[发明专利]一种海水基压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水基压裂液及其制备方法。

背景技术

现有的压裂液都是淡水配制的，但是对于海上油田来说，淡水资源的提供由于受到空间、运输、成本等多种因素的影响，难以满足油田压裂改造的需要。对于海上油田来说，海水又是一种普遍存在，容易取用的水资源。但是，由于海水是一个复杂的水系统，里面包含有几十种矿物质元素，还有多种有机质的存在，是一个高盐、多成份的水体系。目前常用的水基压裂液稠化剂都或多或少的受到海水成分的影响而难以满足压裂施工的要求。

因此，需要开发一种适应海水水体同时满足压裂要求的压裂液。

发明内容

本发明的目的是提供一种海水基压裂液。

本发明的另一个目的是提供一种制备海水基压裂液的方法。

本发明提供的海水基压裂液是将97-99重量份的海水、0.3-0.7重量份的稠化剂、0.5-0.8重量份的表面活性剂、0.05-0.2重量份的PH值调节剂、0.01-0.05重量份的破胶剂混合，然后与0.3-0.7重量份的交联剂进行交联反应即得，其中所述稠化剂是羟烷基、羧烷基和磺酸基改性的瓜尔胶衍生物。

本发明所述的稠化剂，即羟烷基、羧烷基和磺酸基改性的瓜尔胶衍生物的制备方法可以包括由瓜尔胶和环氧乙烷和/或环氧丙烷，在醇-水的混合溶剂中，在路易斯酸或路易斯碱的催化下，控制温度在45-85℃范围内发生开环加成反应，反应时间2-5小时，过滤、洗涤2-4次；然后，在醇-水的混合溶剂中，碱性化合物的催化下，控制温度50-90℃，与羧基化试剂和磺化试剂进行反应，反应时间2-6小时，过滤、洗涤2-4次，干燥4-10小时，制得含有羟烷基、羧烷基和/或磺酸基的瓜尔胶衍生物。

所述路易斯酸为氯化铝、氯化铁、盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种；所述路易斯碱为氨、一甲胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙、氧化镁中的一种或多种；所述醇水混合溶剂由0-50％的水、50-100％的醇组成(按体积比计)；所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇及其混合物。羧基化试剂选自氯乙酸；磺化试剂选自氯磺酸、浓硫酸、三氧化硫、发烟硫酸、氨基磺酸和亚硫酸盐。

本发明所述的交联剂由5-15重量份的主剂、10-20重量份的络合剂、65-85重量份的水复配组成。主剂选自氯氧化锆、锆酸盐、四氯化锆、四氯化钛、钛酸酯中的一种或多种；络合剂选自多元醇、多元酸、烷醇胺中的一种或多种；多元醇选自乙二醇、丙三醇、甘露醇、木糖醇、山梨醇；多元酸选自乙二酸、酒石酸、柠檬酸、丙二酸和丁二酸；烷醇胺选自一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。

本发明所述的表面活性剂为氟碳表面活性剂、聚醚型表面活性剂、聚醚羧酸盐型表面活性剂以及它们混合物，聚醚表面活性剂是指OP-7、OP-10、AEO-9、AE-1910、HD-3、SP169等，聚醚羧酸盐型表面活性剂是指AES、ABS、SBS等。

本发明的破胶剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、高锰酸钾、高氯酸钾、氯酸钾、高碘酸钾、碘酸钾和双氧水中的一种或多种。

本发明所述PH调节剂选自醋酸、草酸、甲酸、柠檬酸、盐酸、碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或多种。

本发明的海水基压裂液的制备方法包括下述步骤：

将稠化剂、表面活性剂、破胶剂、PH值调节剂海水混合得基液，然后再加入交联剂进行交联反应即得海水基压裂液。

本发明的海水基压裂液适用于我国不同海域的海水，且耐温能力达到120℃。

本发明的海水基压裂液与海水配伍性好，对海水中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等多种高价、变价金属离子具有耐受性和良好的络合性。可以克服和降低二次沉淀造成的伤害。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明，以下实施例中采用的物质，除了注明的之外，其余均为市售。

实施例1：

首先制备稠化剂：取50g的瓜尔胶粉加入100ml乙醇和50ml水组成的混合溶液中，加入3g的氢氧化钠，控温至50-55℃，加入60ml的环氧乙烷，反应3小时，冷却至室温，过滤，洗涤2次，再加入100ml异丙醇和30ml水组成的混合溶液中，加入2.5g氢氧化钠，控温60-65℃，反应15min，加入5g氯乙酸和1.5g氯磺酸反应4h，冷却至室温，过滤、洗涤3次，干燥粉碎制成干粉得羟乙基羧甲基磺酸基瓜尔胶。