[发明专利]一种耐温耐盐阴离子表面活性剂清洁压裂液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐温耐盐阴离子表面活性剂清洁压裂液及其制备方法，所述压裂液组分包括磺酸盐阴离子表面活性剂、助水溶盐、有机溶剂、反离子盐、水。以重量份数计，包括：磺酸盐阴离子表面活性剂0.1～30份、助水溶盐0.01～20份、有机溶剂0.1～20份、反离子盐0.1～30份、水80～150份。本发明清洁压裂液具有良好的粘弹性和耐温耐剪切特性，且对钙、镁离子具有较高耐受能力，组分简单、配制方便，能够满足油气田开发对压裂液的要求。

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，具体涉及一种耐温耐盐阴离子表面活性剂清洁压裂液及其制备方法。

背景技术

水力压裂是低渗透油气藏开发的关键增产措施，其中压裂液的性能对增产效果具有重要影响。理想的压裂液应该是在施工中具有一定的粘度，能满足造缝和携砂的要求，而在施工结束后能够迅速彻底破胶，以保证压裂液的快速返排，从而降低对储层和支撑裂缝的伤害。但传统水溶性高分子植物胶稠化剂中含有大量水不溶物，在破胶以后容易形成残渣堵塞地层孔隙和支撑剂充填导流裂缝，从而降低地层渗透率，影响压裂效果和最终油气产量。

粘弹性表面活性剂(Viscoelastic Surfactant,VES)是一类结构特殊的表面活性剂，其在盐水溶液中可聚集形成具有一定长度的蠕虫状胶束，高浓度的蠕虫状胶束之间相互缠结，形成动态网络结构，使溶液具有明显的粘弹性，可以作为压裂液实现携带支撑剂的目的。蠕虫状胶束在与烃类(如原油)接触或遇大量水稀释时会被破坏而引起压裂液破胶，破胶后表面活性剂溶于水，不存在残渣；并且能降低界面张力、帮助形成泡沫，有利于提高压裂液返排率，降低对地层伤害。因此粘弹性表面活性剂压裂液又被称为清洁压裂液。

目前国内外使用的粘弹性表面活性剂主要是阳离子型、阴阳离子复配型，也有少部分采用两性离子型。阳离子表面活性剂的使用面临两方面的问题：一是其容易与带负电荷的砂岩发生吸附，改变地层的润湿性，增加油气渗流的毛细管阻力，影响采收率；二是阳离子表面活性剂的生物相容性差，在使用方面受到诸多限制。而两性离子表面活性剂由于可用种类有限且成本较高，难以大规模应用。阴离子表面活性剂能够避免在岩石表面发生吸附，同时也具有更好的生物相容性，其种类多、来源广、成本合理，在清洁压裂液领域具有较大的应用前景。

然而，由于阴离子表面活性剂粘弹性流体的制备条件较为苛刻且粘弹性较弱，一直困扰着阴离子表面活性剂清洁压裂液的推广应用。

发明内容

专利CN201610996967.9以阴离子表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐和(或)壬基酚聚氧乙烯醚硫酸酯盐为主剂，氯化钠、氯化钾、氯化铵等无机盐为反离子盐制得清洁压裂液，但其所用表面活性剂的结构并非构建蠕虫状胶束的有利结构，因此所形成的清洁压裂液常温下粘度低(25～100mPa·s)、耐温能力较差，仅能适用于低温储层。

专利CN201510809791.7将油酸和芥酸溶于热的氢氧化钾溶液中，复配以甜菜碱类两性离子表面活性剂和醇类助剂，再加入氯化钾，经冷却陈化后制得清洁压裂液；专利CN201410606816.9以长碳链天然脂肪酸盐阴离子表面活性剂为主剂，以具有特殊结构的Bola型双季铵盐为反离子，辅以纳米稳定剂，制得清洁压裂液。上述两个专利中所使用的表面活性剂均为羧酸盐型，遇地层水中的钙、镁等二价金属离子易发生沉淀而失去活性，一方面影响压裂液的粘弹性，对压裂施工造成不利影响；另一方面，压裂液破胶后，表面活性剂与钙、镁离子进一步沉淀，将导致起泡助排性能下降，影响排液率而造成储层伤害。

目前阴离子表面活性剂清洁压裂液还存在着可用表面活性剂种类少、粘弹性和耐温能力弱、钙镁离子耐受能力差、制备条件复杂等问题。

本发明的目的在于提供一种耐温耐盐阴离子表面活性剂清洁压裂液及其制备方法，以解决现有阴离子表面活性剂清洁压裂液存在的上述系列问题。

为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是：