阅读说明：本技术 一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系及其制备方法 (Slick water system with resistance reduction and sand carrying functions and preparation method thereof ) 是由 郭拥军 刘宽 蒲迪 金诚 于 2020-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系,包括0.02～0.3wt％的速溶缔合聚合物减阻剂；0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂；0.1～2wt％的粘土稳定剂；余量的水。与现有技术相比,本发明滑溜水体系在小于4mPa.s粘度条件下,具有较好的减阻性能,携砂性能与常规聚丙烯酰胺类减阻剂大致相当；在4mPa.s～20mPa.s粘度范围内,相比于常规聚丙烯酰胺类减阻剂,具有较好的减阻性能,减阻率65％～80％,又具有良好的携砂性能；同时该滑溜水减阻剂具有抗高矿化度、高硬度能力,抗盐能力达到25×10<Sup>4</Sup>mg/L,抗硬度能力达到10000mg/L。(The invention provides a slickwater system with both drag reduction and sand carrying, which comprises 0.02-0.3 wt% of instant associative polymer drag reducer, 0.01-0.1 wt% of nonionic surfactant and/or anionic surfactant, 0.1-2 wt% of clay stabilizer and the balance of water 4 mg/L, and the hardness resistance reaches 10000 mg/L.)

一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系及其制备方法

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，尤其涉及一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系及其制备方法。

背景技术

随着勘探开发的不断深入，非常规油气藏所占比例逐年增加，特别是我国页岩气进入商业开发以来，该比例越来越高。对于非常规油气藏主要采用大型体积压裂对储层进行改造。根据我国非常规油气藏特点，目前使用最多的压裂液为“滑溜水+胶液”复合压裂液体系，其中滑溜水体系占比达到70％～90％，用液量大。

滑溜水体系具有较好的减阻效果，能够在提升施工排量的同时降低施工压力；体系粘度低，液体能够进入储层中微裂缝，通过高排量形成缝内静压力，沟通天然裂缝，形成复杂缝网结构，增大改造体系；同时滑溜水体系高排量的注入，可以携带较小粒径的支撑剂进入地层，支撑裂缝，提高裂缝导流能力，提高产量。与传统交联胶液相比，滑溜水中减阻剂加量少，能够大大减轻对地层及裂缝的伤害，更加有利于提升改造效果。对于水资源丰富的地区，采用滑溜水压裂进行储层体积改造，总成本比胶液体系成本低。

滑溜水体系中最主要的添加剂为减阻剂，国内外常用的减阻剂类型有聚丙烯酰胺类减阻剂和表面活性剂类减阻剂。聚丙烯酰胺类减阻剂因用量低、减阻效率高而成为最常用的减阻剂；表面活性剂类减阻剂因其能形成剪切可逆的胶束结构而成为近年来被广泛关注的一类减阻剂。高分子聚合物因直长链分子结构容易受到来自泵等的高剪切流的剪切作用而发生机械降解，失去减阻能力，从而使得高分子聚合物类减阻剂只适用于非循环式流体输送系统；同时，聚丙烯酰胺类减阻剂抗盐能力差，不太适合高矿化度水质配制滑溜水。表面活性剂类减阻剂因用量高、成本高而不能被广泛应用。

在采用滑溜水进行体积压裂时用液量基本都在2万方以上，现场一般采用连续混配工艺配制滑溜水，对滑溜水体系的溶解性有了更高的要求。

并且，目前国内外聚丙烯酰胺类滑溜水体系都存在着一个最大的缺点：对支撑剂的输送能力差。减阻水压裂液粘度较低，主要依靠湍流、砂坝和砂床来输送支撑剂，但仍然会导致支撑剂在地面设备处或较长水平井段的过早沉淀，不能得到均匀铺置，进而导致裂缝难以得到有效支撑，裂缝导流能力下降；同时，大量支撑剂堆积在近井裂缝中而难以输送到远井地带，这不仅严重影响了有效裂缝长度，而且还容易造成堵塞，降低储层渗透率。现场往往会采取提高减阻剂加量，增加滑溜水粘度，进而提高其悬砂性能，但是当粘度增加时，其减阻率大幅下降，不能满足高排量施工下高效减阻的目的。

因此，有必要发明一种能够快速溶解，同时既具有较好的减阻性能，又具有较好的携砂性能的速溶滑溜水体系或者滑溜水体系组合，实现减阻和携砂性能的统一，同时体系能够采用高矿化度以及高硬度的水质进行配制，解决大量返排液和产出水带来的环保压力。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种速溶型、高效减阻且具有较好携砂性能、抗盐的速溶滑溜水体系及其制备方法。

本发明提供了一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系，包括：

0.02～0.3wt％的缔合聚合物减阻剂；

0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂；

0.1～2wt％的粘土稳定剂；

余量的水；

所述缔合聚合物减阻剂为共聚物经后水解得到；所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元与第二单体单元；所述第二单体单元为疏水单体单元和/或双亲单体单元；所述第二单体单元在共聚物分子链中以微嵌段形式分布；

