頁巖氣滑溜水壓裂液及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于低滲透油氣田開采領域，具體地，涉及一種頁巖氣滑溜水壓裂液及其 制備方法。
【背景技術】
[0002] 致密頁巖氣儲層具有低孔、低滲的特點，勘探開發難度較大，大多數頁巖氣井需要 儲層改造才能獲得比較理想的產量，具備生、儲烴能力的頁巖必須通過大規模體積壓裂才 能獲得工業開采價值；因此，上萬立方米的壓裂液使用量成為頁巖氣藏壓裂有別于常規氣 藏壓裂的特點之一。目前，國外頁巖氣開發最主要的增產措施是減阻壓裂，即利用減阻水壓 裂液進行體積改造。減阻水壓裂液體系是針對頁巖氣儲層改造而發展起來的一種新的壓裂 液體系。頁巖氣水平井壓裂是頁巖油氣高效勘探開發的關鍵技術和核心技術，滑溜水壓裂 液是這項技術的重要載體和實現手段。
[0003] CN103756664A公開了一種頁巖氣壓裂液用稠化劑、壓裂液，稠化劑是由粘彈性表 面活性劑、聚丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧三甲基氯化銨、N-異丙基 丙烯酰胺、庚二酰、片堿按3: 5~7:0.4~0.6:1~2:1.5~2.5 :1.5~2.5 :0.8~1.2比例合 成;壓裂液包括稠化劑，并包括由表面活性劑與乙醇按1:1.5~2.5混合的流變助劑，還可包 括溫度穩定劑，具備低傷害、高效增粘、抗溫、抗鹽、抗剪切、低摩阻等特性。
[0004] CN 102604625B公開了一種陸相頁巖氣壓裂用水基壓裂液，包括高分子聚合物、粘 土穩定劑、助排劑、殺菌劑和水；其中，各組分的質量百分比為：高分子聚合物為0.02~ 0.1%，粘土穩定劑為2~3%，助排劑為0.3~0.5%，殺菌劑為0.1~0.3%，余量為水。高分 子聚合物為羥丙基胍膠、聚丙烯酰胺、羥乙基纖維素或羧甲基纖維素。
[0005] CN 103602330A公開了一種用于頁巖體積壓裂的纖維復合清水壓裂液，各組分的 重量百分比為:減阻劑0.1% ;KC1防膨劑1%;長效粘土穩定劑1%;復配殺菌劑0.06%;阻垢 劑0.005%;表面活性劑0.3%;其余為水。減阻劑為陰離子類聚丙烯酰胺。纖維的加入顯著 提高了清水壓裂液的懸砂性能，有效降低了清水壓裂液的管柱摩阻，并能防止支撐劑回流。
[0006] CN 104610492A公開了一種壓裂液用降阻劑及適于頁巖氣壓裂的壓裂液，降阻劑 由水相和油相結合進行反向乳液聚合而成，其中水相中各單體與水的重量份為:丙烯酰胺 0.7~1.3,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.7~1.5,水1。降阻劑溶脹速度快、黏度低2~ 30mPa. s可調，濃度為0.05%時，降阻率可達到76.5 %，頁巖防膨率超過80%，對頁巖地層傷 害率較低，僅為5.33%。
[0007] 現有國內頁巖氣壓裂采用低黏滑溜水進行大液量、低砂比施工，現場實施效果不 理想，易于砂堵，施工成功率低。根據我國頁巖儲層應力差異大、黏土礦物含量高、裂縫不發 育等特點，需要提高滑溜水的黏度、提高壓裂砂比。

【發明內容】

[0008] 針對現有技術的不足，本發明提供一種頁巖氣滑溜水壓裂液及其制備方法，采用 多元共聚的乳液聚合物作為滑溜水的減阻劑，利用交聯劑的交聯作用，提高滑溜水的黏度， 通過交聯劑的加量，根據現場施工及壓裂砂比的要求，調節滑溜水的黏度，有效防止砂堵， 體系具有速溶、高效減阻、低傷害、易反排等優良性能，可滿足頁巖氣大排量注入、連續混配 施工、保護儲層的要求。
[0009] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：
[0010] 頁巖氣滑溜水壓裂液，質量百分比組成如下：
[0011] 乳液減阻劑 0.1%~0.3% 交聯劑 0%~1%: 交聯延遲劑 0%~0. 5%
