[发明专利]一种海水基免混配多功能压裂液稠化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种海水基免混配多功能压裂液稠化剂及其制备方法。本发明海水基压裂液稠化剂按重量比计，包含以下组分：40～50％的改性聚丙烯酰胺，1～3％的稳定剂，1～3％的增效剂，1～5％的分散剂，45～55％的油相。本发明海水基免混配多功能压裂液的制备方法是将上述组分按照一定顺序投加，并在一定转速一定温度下共搅拌制得。本发明海水基免混配多功能压裂液稠化剂兼具超快速增粘、耐温抗盐、破乳助排、粘土稳定、高砂比等多种功能，在海上压裂施工现场使用时无需配液装置，可以免混配加注，无需配套加注交联剂、破乳助排剂、粘土稳定剂等助剂，简化施工程序、降低成本、提高施工效率。

技术领域：

本发明涉及低渗油气资源压裂增产技术领域，更具体地说，涉及一种海水基免混配多功能压裂液稠化剂及其制备方法。

背景技术：

目前，与陆地压裂相比，海上压裂有以下几个受限条件：一是海上低渗储层相比陆地致密气、页岩气，渗透率一般高一到两个数量级，实施大规模体积压裂的必要性不强；二是海上单个井槽以及综合建井成本远高于陆地，经济开发门槛高，试错成本高；三是海上作业空间有限，无法摆放大量的压裂装备，传统海上压裂配液一般采用陆上淡水配制后再通过运输船转运到压裂平台施工，配液成本高、周期长、易受自然条件等外部因素制约。同时，海上低渗储层具有埋藏深、温度高的特点，因此，设计高温海水基压裂液体系，实现连续混配以满足海上平台施工，降低成本、提高施工效率和节约淡水资源，是目前海水基压裂液的研究重点。

国内外目前研究和开发的高温海水基压裂液体系主要包括：胍胶等天然聚合物、黏弹性表面活性剂和合成聚合物三类。CN110437815A公开的海水基压裂液使用浓度为0.25～0.45％的改性胍胶，在160℃，170s^-1下，连续剪切60min，粘度保持在30mPa.s以上，海水基压裂液交联时间15～90s可调，360min完全破胶，破胶液粘度≤2mPa.s,残渣含量≤200mg/L。CN109575904B公开的海水基压裂液使用浓度为0.8～1.2％的合成聚合物增稠剂，在190℃、170s^-1下连续剪切90min的粘度≥50mPa.s，破胶时间≤12h，破胶液粘度≤5mPa.s，破胶液残渣含量≤100mg/L，岩心伤害率≤30％，破胶液防膨率≥80％，表面张力≤28mN/m，界面张力≤2mN/m。张鹏远等(海水基连续混配清洁压裂液的合成与性能评价。石油工程建设，2020，46：242-245.)公开的海水基清洁压裂液使用黏弹性表面活性剂为稠化剂，现场加量为3.5％，在120℃、170s^-1下连续剪切120min的粘度≥50mPa.s，稠化剂溶解时间小于1min。以上各种海水基压裂液，黏弹性表面活性剂压裂液使用浓度高、使用温度较低，不适合海上高温油气藏应用；天然聚合物及合成聚合物压裂液使用浓度较低、耐温等级高，但天然聚合物及合成聚合物粉剂溶解时间长，配液装置占用更多的作业空间，不利于空间有限的海上压裂作业。

乳液型合成聚合物稠化剂可实现超快速溶解、配制方便等性能效果，无需配液装置，可以免混配使用，节省作业空间，极大地方便海上压裂作业，CN106350053A、CN110791278A、CN112500845A等公开的海水基压裂液均使用乳液型合成聚合物作为稠化剂，使用浓度为1～2％，耐温等级为130～180℃，但乳液型合成聚合物稠化剂制备时采用油包水的反相聚合方式，最终产品中含有大量水，因此固含量不高，CN106350053A、CN110791278A、CN112500845A等使用的乳液型稠化剂固含量均低于30％。近两年在陆地油田大规模体积压裂中广泛应用的悬浮液型合成聚合物稠化剂采用将聚合物固体粉末均匀分散于油相的方法制备，产品固含量高，如CN 108659809 B和CN 110317600 A公开的悬浮液固含量均在40～50％。同时，乳液型稠化剂的聚合物在加入具有耐温抗盐功能的单体时，因耐温抗盐功能单体均具有两亲性，为确保油包水乳液的稳定性，功能单体的加量受限，最终得到聚合物的分子量也偏低，因此，同样的加药浓度下，悬浮液型合成聚合物稠化剂因固含量和聚合物分子量更高具有更好的增粘效果以及携砂能力，但因制备工艺简单，目前悬浮液产品在耐温抗盐、一剂多能等方面的性能不满足海上高温油气藏压裂施工使用。

发明内容：