或所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元、第二单体单元与耐温抗盐单体单元；

所述缔合聚合物减阻剂的水解度为5％～25％。

优选的，所述滑溜水体系包括低粘滑溜水、中粘滑溜水与高粘滑溜水中的一种或多种；所述低粘滑溜水的粘度为1～4mPa.s；所述中粘滑溜水的粘度为5～10mPa.s；所述高粘滑溜水的粘度为11～20mPa.s。

优选的，以质量百分数计，所述的低粘滑溜水由0.02％～0.08％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成；

所述中粘滑溜水由0.08％～0.15％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成；

所述高粘滑溜水由0.15％～0.3％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成。

优选的，所述第二单体单元由N-烷基取代丙烯酰胺及其衍生物、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、烯丙基烷基季铵盐、丙烯酰胺烷基磺酸及其磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯与丙烯酸聚氧乙烯烷基酯中的一种或多种形成；所述N-烷基取代丙烯酰胺及其衍生物、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、烯丙基烷基季铵盐、丙烯酰胺烷基磺酸及其磺酸盐中烷基的碳原子数各自独立地为12～24；

所述耐温抗盐单体单元由2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸和/或2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸钠形成。

优选的，所述第二单体单元由丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十二酯、N-十二烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、N-辛基丙酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基二十二烷基磺酸钠、N-十四烷基丙烯酰胺、N,N-二辛基丙烯酰胺、十六烷基烯丙基二溴化四甲基乙二胺、2-丙烯酰胺基十四烷磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基十二烷磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、辛基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、十二烷基聚氧乙烯丙烯酸酯、十八烷基烯丙基二溴化四甲基乙二胺、十六烷基聚氧乙烯丙烯酸酯、十四烷基二甲基烯丙基氯化铵、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵与十八烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或多种形成；

第二单体单元在共聚物分子链中的微嵌段长度为10～100个第二单体单元。

优选的，所述粘土稳定剂选自KCl、NH₄Cl、氯化胆碱与季铵盐类有机防膨剂中的一种或多种；

所述非离子型表面活性剂选自聚醚类类非离子型表面活性剂、非离子型双子表面活性剂、聚醚类非离子型表面活性剂与氟碳类非离子型表面活性剂中的一种或多种；

所述阴离子型表面活性剂选自石油磺酸盐类阴离子表面活性剂、烷基苯磺酸盐类阴离子表面活性剂、α-烯烃磺酸盐类阴离子表活剂、阴离子型双子表面活性剂、聚醚类阴离子型表面活性剂与氟碳类阴离子型表面活性剂中的一种或多种；

所述缔合聚合物减阻剂的特性粘数为500～3500mL/g。

优选的，所述缔合聚合物减阻剂制备时第二单体质量为丙烯酰胺单体质量的0.2～10wt％；

所述缔合聚合物减阻剂制备时耐温抗盐单体的质量为丙烯酰胺单体质量的0～50wt％。

优选的，所述缔合聚合物减阻剂的制备中加入助溶剂；所述助溶剂的质量为丙烯酰胺单体质量的0.1％～3％；所述助溶剂选自助溶性单体、表面活性剂类助溶剂与小分子助剂中的一种或多种；所述助溶性单体选自亲水性单体和/或双亲功能单体；所述表面活性剂选自阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂与两性离子型表面活性剂中的一种或多种；所述小分子助剂选自醇类、尿素与无机盐中的一种或多种。

优选的，所述助溶剂包括助溶性单体、表面活性剂类助溶剂与小分子助剂；所述助溶性单体、表面活性剂类助溶剂与小分子助剂的质量比为(0.2～0.3)：(0.6～1)：(0.55～1)；

所述助溶性单体选自甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、十四烷基烯丙基二溴化四甲基乙二铵、烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、3-烯丙氧基-1,2-丙二醇与烯丙基聚乙二醇中的一种或多种；

所述表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚；

所述小分子助剂选自尿素、甘油与氯化钠中的一种或多种。

本发明还提供了一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系的制备方法，包括：

A)将0.02～0.3wt％的缔合聚合物减阻剂、0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1～2wt％粘土稳定剂与余量的水混合搅拌，得到滑溜水体系。

本发明提供了一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系，包括0.02～0.3wt％的缔合聚合物减阻剂；0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1～2wt％粘土稳定剂；余量的水；所述缔合聚合物减阻剂为共聚物经后水解得到；所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元与第二单体单元；所述第二单体单元为疏水单体单元和/或双亲单体单元；所述第二单体单元在共聚物分子链中以微嵌段形式分布；或所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元、第二单体单元与耐温抗盐单体单元；所述缔合聚合物减阻剂的水解度为5％～25％。与现有技术相比，本发明的提供的滑溜水体系在低粘情况下具有较好的减阻性能，减阻率70％～80％，同时能够进入储层微裂缝，通过滑溜水的静压力沟通天然裂缝、制造复杂缝网；在中粘、高粘情况下，减阻率下降缓慢，能够满足大排量施工降摩阻需求；同时相比于常规的聚丙烯酰胺类滑溜水具有更好的携砂性能，能够携带支撑剂进入地层深处以及分支缝中，提高裂缝导流能力，进而提高改造效果。不同粘度的滑溜水体系均有良好降阻性，可以避免施工压力长期在高的状态中运行；另外不同粘度的滑溜水组合，比如低粘+中粘滑溜水、低粘+中粘+高粘滑溜水，能够满足不同的储层以及压裂工艺需要；同时该滑溜水体系相比与常规聚丙烯酰胺类滑溜水，具有抗高矿化度、高硬度能力，抗盐能力达到25×10⁴mg/L，抗硬度能力达到10000mg/L。

