[發明專利]一種海水基免混配多功能壓裂液稠化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202210387513.7
• 申請日: 2022-04-14
• 公開（公告）號: CN114891493A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 范友泉;滕大勇;張昕;丁秋煒;周柄男;張宇;王素芳
• 申請（專利權）人: 中海油天津化工研究設計院有限公司;中國海洋石油集團有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C09K8/88
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本發明公開了一種海水基免混配多功能壓裂液稠化劑及其制備方法。本發明海水基壓裂液稠化劑按重量比計，包含以下組分：40～50％的改性聚丙烯酰胺，1～3％的穩定劑，1～3％的增效劑，1～5％的分散劑，45～55％的油相。本發明海水基免混配多功能壓裂液的制備方法是將上述組分按照一定順序投加，并在一定轉速一定溫度下共攪拌制得。本發明海水基免混配多功能壓裂液稠化劑兼具超快速增粘、耐溫抗鹽、破乳助排、粘土穩定、高砂比等多種功能，在海上壓裂施工現場使用時無需配液裝置，可以免混配加注，無需配套加注交聯劑、破乳助排劑、粘土穩定劑等助劑，簡化施工程序、降低成本、提高施工效率。

技術領域：

本發明涉及低滲油氣資源壓裂增產技術領域，更具體地說，涉及一種海水基免混配多功能壓裂液稠化劑及其制備方法。

背景技術：

目前，與陸地壓裂相比，海上壓裂有以下幾個受限條件：一是海上低滲儲層相比陸地致密氣、頁巖氣，滲透率一般高一到兩個數量級，實施大規模體積壓裂的必要性不強；二是海上單個井槽以及綜合建井成本遠高于陸地，經濟開發門檻高，試錯成本高；三是海上作業空間有限，無法擺放大量的壓裂裝備，傳統海上壓裂配液一般采用陸上淡水配制后再通過運輸船轉運到壓裂平臺施工，配液成本高、周期長、易受自然條件等外部因素制約。同時，海上低滲儲層具有埋藏深、溫度高的特點，因此，設計高溫海水基壓裂液體系，實現連續混配以滿足海上平臺施工，降低成本、提高施工效率和節約淡水資源，是目前海水基壓裂液的研究重點。

國內外目前研究和開發的高溫海水基壓裂液體系主要包括：胍膠等天然聚合物、黏彈性表面活性劑和合成聚合物三類。CN110437815A公開的海水基壓裂液使用濃度為0.25～0.45％的改性胍膠，在160℃，170s^-1下，連續剪切60min，粘度保持在30mPa.s以上，海水基壓裂液交聯時間15～90s可調，360min完全破膠，破膠液粘度≤2mPa.s,殘渣含量≤200mg/L。CN109575904B公開的海水基壓裂液使用濃度為0.8～1.2％的合成聚合物增稠劑，在190℃、170s^-1下連續剪切90min的粘度≥50mPa.s，破膠時間≤12h，破膠液粘度≤5mPa.s，破膠液殘渣含量≤100mg/L，巖心傷害率≤30％，破膠液防膨率≥80％，表面張力≤28mN/m，界面張力≤2mN/m。張鵬遠等(海水基連續混配清潔壓裂液的合成與性能評價。石油工程建設，2020，46：242-245.)公開的海水基清潔壓裂液使用黏彈性表面活性劑為稠化劑，現場加量為3.5％，在120℃、170s^-1下連續剪切120min的粘度≥50mPa.s，稠化劑溶解時間小于1min。以上各種海水基壓裂液，黏彈性表面活性劑壓裂液使用濃度高、使用溫度較低，不適合海上高溫油氣藏應用；天然聚合物及合成聚合物壓裂液使用濃度較低、耐溫等級高，但天然聚合物及合成聚合物粉劑溶解時間長，配液裝置占用更多的作業空間，不利于空間有限的海上壓裂作業。

乳液型合成聚合物稠化劑可實現超快速溶解、配制方便等性能效果，無需配液裝置，可以免混配使用，節省作業空間，極大地方便海上壓裂作業，CN106350053A、CN110791278A、CN112500845A等公開的海水基壓裂液均使用乳液型合成聚合物作為稠化劑，使用濃度為1～2％，耐溫等級為130～180℃，但乳液型合成聚合物稠化劑制備時采用油包水的反相聚合方式，最終產品中含有大量水，因此固含量不高，CN106350053A、CN110791278A、CN112500845A等使用的乳液型稠化劑固含量均低于30％。近兩年在陸地油田大規模體積壓裂中廣泛應用的懸浮液型合成聚合物稠化劑采用將聚合物固體粉末均勻分散于油相的方法制備，產品固含量高，如CN 108659809 B和CN 110317600 A公開的懸浮液固含量均在40～50％。同時，乳液型稠化劑的聚合物在加入具有耐溫抗鹽功能的單體時，因耐溫抗鹽功能單體均具有兩親性，為確保油包水乳液的穩定性，功能單體的加量受限，最終得到聚合物的分子量也偏低，因此，同樣的加藥濃度下，懸浮液型合成聚合物稠化劑因固含量和聚合物分子量更高具有更好的增粘效果以及攜砂能力，但因制備工藝簡單，目前懸浮液產品在耐溫抗鹽、一劑多能等方面的性能不滿足海上高溫油氣藏壓裂施工使用。

發明內容：