一种油田高矿化度区滑溜水及其制备方法

技术领域

本发明属于滑溜水技术领域，具体涉及一种油田高矿化度区滑溜水及其制备方法。

背景技术

流体的摩擦阻力限制了流体在管道中的流动，造成管道输量降低和能量消耗增加；用于降低流体流动阻力的化学剂称为减阻剂(drag reducing agent)，简称DRA。减阻剂通常是具有减少阻力作用的到高分子化合物，在流体输送时将它加入流体中，可以取得提高流量、降低能耗等等作用。减阻剂广泛应用于水、原油和成品油管道输送，它是在特定地段提高管道流通能力和降低能耗的重要手段。例如：水溶性的聚环氧乙烷，只用25毫克/千克就能使水在管道中所受阻力下降75％，出水速率增加好几倍，用于灭火或其他紧急用水的场合；油溶性的聚异丁烯用量为60毫克/千克时，即可使原油在管道中的输送能力大大提高，起到增输节能的作用。随着研究的不断深入，减阻剂产品日趋成熟，已经进入商业实用阶段，适用于油田压裂技术的矿化滑溜水用量越来越大。

近年来，滑溜水压裂技术快速发展，多级水平井压裂和同步压裂技术在页岩储层和致密油层得到广泛应用，使得滑溜水需求量大量攀升，配置滑溜水所需的清水使用量也越来越大，特别对于海上油田和水资源缺乏的地区，水源成了一大问题。同时，大量产出水的处理，也给各大企业增加了负担，故许多油田都考虑将油层产出水和压裂液返排液循环利用。

油田产出水经过一般的化学和机械处理过程后可除去绝大多数固体杂质，但水中的可溶性盐类难以去除；由于常规的减阻剂只能使用清水体系，在盐水体系中性能会下降，这使得抗盐性减阻剂的需求越来越迫切。随着开采工艺不断提高，压裂液体系愈加复杂，配伍性要求越来越高，对体系耐温能力要求也随之提高。

发明内容

本发明提供一种抗高盐和耐温能力强的减阻剂及其制备方法，以解决现有技术的中常规减阻剂在盐水体系减阻效果差以及耐温能力差的技术问题。

本发明提供了一种滑溜水，所述滑溜水包括水和减阻剂，且以重量百分比计，所述减阻剂的添加量不低于0.1％，所述的水为清水或矿物质水或油田产出水；优选的不高于1％。

本发明的滑溜水中，所述的减阻剂包括丙烯酰胺晶体、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、液碱、N-乙烯基吡咯烷酮、醋酸钠(优选为无水醋酸钠)、白油、乳化剂和余量水。

优选的，以重量百分比计，本发明的减阻剂所述的丙烯酰胺晶体的含量为15-21％，优选为14-20％或15％-19％，更优选为16-18％，最优选为17％。

以重量百分比计，本发明的减阻剂所述的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸含量为3％-7％，优选为4％-6％，，最优选为17％。

以重量百分比计，本发明的减阻剂所述的丙烯酸的含量为3.0％-6.0％，优选为3.5％-5％，最优选为4.3％。

本发明的液碱为质量浓度为40-42％的液碱，以重量百分比计，本发明的减阻剂所述的液碱的含量为5.0％-9.0％，优选为6％-8％或7％-8％，最优选为7.4％。

以重量百分比计，本发明的减阻剂所述的醋酸钠的含量为1.5％-4.5％，优选为2.0％-4.0％，最优选为3.0％。

以重量百分比计，本发明的减阻剂所述的白油的含量为25％-40％，优选为30％-37％，最优选为34％。

本发明的乳化剂选自硬脂酸钠、十二烷基磺酸钠、阿拉伯胶中的一种或多种，优选为十二烷基磺酸钠，以重量百分比计，本发明的减阻剂所述的乳化剂的含量为1.4％-2.0％，优选为1.5％-1.9％或1.6％-1.8％，最优选为1.7％。

本发明的减阻剂还包含余量的水，所述的水优选为去离子水或蒸馏水。

进一步的，本发明所述滑溜水含有油田产出水或矿物质水。

在无特殊说明的情况下，本发明的术语AM代指丙烯酰胺、AMPS代指2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、AA代指丙烯酸、NVP代指N-乙烯基吡咯烷酮。