附图说明

图1为本发明实施例6中滑溜水减阻率测试结果；

图2为本发明实施例中所用动态携砂测试装置流程图；

图3为本发明实施例中所用动态携砂测试装置实物图；

图4为本发明实施例中所用主缝以及分支缝分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系，包括：

0.02～0.3wt％的缔合聚合物减阻剂；

0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂；

0.1～2wt％粘土稳定剂；

余量的水；

所述缔合聚合物减阻剂为共聚物经后水解得到；所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元与第二单体单元；所述第二单体单元为疏水单体单元和/或双亲单体单元；所述第二单体单元在共聚物分子链中以微嵌段形式分布；

或所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元、第二单体单元与耐温抗盐单体单元；

所述缔合聚合物减阻剂的水解度为5％～25％。

其中，本发明的缔合聚合物减阻剂为室内合成，其余试剂均为市售。

按照本发明，所述滑溜水体系中缔合聚合物减阻剂的含量优选为0.02～0.25wt％，更优选为0.02～0.15wt％，再优选为0.02～0.1wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的含量优选为0.17wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的含量优选为0.2wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的含量优选为0.15wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的含量优选为0.1wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的含量优选为0.05wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的含量优选为0.02wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的含量优选为0.12wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的含量优选为0.08wt％；在本发明提供的另一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的含量优选为0.3wt％；。聚合物采用后水解方式进行水解，水解度5％～40％，优选为10％～35％，再优选为20％～30％，最优选为20％～25％；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的水解度优选为10％；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的水解度优选为20％；在本发明提供的另一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的水解度优选为25％。

所述缔合聚合物减阻剂为共聚物经后水解得到，优选先采用水溶液聚合(胶束聚合)，然后再水解得到缔合聚合物减阻剂；所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元与第二单体单元；或所述共聚物包括丙烯酰胺单体单元、第二单体单元与耐温抗盐单体单元；所述第二单体单元为疏水单体单元和/或双亲单体单体单元；所述第二单体单元优选由N-烷基取代丙烯酰胺及其衍生物、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、烯丙基烷基季铵盐、丙烯酰胺烷基磺酸及其磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯丙烯酸酯与丙烯酸聚氧乙烯烷基酯中的一种或多种形成；所述N-烷基取代丙烯酰胺及其衍生物、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、烯丙基烷基季铵盐、丙烯酰胺烷基磺酸及其磺酸盐中烷基的碳原子数各自独立地优选为12～24，更优选为12～22；在发明中所述第二单体单元更优选由丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十二酯、N-十二烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、N-辛基丙酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基二十二烷基磺酸钠、N-十四烷基丙烯酰胺、N,N-二辛基丙烯酰胺、十六烷基烯丙基二溴化四甲基乙二胺、2-丙烯酰胺基十四烷磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基十二烷磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、辛基酚聚氧乙烯丙烯酸酯、十二烷基聚氧乙烯丙烯酸酯、十八烷基烯丙基二溴化四甲基乙二胺、十六烷基聚氧乙烯丙烯酸酯、十四烷基二甲基烯丙基氯化铵、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵与十八烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或多种形成；再优选为由丙烯酸十二酯、N-十二烷基丙烯酰胺、十四烷基烯丙基二溴化四甲基乙二铵与十六烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或多种形成；所述耐温抗盐单体优选由2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸和/或2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸钠形成。

在共聚物中，所述疏水或双亲单体单元在共聚物分子链中以微嵌段形式分布，所述微嵌段的长度优选为10～100个第二单体单元，更优选为30～90个第二单体单元，再优选为40～90个第二单体单元；在本发明提供的一些实施例中，所述微嵌段的长度优选为70个；在本发明提供的一些实施例中，所述微嵌段的长度优选为40个；在本发明提供的一些实施例中，所述微嵌段的长度优选为90个；在本发明提供的另一些实施例中，所述微嵌段的长度优选为50个。本发明缔合聚合物减阻剂中微嵌段数量或长度不能直接测试得到结果，可根据疏水或双亲单体浓度、表面活性剂浓度、表面活性剂临界胶束浓度和表面活性聚集数计算而得。疏水或双亲单体和助溶单体及助溶表面活性剂均可形成胶束，可理解为胶束聚合，且在前期大量工作经验的基础上，形成了通过调控各疏水或双亲单体和助溶表面活性剂的加量/浓度来调节分子链微嵌段手段。微嵌段N_H数量/长度可参照论文(Guo Y,Liang Y,Yang X,et al.Hydrophobic microblock length effect on the interaction strengthand binding capacity between a partially hydrolyzed microblockhydrophobically associating polyacrylamide terpolymer and surfactant[J].Journal of Applied Polymer Science,2014,131(16):40663)所述计算方法。