[0012] 防膨劑 0· 3%~0· 5% 助排劑 0.1%~0:, 3%
[0013] 余量為水。
[0014] 優選地，所述的減阻劑為AM-AMPS-NVP三元共聚物，不含陽離子單體，分子量600-800 萬。
[0015]優選地，所述的交聯劑選自氧氯化鋯或乙酸鋯。
[0016] 優選地，所述的交聯延遲劑為乙酰丙酮。
[0017] 優選地，所述的防膨劑為KC1:鹽酸胍=1:1 (質量比）。
[0018] 優選地，所述的助排劑是非離子氟碳表面活性劑Z?ny I K_FSN-100。
[0019] 所述減阻劑的制備方法如下：
[0020] (1)、在高壓高溫反應釜中加入乳化劑20kg，環己烷100L，攪拌均勻，形成油相；乳 化劑質量組分為表活劑Span80:表活劑Tween80:表活劑0P-10 = 15:2:2;
[0021] (2)、將單體丙烯酰胺(AM)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基吡咯 烷酮(NVP)按照質量比5:1~2:0.5~2配成30% (質量百分比）的水溶液，用50~100ppml5% (質量百分比）的NaOH溶液將其pH值調至7，形成水相；
[0022] (3)、將100L水相慢慢滴加到30L油相中，攪拌均勻得到穩定的反相乳液體系;放在 30°C的水浴箱中，通入N2;30min后，滴加引發劑，引發劑為過硫酸銨：亞硫酸鈉= 1:1(質量 比），引發劑加量為單體總量的0.1%;繼續反應4~5h，即得到減阻劑，粘均分子量為500萬-800 萬。
[0023] 上述頁巖氣滑溜水壓裂液的制備方法，包括以下步驟：
[0024] (1)、采用隔膜栗按照施工方案的乳液減租劑的濃度0.1 %-0.3%的用量加入壓裂 液在線配置管匯或者壓裂混砂車；
[0025] (2)、防膨劑、助排劑也分別按照使用濃度用量采用計量栗加入在在線配置管匯或 者壓裂混砂車；
[0026] (3)、如果施工方案要求使用交聯劑以及交聯延遲劑，根據設計用量直接采用計量 栗在混砂車加入。
[0027] 相對于現有技術，本發明的有益效果如下：
[0028] 1、采用的乳液減阻劑，溶解速度快，使得體系具有速溶(45s)、高效減阻（60%以 上)特點，壓裂液可以在線混配。
[0029] 2、采用的交聯劑和交聯延遲劑，可以根據現場施工特別是攜砂的要求，調節壓裂 液的黏度和交聯時間，防止砂堵，保障施工安全。
[0030] 3、采用的減阻劑為AM-AMPS-NVP三元共聚物，不含陽離子單體，助排劑選用非離子 氟碳表面活性劑，防膨劑選用小分子量的化合物，盡可能減少了由于聚合物及添加劑在帶 負電的巖石表面的吸附帶來的地層傷害。
[0031] 4、減阻劑中引入了帶大環側鏈的N-乙烯基吡咯烷酮，增強了減阻劑額分子結構的 剛性，提高了減阻劑的耐溫抗鹽抗剪切性能。
[0032] 5、防膨劑采用兩種防膨劑-無機防膨劑KC1和有機防膨劑鹽酸胍，兩種防膨劑協同 作用，有效防止頁巖膨脹，保護地層。
[0033] 6、壓裂液可以調節黏度和交聯時間，增大交聯劑加量，壓裂液黏度可以達到可調 掛，不但可用于頁巖氣壓裂施工，也可用于其他地層壓裂施工。
[0034] 7、減阻效率高，黏度可調，攜砂能力強，防頁巖膨脹效果顯著。
【附圖說明】
[0035]圖1是該體系降阻率測定結果曲線。
【具體實施方式】 [0036] 實施例一
[0037] 頁巖氣滑溜水壓裂液，質量百分比組成如下：0.2%的減阻劑、0.5%的防膨劑、 0.2 %的助排劑，余量為水;其中：減阻劑為AM-AMPS-NVP三元共聚物，不含陽離子單體，減阻 劑中單體丙烯酰胺(AM)、2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)的 質量比為5:1: 2,減阻劑分子量600