一种压裂用减阻剂及其制备方法技术

一种压裂用减阻剂及其制备方法，所述压裂用减阻剂由水溶性单体、水、基础油、乳化剂、具有盐析效应的电解质和引发剂组成，按质量分数计，水溶性单体：10％‑30％、水：5％‑35％、基础油：30％‑65％、乳化剂：5％‑30％、引发剂：0.001％‑0.1％、具有盐析效应的电解质：1％‑3％；在引发剂的引发下由水相溶液和油相溶液形成的“油包水”体系进行反相微乳液聚合反应。本发明专利技术采用反相乳液聚合的方式合成出压裂液减阻剂，该类压裂液是一种亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物，其特有的两亲分子结构使溶液具有特殊的增稠、耐剪切作用，该减阻剂凭借减阻率高和配伍性强的、耐剪切、低摩阻、低伤害、应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种压裂用减阻剂及其制备方法
本专利技术涉及油气田工程化学剂增产
，特别涉及一种压裂用减阻剂及其制备方法。
技术介绍
随着社会进步、经济的飞速发展，现代工业和生活中油气工程占有相当大的比重。非常规油气资源深受受国内外重视，页岩气、致密油开采已成为油气田开采中的重中之重。因此，加大页岩气资源的勘探和开发，有利于改变我国油气资源格局，缓解油气资源短缺。页岩储层具有低孔、低渗的特点，储层渗透率低，泥质含量较高，一般为20％～70％，勘探开发难度大，大多数页岩气井需储层改造才能获得较理想的产量。目前，页岩气开发主要采用减阻水压进行压裂增产作业，减阻水压裂液体系是针对页岩气储层改造而发展的一种压裂液体系。此类压裂减阻体系通常是在体系中添加减阻剂、黏土稳定剂、表面活性剂、杀菌剂、助排剂等有效地降低摩擦力，进而增大施工效率，降低开采成本，进而实现较好的压裂增产。但是目前压裂用减阻剂还存在一些列的不足之处，主要是还需要向体系加入减阻剂、助排剂、黏土稳定剂、表面活性剂、杀菌剂等，使用复杂，操作不便，并且专一性强，适用范围窄。还有压裂液减阻剂的抗盐性、耐温性和耐剪切性较差。不适合在高温低渗透储层应用。因此，研制和开发一种新型的耐剪切、低摩阻、应用范围广等特性是当前压裂液技术发展的主要趋势和迫切需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种压裂用减阻剂及其制备方法，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种压裂用减阻剂，所述压裂用减阻剂由水溶性单体、水、基础油、乳化剂、具有盐析效应的电解质和引发剂组成，按质量分数计，水溶性单体：10％-30％、水：5％-35％、基础油：30％-65％、乳化剂：5％-30％、引发剂：0.001％-0.1％、具有盐析效应的电解质：1％-3％；在引发剂的引发下由水相溶液和油相溶液形成的“油包水”体系进行反相微乳液聚合反应。进一步的，将水溶性单体和具有盐析效应的电解质溶于水中形成水相溶液，将乳化剂溶于基础油中形成油相溶液，水相溶液和油相溶液进行反相微乳液聚合反应；水溶性单体包括丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸胺、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙基酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸盐中的一种或多种。进一步的，具有盐析效应的电解质为乙酸钠、氯化钠、氢氧化锂、亚硫酸氢钾、氢氧化钾、碘化钾、碘酸钾、硝酸钾、碳酸钾和氢氧化钠中的一种或多种。进一步的，基础油为白油、液体石蜡、环己烷、煤油异辛烷、异构烷烃油或椰子油的一种或多种。进一步的，乳化剂为Span系列：Span80、Span60、Span65、Span85、Span20，Tween系列：Tween80、Tween85、Tween60、Tween65、Tween40、Tween20和烷基酚聚氧乙烯醚OP系列：OP-10、OP-15、OP-20、OP-4中的一种或多种的混合。进一步的，引发剂为过硫酸铵-亚硫酸氢钠或焦亚硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钠、偶氮类、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐以及油溶性引发剂偶氮二异丁氰的一种或多种。进一步的，一种压裂用减阻剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将水溶性单体和具有盐析效应的电解质溶于水中，搅拌，直到混合均匀形成水相溶液；步骤2，将复配好的乳化剂溶于基础油中搅拌至混合均匀形成油相溶液；步骤3，将己经配好的油相溶液加到四口圆底烧瓶中，同时在圆底烧瓶的四口通上氮气、水浴加热并通N2气的条件下，将空气排尽后利用滴液漏斗向圆底烧瓶中缓慢滴加水相，得到透明、稳定的反相微乳液，将四口圆底烧瓶中继续通氮气；待水浴锅的温度升至预定温度后，圆底烧瓶放入水浴锅中，加入引发剂，反应结束后，得到乳液状产品。进一步的，步骤1-3中，搅拌时间为30-40min，搅拌速率为400-600r/min；步骤3中，反相微乳液聚合法制备压裂用减阻剂的反应温度为恒温水浴30-45℃。进一步的，步骤2中，采用在复配的乳化剂为Span系列和Tween系列乳化剂复配以及Span系列和OP系列乳化剂复配，HLB值控制在4-10。进一步的，步骤3中，反相微乳液聚合法制备压裂用减阻剂通氮气时间为30-50min；步骤3中，反相微乳液聚合法制备压裂用减阻剂中引发剂的加入量0.00001％-0.1％；反相微乳液聚合法制备压裂用减阻剂的反应时间为4-5h。与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：本专利技术提供了一种反相微乳液聚合法制备压裂用减阻剂，采用反相乳液聚合的方式合成出压裂液减阻剂，该类压裂液是一种亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物，其特有的两亲分子结构使溶液具有特殊的增稠、耐剪切作用，该减阻剂凭借减阻率高和配伍性强的、耐剪切、低摩阻、低伤害、应用范围广等特点将在页岩气井裂改造中发挥其良好的作用。本专利技术制备压裂用减阻剂监阻效率高，可达到50-70％减阻效率，同时还具有粘度低、稳定性好、流动性好、溶解速度快等优点。进一步的，反相微乳液聚合法制备出一种压裂液减阻剂，以其作为压裂液稠化剂，可实现在体积压裂前期的低砂比滑溜水阶段，在低浓度或未交联状态下，依靠体系的黏弹性，与湍流中的漩涡发生能量传递，抑制漩涡以实现减阻作用；在体积压裂后期高砂比携砂液阶段，通过提高压裂液减阻剂质量浓度，使其形成三维可逆网络结构，达到高携砂减阻要求。具体实施方式以下对本专利技术进一步说明：一种压裂用减阻剂，所述压裂用减阻剂由水溶性单体、水、基础油、乳化剂、具有盐析效应的电解质和引发剂组成，按质量分数计，水溶性单体：10％-30％、水：5％-35％、基础油：30％-65％、乳化剂：5％-30％、引发剂：0.001％-0.1％、具有盐析效应的电解质：1％-3％；在引发剂的引发下由水相溶液和油相溶液形成的“油包水”体系进行反相微乳液聚合反应。将水溶性单体和具有盐析效应的电解质溶于水中形成水相溶液，将乳化剂溶于基础油中形成油相溶液，水相溶液和油相溶液进行反相微乳液聚合反应；水溶性单体包括丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸胺、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙基酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸盐中的一种或多种。具有盐析效应的电解质为乙酸钠、氯化钠、氢氧化锂、亚硫酸氢钾、氢氧化钾、碘化钾、碘酸钾、硝酸钾、碳酸钾和氢氧化钠中的一种或多种。基础油为白油、液体石蜡、环己烷、煤油异辛烷、异构烷烃油或椰子油的一种或多种。乳化剂为Span系列：Span80、Span60、Span65、Span85、Span20，Tween系列：Tween80、Tween85、Tween60、Tween65、Tween40、Tween20和烷基酚聚氧乙烯醚OP系列：OP-10、OP-15、OP-20、OP-4中的一种或多种的混合。引发剂为过硫酸铵-亚硫酸氢钠或焦亚硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钠、偶氮类、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐以及油溶性引发剂偶氮二异丁氰的一种或多种。一种压裂用减阻剂的制备方法，包括以下步骤：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压裂用减阻剂，其特征在于，所述压裂用减阻剂由水溶性单体、水、基础油、乳化剂、具有盐析效应的电解质和引发剂组成，按质量分数计，水溶性单体：10％-30％、水：5％-35％、基础油：30％-65％、乳化剂：5％-30％、引发剂：0.001％-0.1％、具有盐析效应的电解质：1％-3％；在引发剂的引发下由水相溶液和油相溶液形成的“油包水”体系进行反相微乳液聚合反应。/n

