[发明专利]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

说明书

技术领域

本申请涉及一种海水基压裂液，更具体地，涉及一种适用于160℃地层温度的高温海水基压裂液及其制备方法。

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，由于受到空间、运输、成本等多种因素的影响，淡水资源的提供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或多或少地都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

本申请的目的是提供一种适用于160℃地层温度的高温海水基压裂液。

本申请的另一个目的是提供一种制备适用于160℃地层温度的高温海水基压裂液的方法。

具体地，本申请提供一种适用于160℃地层温度的高温海水基压裂液，所述海水基压裂液由基液与交联剂反应制得，所述基液包括以下重量份的原料：海水96-98份，稠化剂0.5-1.0份，螯合调节剂0.8-1.5份，温度稳定剂0.3-1.0份，表面活性剂0.1-0.5份，破胶剂0.01-0.05份；其中所述交联剂为0.5-1.5重量份。

在一些实施方式中，所述稠化剂可以是羟烷基、羧烷基和磺酸基改性的瓜尔胶衍生物。

在一些实施方式中，所述羟烷基、羧烷基和磺酸基改性的瓜尔胶衍生物可以通过下面的步骤来制备：

在醇-水的混合溶剂中，在路易斯酸或路易斯碱的催化下，在45℃-85℃的温度下，优选地在50℃-55℃的温度下，使瓜尔胶和环氧乙烷和/或环氧丙烷发生开环加成反应，优选反应时间为2-5小时，之后冷却至室温，过滤，洗涤（例如2-4次），得到中间产物；

在醇-水的混合溶剂中，在路易斯酸或路易斯碱的催化下，在50℃-90℃的温度下，优选地在60℃-65℃的温度下，使中间产物与羧基化试剂和磺化试剂进行反应，优选反应时间为2-6小时，之后冷却至室温，过滤，洗涤（例如2-4次），干燥（例如4-10小时），得到所述羟烷基、羧烷基和磺酸基改性的瓜尔胶衍生物。

其中，这两个步骤中的“醇-水的混合溶剂”中的醇可以是相同的或不同的。

优选地，所述稠化剂为羟乙基羧甲基磺酸基瓜尔胶。

上述步骤中，所述路易斯酸可以选自氯化铝、氯化铁、盐酸、硫酸或硝酸中的一种或多种；所述路易斯碱可以选自氨、一甲胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙或氧化镁中的一种或多种；所述醇-水混合溶剂可以由按体积计的0-50%的水和50-100%的醇组成；所述醇可以选自甲醇、乙醇或异丙醇中的一种或多种；所述羧基化试剂可以选自氯乙酸、环氧丙烷或卤代脂肪酸中的一种或多种；所述磺化试剂可以选自氯磺酸、浓硫酸、三氧化硫、发烟硫酸、氨基磺酸或亚硫酸盐。

在一些实施方式中，所述交联剂可以由下面重量份的各原料制得：主剂10-25份；络合剂10-20份；助络合剂10-30份；有机溶剂25-70份。

其中，所述主剂可以选自氯氧化锆、锆酸盐、四氯化锆、四氯化钛或钛酸酯中的一种或多种；所述络合剂可以选自多元酸或烷醇胺中的一种或多种；所述多元酸可以选自乙二酸、酒石酸、柠檬酸、丙二酸或丁二酸；所述烷醇胺可以选自一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺；所述助络合剂可以选自乙二醇、丙三醇、甘露醇、木糖醇或山梨醇中的一种或多种；所述有机溶剂可以选自乙醇、异丙醇或丙酮中的一种或多种。

在一些实施方式中，所述交联剂可以通过下面的步骤来制备：

使所述主剂、络合剂和助络合剂在80℃-100℃的温度下，优选地在85℃-90℃的温度下脱水络合反应，优选反应时间为1-2小时；然后，升温至130℃-180℃，优选地升温至135℃-140℃，并在该温度下脱水络合反应，优选反应时间为2-4小时；然后降温至50℃-60℃，优选地降温至55℃，加入所述有机溶剂，混合均匀。

在一些实施方式中，所述表面活性剂可以选自聚醚型表面活性剂和聚醚羧酸盐型表面活性剂中的一种或多种。

优选地，所述聚醚型表面活性剂可以选自烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。优选地，所述烷基酚聚氧乙烯醚为烷基酚聚氧乙烯(7)醚（OP-7）或辛基酚聚氧乙烯醚（OP-10）。所述脂肪醇聚氧乙烯醚的非限制性实例包括脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-7）。

优选地，所述聚醚羧酸盐型表面活性剂可以选自醇醚硫酸酯盐和烷基苯磺酸盐中的一种或多种。