所述缔合聚合物减阻剂的特性粘数优选为500～3500mL/g；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的特性粘数优选为800～3000mL/g；在本发明提供的一些实施例中，所述缔合聚合物减阻剂的特性粘数优选为1000～2500mL/g；所述疏水缔合聚合物减阻剂中第二单体的质量优选为丙烯酰胺单体质量的0.2％～10％，更优选为0.5％～8.5％；在本发明提供的一些实施例中，所述第二单体的质量优选为丙烯酰胺单体质量的0.5％；在本发明提供的一些实施例中，所述第二单体的质量优选为丙烯酰胺单体质量的4.5％；在本发明提供的一些实施例中，所述第二单体的质量优选为丙烯酰胺单体质量的1.3％；在本发明提供的另一些实施例中，所述第二单体的质量优选为丙烯酰胺单体质量的8.5％；所述耐温抗盐单体的质量优选为丙烯酰胺单体质量为0～50％，更优选为2％～40％，再优选为5％～30％，最优选为10％～25％；在本发明提供的一些实施例中，所述耐温抗盐单体的质量优选为丙烯酰胺单体质量的20％；在本发明提供的一些实施例中，所述耐温抗盐单体的质量优选为丙烯酰胺单体质量的25％；在本发明提供的一些实施例中，所述耐温抗盐单体的质量优选为丙烯酰胺单体质量的10％；在本发明提供的另一些实施例中，所述耐温抗盐单体的质量优选为丙烯酰胺单体质量的15％。

由于在缔合聚合物中仅包含丙烯酰胺单体单元(骨架)与第二单体单元和/或耐温抗盐单体单元的溶解性不好，因此需在制备中加入助溶剂，以改善其溶解性；所述助溶剂加入的量优选为丙烯酰胺单体质量的0.1％～3％，更优选为0.15％～3％；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶剂的质量优选为丙烯酰胺单体质量的0.15％；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶剂的质量优选为丙烯酰胺单体质量的0.3％；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶剂的质量优选为丙烯酰胺单体质量的0.5％；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶剂的质量优选为丙烯酰胺单体质量的0.6％；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶剂的质量优选为丙烯酰胺单体质量的1.5％；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶剂的质量优选为丙烯酰胺单体质量的3％；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶剂的质量优选为丙烯酰胺单体质量的1％；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶剂的质量优选为丙烯酰胺单体质量的1.5％；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶剂的质量优选为丙烯酰胺单体质量的2％；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶剂的质量优选为丙烯酰胺单体质量的1.9％；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶剂的质量优选为丙烯酰胺单体质量的1.75％；加入的助溶剂优选为助溶性单体、表面活性剂类助溶剂与小分子助剂中的一种或多种，更优选为助溶性单体、表面活性剂类助溶剂与小分子助剂中的两种或三种，再优选为助溶性单体、表面活性剂类助溶剂与小分子助剂；所述助溶性单体、表面活性剂类助溶剂与小分子助剂的质量比为(0.2～0.3)：(0.6～1)：(0.55～1)；在本发明提供的一些实施例中，所述助溶性单体、表面活性剂类助溶剂与小分子助剂的质量比优选为0.3：0.6：1；在本发明提供的另一些实施例中，所述助溶性单体、表面活性剂类助溶剂与小分子助剂的质量比优选为0.2：1：0.55；所述助溶性单体优选为亲水性单体和/或双亲功能单体，更优选为甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、十四烷基烯丙基二溴化四甲基乙二铵、烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、3-烯丙氧基-1,2-丙二醇与烯丙基聚乙二醇中的一种或多种；所述表面活性剂类助溶剂优选为阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂与两性离子型表面活性剂中的一种或多种，更优选为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述小分子助剂优选为醇类、尿素与无机盐中的一种或多种，更优选为尿素、甘油与氯化钠中的一种或多种；当助溶剂仅为小分子助剂时，优选为醇类、尿素与无机盐中的两种或三种，更优选为尿素与无机盐或尿素、无机盐与醇类；所述尿素与无机盐的质量比优选为1：05；所述尿素、无机盐与醇类的质量比优选为1：0.5：0.5；当所述助溶剂为助溶性单体时，优选在丙烯酰胺与第二单体共聚时加入；当所述助溶剂为表面活性剂类助溶剂和/或小分子助剂，优选在共聚后水解干燥时加入。