【技术特征摘要】
1.一种压裂用减阻剂，其特征在于，所述压裂用减阻剂由水溶性单体、水、基础油、乳化剂、具有盐析效应的电解质和引发剂组成，按质量分数计，水溶性单体：10％-30％、水：5％-35％、基础油：30％-65％、乳化剂：5％-30％、引发剂：0.001％-0.1％、具有盐析效应的电解质：1％-3％；在引发剂的引发下由水相溶液和油相溶液形成的“油包水”体系进行反相微乳液聚合反应。


2.根据权利要求1所述的一种压裂用减阻剂，其特征在于，将水溶性单体和具有盐析效应的电解质溶于水中形成水相溶液，将乳化剂溶于基础油中形成油相溶液，水相溶液和油相溶液进行反相微乳液聚合反应；水溶性单体包括丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸胺、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙基酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸盐中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的一种压裂用减阻剂，其特征在于，具有盐析效应的电解质为乙酸钠、氯化钠、氢氧化锂、亚硫酸氢钾、氢氧化钾、碘化钾、碘酸钾、硝酸钾、碳酸钾和氢氧化钠中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的一种压裂用减阻剂，其特征在于，基础油为白油、液体石蜡、环己烷、煤油异辛烷、异构烷烃油或椰子油的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的一种压裂用减阻剂，其特征在于，乳化剂为Span系列：Span80、Span60、Span65、Span85、Span20，Tween系列：Tween80、Tween85、Tween60、Tween65、Tween40、Tween20和烷基酚聚氧乙烯醚OP系列：OP-10、OP-15、OP-20、OP-4中的一种或多种的混合。


6.根据权利要求1所述的一种压裂用减阻剂，其特征在于，引...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈力群，韩跃旺，朱祺东，
申请(专利权)人：陕西驭腾实业有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61