本发明还提供了所述滑溜水中添加的减阻剂的制备方法，所述的方法包括：在反应容器中加入水，并控制温度为40-60℃；按照比例，加AMPS、AM晶体、AA、白油，搅拌均匀；然后加入烧碱、NVP/醋酸钠、乳化剂；加入引发剂，在40-60℃条件下，通过缔合反应即得减阻剂。

优选的所述引发剂选自过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，所述引发剂的用量为丙烯酰胺的0.1-1％。

本发明具有以下有益效果：

本发明的减阻剂的产生是在乳液聚合的过程中，引入一种有庞大侧基的特殊单体，增大了空间位阻，抗水解能力较强。高温老化过程中伴有分子链的断裂，因刚性基团的位阻效应，分子运动阻力大，则表观黏度降低幅度较小。在此基础上还筛选了一种非离子类的表面活性剂，作为体系中的转向剂，能够使减阻剂在高矿化度水中快速的释放。

本发明的减阻剂抗盐性能好，在矿化度为150000mg/L-200000mg/L,施工时本公司发明的减阻剂低粘用量0.1-0.2％，高粘用量0.6-0.8％，减阻率均达到75％以上。

使用本发明的减阻剂配制滑溜水配制工艺非常简单，不需要配液站和配液设备，通过混砂车在线添加的方式即可满足配制和施工同步进行，实现了操作简便、施工成本低、无剩液的环保施工模式

本公司发明的减阻剂抗温性能好，配伍性好，耐温能力高

具体实施方式

为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。

通用制备实施例：

在反应容器中加入水，并控制温度为40-60℃；按照比例，加入AMPS、AM晶体、AA、白油，搅拌均匀；然后加入烧碱、NVP/醋酸钠、乳化剂；加入引发剂，在40-60℃条件下，通过缔合反应2-3小时即得减阻剂。

实施例1：准确称量去离子水24.6kg，AM晶体17kg，AMPS5kg，AA4.3kg，液碱7.4kg，NVP3kg，白油34kg，十二烷基磺酸钠1.7kg，过氧化苯甲酰85g备用。

在反应釜加入去离子水，开启搅拌，并控制温度为40-60℃；依次缓慢加入AMPS、AM晶体、AA、白油，搅拌均匀；再加入液碱、NVP、无水醋酸钠、十二烷基磺酸钠，继续搅拌；最后被加入过氧化苯甲酰，在40-60℃条件下，反应2-3小时，通过缔合反应即得减阻剂。

实施例2

准确称量去离子水24.6kg，AM晶体17kg，AMPS5kg，AA4.3kg，液碱7.4kg，NVP3kg，白油34kg，硬脂酸钠1.7kg，偶氮异丁腈85g备用。

在反应釜加入去离子水，开启搅拌，并控制温度为40-60℃；依次缓慢加入AMPS、AM晶体、AA、白油，搅拌均匀；再加入液碱、NVP、无水醋酸钠、硬脂酸钠，继续搅拌；最后被加入过氧化苯甲酰，在40-60℃条件下，反应2-3小时，通过缔合反应即得减阻剂。

滑溜水制备例1：取10kg清水，按重量比0.1％实施例1添加制备得到的减阻剂，搅拌2分钟，测试减阻率为78％。

滑溜水制备例2：取10kg不同浓度的氯化钠水溶液(mg/L)，按重量比0.1％添加实施例1制备得到的减阻剂，搅拌2分钟，测试减阻率。

滑溜水制备例3：取10kg不同浓度的氯化钙水溶液，按重量比0.1％添加实施例1制备得到的减阻剂，搅拌2分钟。

测试例2(减阻率)：

滑溜水制备例4：在25℃取10kg浓度为50000mg/l的氯化钠水溶液mg/l，按重量比0.1％添加实施例1制备得到的减阻剂，搅拌2分钟，程序升温，测试测试减阻率。

测试例3(减阻率)

上数据表明本发明的减水剂具有良好的耐盐、耐温性能，得到的滑溜水减阻效果明显。

以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。