本发明提供的滑溜水体系以非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂为复合增效剂，其作用是降低滑溜水表面张力，促进滑溜水压后返排，减少其对地层的伤害。所述滑溜水体系中非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂的含量优选为0.01～0.05wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂的含量优选为0.01wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂的含量优选为0.03wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂的含量优选为0.05wt％；所述非离子型表面活性剂为本领域技术人员熟知的非离子型表面活性剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为聚醚类类非离子型表面活性剂、非离子型双子表面活性剂、聚醚类非离子型表面活性剂与氟碳类非离子型表面活性剂中的一种或多种；所述阴离子型表面活性剂优选为石油磺酸盐类阴离子表面活性剂、烷基苯磺酸盐类阴离子表面活性剂、α-烯烃磺酸盐类阴离子表活剂、阴离子型双子表面活性剂、聚醚类阴离子型表面活性剂与氟碳类阴离子型表面活性剂中的一种或多种；

按照本发明，优选还包括0.2～2wt％的粘土稳定剂在本发明提供的一些实施例中，所述粘土稳定剂的含量优选为0.2wt％；在本发明提供的一些实施例中，所述粘土稳定剂的含量优选为1wt％；在本发明提供的另一些实施例中，所述粘土稳定剂的含量优选为2wt％；所述粘土稳定剂为本领域技术人员熟知的粘土稳定剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为KCl、NH₄Cl、氯化胆碱与季铵盐类有机防膨剂中的一种或多种；所述季铵盐类有机防膨剂为本领域技术人员熟知的季铵盐类有机防膨剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为季铵盐类粘稳剂GAF-16。粘土稳定剂的作用是防止储层中粘土矿物水化膨胀、运移，堵塞储层孔喉，降低储层渗透率，影响压后产量。

在本发明中，所述水为本领域技术人员熟知的水，其可为自来水，也可为矿化水，并无特殊的限制。

按照本发明，所述滑溜水体系优选包括低粘滑溜水、中粘滑溜水与高粘滑溜水中的一种或多种；所述低粘滑溜水的粘度为1～4mPa.s；所述中粘滑溜水的粘度为5～10mPa.s；所述高粘滑溜水的粘度为11～20mPa.s。

以质量百分数计，所述的低粘滑溜水优选由0.02％～0.08％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成；所述中粘滑溜水优选由0.08％～0.15％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成；所述高粘滑溜水由0.15％～0.3％缔合聚合物减阻剂、0.01％～0.1％非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂、0.1％～2％粘土稳定剂与余量的水组成。

本发明提供的滑溜水体系通过调节减阻剂加量能够形成低粘、中粘、高粘滑溜水体系，不同粘度的滑溜水体系均有良好降阻性，可以避免施工压力长期在高的状态中运行，另外液体从低-中-高粘的变化过程中可避免排量与压力巨大波动带来施工的不平稳进行。

本发明提供的滑溜水体系低粘情况下具有较好的减阻性能，减阻率70％～80％，同时能够进入储层微裂缝，通过滑溜水的静压力沟通天然裂缝、制造复杂缝网；在中粘、高粘情况下，减阻率下降缓慢，能够满足大排量施工降摩阻需求；该体系具有高悬砂性能，低粘度滑溜水可携带低砂比支撑剂，中粘度滑溜水可携带中高砂比的支撑剂，高粘滑溜水可以根据储层需要携带更高砂比的支撑剂，高的悬砂性能避免无节制和不得已的提高排量来满足支撑剂输送的需求，最终可以通过体系高悬砂性在裂缝中长距离输送支撑剂，避免近井带形成砂桥或者砂堵；相比于常规的聚丙烯酰胺类滑溜水具有更好的携砂性能，能够携带支撑剂进入地层深处以及分支缝中，提高裂缝导流能力，进而提高改造效果。该体系从原理上能实现减阻和携砂性能的统一。通过不同粘度的滑溜水组合，比如“低粘+中粘滑溜水”、“低粘+中粘+高粘滑溜水”，能够满足不同的储层以及压裂工艺需要。同时该滑溜水体系相比与常规聚丙烯酰胺类滑溜水，具有抗高矿化度、高硬度能力，抗盐能力达到25×10⁴mg/L，抗硬度能力达到10000mg/L。

本发明还提供了一种上述滑溜水体系的制备方法，包括：A)将0.02～0.3wt％的疏水缔合聚合物、0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂、0.1～2wt％的粘土稳定剂与余量的水混合搅拌，得到滑溜水体系。

其中，所述缔合聚合物减阻剂、非离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂、粘土稳定剂均同上所述，在此不再赘述。

在本发明中，所述步骤A)优选具体为：在搅拌的条件下，在余量的水中加入0.02～0.3wt％的缔合聚合物减阻剂，搅拌2～3min后，加入0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂、0.1～2wt％的粘土稳定剂，继续搅拌1～2min，得到滑溜水体系。

在搅拌的条件下，在余量的水中加入0.02～0.3wt％的疏水缔合聚合物；所述搅拌的转速优选使搅拌水时从漩涡底部能看见搅拌器叶片；疏水缔合聚合物优选缓慢加入，避免形成“鱼眼”。

