一种高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂及其制备与应用制造技术

本发明专利技术提供了一种高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂，其以质量份计，所述稠化剂组分包括丙烯酰胺39份～41份、二甲基二烯丙基氯化铵15.6份～16.4份、多元脂扩链剂23.4份～24.6份、稳定剂8份～10份、起泡剂10份～12份。其制备方法为：将丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵按比例置于反应器中，加水少量，用稀盐酸溶液调节pH至酸性条件，同时加热反应混合溶液；排出反应混合溶液中的氧气，按比例加入多元脂扩链剂，在无氧条件下恒温反应；按比例加入稳泡剂和起泡剂，混匀，烘干，即得。本发明专利技术所述稠化剂稠化能力强，不用添加交联剂辅助，工艺简单，原料成本低，加量少、携砂量大、易返排。

【技术实现步骤摘要】
一种高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂及其制备与应用
本专利技术属于油气开采
，涉及油气田增产用化学品
，具体涉及一种高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂。本专利技术还给出了该稠化剂的制备方法与应用。
技术介绍
2019年我国天然气增储上产态势良好，产量、储量实现双升，天然气新增探明储量达到1.4万亿立方米，增长68％；天然气产量1740亿立方米，增长169亿立方米，连续3年增产超过100亿立方米。2019年天然气消费稳重趋缓，但依然保持9％左右的增长，2019年我国天然气表观消费量3067亿立方米，增长264亿立方米，增速9.4％。目前我国能源结构是富煤、贫油、少气，而天然气作为清洁的能源，在能源消费比例在2020年将占一次能源消费的10％左右，保障天然气的供应是实现我国碧水蓝天工程的主要保障。我国天然气工业经历70年3个阶段的跨越式发展，已建成鄂尔多斯、塔里木、四川、海域等4大天然气生产基地，探明储量占全国总量的89％，产量占全国的87％。气层动用地质储量8.4万亿立方米，已累计产气1.45万亿立方米，动用程度56％，剩余可采储量5.4万亿立方米，储采比为39，具备长期稳定发展基础。目前老气田经过几十年的稳产，产水量在逐步升高，甚至产生大量的水淹井，长期在水淹状态下，储层水气构造改变，地层出现堵塞，导致产气量下降。新开发区块有大量的高含水区块，储层呈现致密、低渗透、非均质地层结构，为生产开发造成了不利影响。因此，研究水淹老井酸化改造工艺和非均质、致密储层的改造工艺能够有效动用该类储层。泡沫酸化压裂稠化剂具备缓速酸化、压裂携砂、均匀酸化和地层增能作用，应用在高含水老井酸化改造过程中，在气阻和稠化酸的作用下，可以达到缓释酸化，高渗层转向低渗层均匀酸化，有效改善因地层水形成的结垢、水锁等增加气井启动压力的问题，并且在泡沫增能作用下，能够增加酸化压裂液的反排能力和地层水的携带量。现有技术中已有压裂用稠化剂及其应用的相关研究，比如专利CN201310695300.1给出了一种复合型酸化压裂液及其制备方法，其在水基压裂液基液和泡沫压裂液基液基础上，采用浓度为12％的盐酸作为稠化酸液，并在其中加入聚丙烯酰胺和魔芋葡甘聚糖的混合溶液以增大酸化液的粘度，降低酸化液向裂缝面的扩散量，同时形成胶体网状结构，阻止氢离子活动，从而起到缓速作用，但是这种材料发泡剂的稳定性差，而且该酸化压裂液必须单独加入交联剂才能正常使用，工序复杂，材料消耗增加。专利CN201310695298.8公开了一种高性能酸化压裂液，涉及一种用于压裂液的稠化剂。这种稠化剂由N-乙烯基内酰胺、乙氧基化脂肪胺和羧甲基羟丙基胍胶复合而成，但是这种稠化剂使用时仍然需要经交联剂交联才能形成复合型酸化压裂液。专利CN201910524782.1涉及的压裂液稠化剂应用较为复杂，而且粘度低。
技术实现思路
