于，所述海水基压裂液由基液和占所述基液重量0.1-0.14％的交联剂组成；
所述基液包括海水基压裂液增稠剂和海水，所述海水基压裂液增稠剂占所述基液的重量百分比为0.8-1.2％；
所述交联剂由八烷基磺酸盐、十烷基磺酸盐和十二烷基磺酸盐按质量比(0.5-1):(0.5-1):1组成；
所述海水基压裂液增稠剂是顺丁烯二酸单十二烷基酯钠盐、N-十六烷基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、丙烯酰胺和丙烯酸钠的共聚产物；
所述基液还包括占所述基液重量0.4-0.6％的性能调节剂；
所述性能调节剂是1-2重量份烯丙氧基十二烷基羧酸盐、1-2重量份2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸盐、25-30重量份丙烯酰胺和8-10重量份丙烯酸盐的共聚产物，数均分子量为200-300万。
2.根据权利要求1所述的海水基压裂液，其特征在于，所述性能调节剂的制备方法为：配制原料水溶液，所述原料水溶液中各原料的重量百分比为烯丙氧基十二烷基酸盐1-2％，2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸盐1-2％，丙烯酰胺25-30％，丙烯酸盐8-10％；然后在保护环境下向所述原料水溶液中加入占所述原料水溶液重量0.5-2％的链转移剂和0.2-1％的引发剂，在90-95℃下反应6-8h，干燥后得到所述性能调节剂。
3.根据权利要求1所述的海水基压裂液，其特征在于，所述基液还包括占所述基液重量0.5-1％的螯合剂。
4.根据权利要求3所述的海水基压裂液，其特征在于，所述螯合剂由氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸或己二胺四甲叉膦酸中的一种与2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸按质量比(1-2):1组成。
5.根据权利要求1所述的海水基压裂液，其特征在于，所述基液还包括占所述基液重量0.2-0.4％的高温稳定剂。
6.根据权利要求5所述的海水基压裂液，其特征在于，所述高温稳定剂由亚硫酸盐/亚硫酸氢盐与盐酸羟胺/硫脲按质量比(0.5-2):1组成；
所述亚硫酸盐/亚硫酸氢盐为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐；
所述盐酸羟胺/硫脲为盐酸羟胺或硫脲。
7.根据权利要求1所述的海水基压裂液，其特征在于，所述基液还包括占所述基液重量0.5-1％的防膨剂。
8.根据权利要求7所述的海水基压裂液，其特征在于，所述防膨剂由氯化钾、四甲基氯化铵和聚季铵盐-7按质量比(4-6)：(4-6):1组成。
9.根据权利要求1所述的海水基压裂液，其特征在于，所述基液还包括占所述基液重量0.02-0.06％的助排剂。
10.根据权利要求9所述的海水基压裂液，其特征在于，所述助排剂由全氟烷基聚氧乙烯醚和全氟壬烯氧基苯磺酸钠按质量比(0.5-2):1组成。
11.根据权利要求1所述的海水基压裂液，其特征在于，所述基液还包括占所述基液重量0.1-0.3％的破胶剂。
12.根据权利要求11所述的海水基压裂液，其特征在于，所述破胶剂选自过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的一种或至少两种的组合。
13.根据权利要求1所述的海水基压裂液，其特征在于，所述基液包括如下重量百分比的组分：
海水基压裂液增稠剂0.8-1.2％、性能调节剂0.4-0.6％、螯合剂0.5-1％、高温稳定剂0.2-0.4％、防膨剂0.5-1％、助排剂0.02-0.06％和破胶剂0.1-0.3％，余量为海水。
14.一种如权利要求1或2所述的海水基压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
将海水基压裂液增稠剂和性能调节剂溶于海水中，形成基液，然后将所述基液和交联剂在0-30℃下混合，直至形成粘弹性液体，得到所述海水基压裂液。
15.一种如权利要求3或4所述的海水基压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
将海水基压裂液增稠剂、性能调节剂、螯合剂溶于海水中，形成基液，然后将所述基液和交联剂在0-30℃下混合，直至形成粘弹性液体，得到所述海水基压裂液。
16.一种如权利要求5或6中任一项所述的海水基压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
将海水基压裂液增稠剂、性能调节剂、高温稳定剂溶于海水中，形成基液，然后将所述基液和交联剂在0-30℃下混合，直至形成粘弹性液体，得到所述海水基压裂液。
17.一种如权利要求7或8所述的海水基压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
将海水基压裂液增稠剂、性能调节剂、防膨剂溶于海水中，形成基液，然后将所述基液和交联剂在0-30℃下混合，直至形成粘弹性液体，得到所述海水基压裂液。
18.一种如权利要求9或10所述的海水基压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
将海水基压裂液增稠剂、性能调节剂、助排剂溶于海水中，形成基液，然后将所述基液和交联剂在0-30℃下混合，直至形成粘弹性液体，得到所述海水基压裂液。
19.一种如权利要求11或12中任一项所述的海水基压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
将海水基压裂液增稠剂、性能调节剂、破胶剂溶于海水中，形成基液，然后将所述基液和交联剂在0-30℃下混合，直至形成粘弹性液体，得到所述海水基压裂液。
20.一种如权利要求13所述的海水基压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
将海水基压裂液增稠剂、性能调节剂、螯合剂、高温稳定剂、防膨剂、助排剂、破胶剂溶于海水中，形成基液，然后将所述基液和交联剂在0-30℃下混合，直至形成粘弹性液体，得到所述海水基压裂液。
21.一种如权利要求1-13任一项所述的海水基压裂液的用途，其特征在于，所述海水基压裂液用于海洋油气田开发。
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