搅拌2～3min后，加入0.01～0.1wt％的非离子型表面活性剂和/或阴离子型表面活性剂，优选还加入0.1～2wt％的粘土稳定剂，继续搅拌2～3min，得到滑溜水体系。所述粘土稳定剂同上所述，在此不再赘述。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种兼顾减阻与携砂的滑溜水体系及其制备方法进行详细描述。

以下实施例中所用的缔合聚合物减阻剂为室内合成，其余试剂均为市售。

实施例1(本实施例中质量百分数均以丙烯酰胺单体的质量为基础)：

基于疏水单体单元为甲基丙烯酸十六酯0.5wt％，微嵌段元长度为70个缔合单体单元，耐温抗盐单体为AMPS 15wt％，特性粘度为1082mL/g，采用后水解方式水解，水解度为25％的缔合聚合物减阻剂。依此为基础，考察了不同速溶技术手段即合成阶段加入不同助剂对减阻剂溶解性的影响情况，如表1所示。

制备方法：称取一定量纯水，按疏水单体甲基丙烯酸十六酯0.5wt％，耐温抗盐单体为AMPS 15wt％，一定量速溶助剂(烯丙基缩水甘油醚单体或脂肪醇聚氧乙烯醚(EO＝9))及0.02％EDTA投料，搅拌均匀后，调节pH＝7～9，降温至-5～0℃，加入引发剂聚合引发，得到无色透明胶体。将胶体剪碎后，加入一定量氢氧化钠(HD＝25％)、速溶助剂(无机盐或小分子溶剂)和油性分散剂G36混合均匀后，90℃水解2h，再继续干燥2h。按照GB2005.1-89五点法测试特性粘度为1100～1400mL/g。按照以上制备方法，分别考察了不同速溶技术手段即合成阶段加入不同助剂对减阻剂溶解性的影响情况，如表1所示。

溶解性及粘度测试方法：称取一定量配液用水，设置搅拌器转速为2500rpm，缓慢加入缔合聚合物减阻剂(控制在30s内加完)，搅拌3min后，使用Grace3600型粘度计测试170s^-1粘度，静置24h后，再测试稳定粘度。所配制聚合物溶液浓度为0.15％聚合物溶液。

表1不同速溶技术手段实验结果

注：10万水为9.44％NaCl+0.56％CaCl₂溶液

实施例2

基于双亲单体单元为十二烷基二丙基烯丙基氯化铵4.5wt％，微嵌段长度为40个缔合单体单元，耐温抗盐单体为AMPS 10wt％，助溶体系为0.3wt％脂肪醇聚氧乙烯醚(EO＝9)+0.4wt％尿素+0.05wt％甘油，特性粘度为739mL/g，采用后水解方式水解(制备方法同实施例1)，水解度为20％的缔合聚合物减阻剂，制备滑溜水体系，并测试了相关性能。

滑溜水配制：

称取一定量配液用水，调节搅拌器转速直到形成漩涡为止，按照滑溜水配方称取相应加量的缔合聚合物减阻剂、表面活性剂、粘土稳定剂；首先缓慢加入缔合聚合物减阻剂，搅拌2～3min，再加入粘土稳定剂以及增效剂，继续搅拌1～2min，得到配方滑溜水。

滑溜水粘度测试：

采用品氏毛细管粘度计测定滑溜水的运动粘度，计算求得表观粘度。

滑溜水减阻率测试：

按照NB/T 14003.3-2017“页岩气压裂液第3部分：连续混配压裂液性能指标及评价方法”中6.15.3的方法测试滑溜水室内降阻率，其中滑溜水线速度10m/s，测试管径8mm。

滑溜水表面张力测试：

将配制好的滑溜水称取500g，加入0.25g过硫酸铵，将其混合均匀并放置于90℃水浴锅中，直到粘度降低至5mPa.s以下为止。采用表界面张力仪，参照SY/T5370－2018“表面及界面张力测定方法”测试滑溜水表面张力。

滑溜水防膨率测试：

将配制好的滑溜水称取500g，加入0.25g过硫酸铵，将其混合均匀并放置于90℃水浴锅中直到粘度降低至3mPa.s以下为止。采用钠基膨润土，按照SY/T 5971“注水用粘土稳定剂性能评价方法”测试滑溜水防膨率。

按照表2中配方，配制40L滑溜水，测试不同矿化度水中、不同减阻剂加量条件下滑溜水表观粘度、减阻率，测试结果如表2所示。

表2滑溜水性能测试结果

从表2可以看出，随着减阻剂浓度的增加，滑溜水粘度逐渐增加，减阻率先增加后降低，可通过调节减阻剂加量，控制滑溜水粘度，使其达到现场需要的滑溜水粘度。在清水中粘度低于15mPa.s时，减阻率大于70％；粘度大于15mPa.s时，减阻率大于65％；在矿化度水中，粘度低于10mPa.s时，减阻率大于70％；粘度大于10mPa.s时，减阻率大于65％.。

采用自来水，配制500ml 0.05％减阻剂+0.2％季铵盐类粘土稳定剂GAF-16滑溜水，按照表2中表活剂浓度加入增效剂，测试不同表活剂浓度条件下，滑溜水表面张力，测试结果如表3所示。

表3滑溜水表面张力测试结果

从表3测试结果可知，随着表活剂浓度的增加，滑溜水表面张力逐渐降低，可通过调节表活剂加量，控制滑溜水表面张力，使其达到要求的表面张力值。

采用自来水，配制500ml 0.05％减阻剂溶液+0.005％氟碳表面活性剂的滑溜水，按照表4中粘土稳定剂浓度加入，测试不同粘土稳定剂浓度条件下，滑溜水防膨率，测试结果如表4所示。

表4滑溜水膨胀率测试结果

从表4测试结果可知，随着粘土稳定剂浓度增加，防膨率逐渐增大，可通过根据现场需要，调节粘土稳定剂加量，使其达到相应的防膨效果。

实施例3

基于疏水单体单元为甲基丙烯酸十八酯0.5wt％，微嵌段元长度为70个缔合单体单元，耐温抗盐单体为AMPS 10wt％，助溶体系为0.2wt％烯丙基缩水甘油醚+0.5wt％脂肪醇聚氧乙烯醚(EO＝12)+0.4wt％尿素+0.05wt％甘油，特性粘度为1082mL/g，采用后水解方式水解(制备方法同实施例1)，水解度为25％的缔合聚合物减阻剂，制备滑溜水体系，并测试了相关性能。

量取500ml配液水，调节搅拌器转速为500rad/min，称取0.25g减阻剂(0.05％wt)，缓慢将减阻剂加入烧杯中，避免形成“鱼眼”，观察减阻剂完全溶解时间。测试结果如表5所示。

表5溶解性测试结果

从表5测试结果可以看出，缔合聚合物减阻剂在自来水中溶解时间较短，能够在60s内溶解，在盐水中溶解时间延长，但均能够在180s内溶解，能够满足大型压裂连续混配工艺需求。

按照表6中配方，配制40L滑溜水，并测试滑溜水表观粘度、减阻率，测试结果如表6所示。

表6滑溜水性能测试结果

从表6可以看出，随着减阻剂浓度的增加，滑溜水减阻率先增加后降低，在清水中粘度低于15mPa.s时，减阻率大于70％，粘度大于15mPa.s时，减阻率大于65％；在矿化度水水中，粘度低于10mPa.s时，减阻率大于70％，粘度大于10mPa.s时，减阻率大于65％。

实施例4

基于双亲单体单元为十四烷基烯丙基二溴化四甲基乙二铵8.5wt％，微嵌段元长度为90个缔合单体单元，耐温抗盐单体为AMPS 20wt％，助溶体系为0.3wt％脂肪醇聚氧乙烯醚(EO＝10)+0.5wt％尿素+0.8wt％氯化钠+0.05wt％甘油，特性粘度为1462mL/g，采用后水解方式进行水解(制备方法同实施例1)，水解度为20％的缔合聚合物减阻剂，制备滑溜水体系，并测试了相关性能

按照表7中配方，配制40L滑溜水，并测试滑溜水表观粘度、减阻率，测试结果如表7所示。

表7滑溜水组分及性能测试结果

从表7可以看出，随着减阻剂浓度的增加，滑溜水减阻率先增加后降低，在清水中粘度低于15mPa.s时，减阻率大于70％，粘度大于15mPa.s时，减阻率大于65％；在矿化度水水中，滑溜水粘度低于5mPa.s时，减阻率大于70％，粘度大于5mPa.s时，减阻率大于65％。

实施例5

基于疏水单体单元为N-十六烷基丙烯酰胺1.3wt％，微嵌段长度为50个缔合单体单元，耐温抗盐单体为AMPS 25wt％，助溶体系为0.15wt％烯丙基缩水甘油醚+0.2wt％脂肪醇聚氧乙烯醚(EO＝10)+0.2wt％尿素+0.1wt％甘油，特性粘度为1956mL/g，采用后水解方式进行水解(制备方法同实施例1)，水解度为10％的缔合聚合物减阻剂，制备滑溜水体系，并测试了相关性能。

按照表8中配方，配制40L滑溜水，并测试滑溜水表观粘度、减阻率，测试结果如表8所示。

表8滑溜水组分及性能测试结果

从表8可以看出，随着减阻剂浓度的增加，滑溜水减阻率先增加后降低，在清水中粘度低于15mPa.s时，减阻率大于70％，粘度大于15mPa.s时，减阻率大于65％；在矿化度水水中，滑溜水减阻率大于65％，减阻剂抗盐能力达到250000mg/L。

实施例6

减阻剂：实施例2中的减阻剂、实施例3中的减阻剂、实施例4中的减阻剂、实施例5中的减阻剂、聚丙烯酰胺减阻剂，助排剂：氟碳表面活性剂，黏土稳定剂：季铵盐类黏土稳定剂GAF-16，改变减阻剂浓度，助排剂固定浓度0.01％，黏土稳定剂固定浓度0.2％，按照滑溜水配制方法，采用自来水配制500mL如表9中粘度的滑溜水，测试滑溜水减阻率。测试结果如表9与图1所示。

表9滑溜水减阻率测试结果

从表9、图1测试将结果可知，随着粘度的增加，减阻率先增加后降低，但缔合聚合物类减阻剂配制的滑溜水减阻率下降幅度小于聚丙烯酰胺类减阻剂配制的滑溜水。

实施例7

滑溜水动态携砂性能测试方法

动态携砂测试装置流程图如图2所示，实物图如图3所示，主缝以及分支缝分布如图4所示。图4中1-1、2-1、3-1为支缝，1-2、2-2、3-2为次生缝；主缝长4m，高50cm；支缝为1m、高50cm；次生缝70cm，高50cm。

将滑溜水与40～70目中密度陶粒按照8％砂比混合均匀，通过泵将混合液以50L/min的排量注入动态携砂模型，观察陶粒在主缝、支缝、次生缝中的铺置情况，测量在主缝、支缝、次生缝中陶粒运移的距离以及陶粒铺置的砂堤的平衡高度，通过两个参数反映滑溜水携砂性能。

减阻剂：实施例2中的减阻剂、实施例3中的减阻剂、实施例4中的减阻剂、实施例5中的减阻剂、聚丙烯酰胺减阻剂；助排剂：氟碳表面活性剂；黏土稳定剂：季铵盐类黏土稳定剂GAF-16；采用自来水，按照表10与表11中配方配制150L粘度为2.0mPa.s滑溜水，测试滑溜水动态携砂性能。测试结果如表10与表11所示。

表10滑溜水动态携砂性能测试结果

表11滑溜水动态携砂性能测试结果

由表10与表11可知，在低粘情况下，缔合聚合物减阻剂配制的滑溜水体系动态携砂性能与聚丙烯酰胺减阻剂配制的滑溜水基本一致。静茹分支缝的个数和运移距离大致相当。

实施例8

滑溜水动态携砂性能测试方法

动态携砂测试装置流程图如图2所示，实物图如图3所示，主缝以及分支缝分布如图4所示。图4中1-1、2-1、3-1为支缝，1-2、2-2、3-2为次生缝；主缝长4m，高50cm；支缝为1m、高50cm；次生缝70cm，高50cm。

将滑溜水与40～70目中密度陶粒按照8％砂比混合均匀，通过泵将混合液以50L/min的排量注入动态携砂模型，观察陶粒在主缝、支缝、次生缝中的铺置情况，测量在主缝、支缝、次生缝中陶粒运移的距离以及陶粒铺置的砂堤的平衡高度，通过两个参数反映滑溜水携砂性能。

减阻剂：实施例2中的减阻剂、实施例3中的减阻剂、实施例4中的减阻剂、实施例5中的减阻剂、聚丙烯酰胺减阻剂，助排剂：氟碳表面活性剂，黏土稳定剂：季铵盐类黏土稳定剂GAF-16；采用自来水，按照表12与表13中配方配制150L粘度为6mPa.s的滑溜水，测试滑溜水动态携砂性能。测试结果如表12与表13所示。

表12滑溜水动态携砂性能测试结果

表13滑溜水动态携砂性能测试结果

在中粘情况下，缔合聚合物减阻剂配制的滑溜水体系动态携砂性能比聚丙烯酰胺减阻剂配制的滑溜水好，支撑剂能够携带进入更多的分支缝，运移距离更远，在分支缝中铺置厚度更高。

实施例9

滑溜水动态携砂性能测试方法

动态携砂测试装置流程图如图2所示，实物图如图3所示，主缝以及分支缝分布如图4所示。图4中1-1、2-1、3-1为支缝，1-2、2-2、3-2为次生缝；主缝长4m，高50cm；支缝为1m、高50cm；次生缝70cm，高50cm。

将滑溜水与40～70目中密度陶粒按照8％砂比混合均匀，通过泵将混合液以50L/min的排量注入动态携砂模型，观察陶粒在主缝、支缝、次生缝中的铺置情况，测量在主缝、支缝、次生缝中陶粒运移的距离以及陶粒铺置的砂堤的平衡高度，通过两个参数反映滑溜水携砂性能。

减阻剂：实施例2中的减阻剂、实施例3中的减阻剂、实施例4中的减阻剂、实施例5中的减阻剂、聚丙烯酰胺减阻剂，助排剂：氟碳表面活性剂，黏土稳定剂：季铵盐类黏土稳定剂GAF-16；采用自来水，按照表14与表15中配方配制150L粘度为12mPa.s的滑溜水，测试滑溜水动态携砂性能。测试结果如表14与表15所示。

表14滑溜水动态携砂性能测试结果

表15滑溜水动态携砂性能测试结果

在高粘情况下，缔合聚合物减阻剂配制的滑溜水体系动态携砂性能比聚丙烯酰胺减阻剂配制的滑溜水好，支撑剂能够携带进入更多的分支缝，运移距离更远，在分支缝中铺置厚度更高。