针对现有技术中泡沫稠化剂粘度低、泡沫稳定性差、使用过程需要交联剂辅助等技术问题，本专利技术提供了一种高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂及其制备方法。本专利技术所述稠化剂稠化能力强，不用添加交联剂辅助，工艺简单，原料成本低，在添加量0.6％时携砂量可达到50以上。为了实现上述目的，本专利技术采取如下的技术方案。一种高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂，其以质量份计，所述稠化剂组分包括丙烯酰胺39份～41份、二甲基二烯丙基氯化铵15.6份～16.4份、多元脂扩链剂23.4份～24.6份、稳定剂8份～10份、起泡剂10份～12份。进一步地，本专利技术所述多元脂扩链剂由二异氰酸脂、聚酯多元醇二羟甲基丙酸和有机锡催化剂组成。本专利技术所述多元脂扩链剂可以明显增强稠化剂的粘度，使得所述稠化剂在0.6％加量时，可弱挑挂。作为本专利技术的优选实施方式，本专利技术所述稳定剂为黄原胶。在本专利技术中，黄原胶不仅具有增稠作用，同时还表现出良好的稳定作用与浸润作用。黄原胶的选用有助于提升所述稠化剂的综合性能，与起泡剂十四烷基二甲基氧化胺配合使用，达到很好的协同效果。作为本专利技术的优选实施方式，本专利技术所述起泡剂为十四烷基二甲基氧化胺。十四烷基二甲基氧化胺是一种耐高温耐酸起泡剂，在现场配制时能够产生一定量稳定泡沫，可以提高返排率，促进液体排出。作为本专利技术的优选实施方式，所述多元脂扩链剂组分二异氰酸脂、聚酯多元醇二羟甲基丙酸、有机锡催化剂的质量比为5:3:1。再者，本专利技术提供了所述高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂的制备方法，其包括，将丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵按比例置于反应器中，加水少量，用稀盐酸溶液调节pH至酸性条件，同时加热反应混合溶液；排出反应混合溶液中的氧气，按比例加入多元脂扩链剂，在无氧条件下恒温反应；按比例加入稳泡剂和起泡剂，混匀，烘干，制得所述稠化剂。作为本专利技术的优选实施方式，本专利技术所述高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂的制备方法，其包括，将丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵按比例置于反应器中，加入少量蒸馏水，用稀盐酸溶液调节pH至酸性条件，同时加热反应混合溶液至30℃～90℃；向反应混合溶液中通氮气排氧气5分钟～15分钟，按比例加入多元脂扩链剂，再通氮气5分钟～15分钟，恒温反应60分钟～120分钟；按比例加入稳泡剂和起泡剂，混合均匀后通风烘干，制得所述稠化剂。作为本专利技术的优选实施方式，本专利技术所述高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂的制备方法，其包括，将丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵按比例置于反应器中，加入少量蒸馏水，用稀盐酸溶液调节pH至酸性条件，同时加热反应混合溶液至60℃；向反应混合溶液中通氮气排氧气10分钟后，按比例加入多元脂扩链剂，再通氮气10分钟后，恒温反应90分钟；按比例加入稳泡剂和起泡剂，混合均匀后通风烘干，制得所述稠化剂。另外，本专利技术还提供了所述高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂在气井作业中的应用。具体地，所述稠化剂的添加量占总携砂液质量的0.4％～0.8％与现有技术相比，本专利技术所述高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂，至少具有如下的有益效果或优点。1)本专利技术所述高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂，其组分包括包括丙烯酰胺39～41质量份、二甲基二烯丙基氯化铵15.6～16.4质量份、多元脂扩链剂23.4～24.6质量份、稳定剂8～10质量份、起泡剂10～12质量份。经本专利专利技术人的多次试验尝试，丙烯酰胺与有机多元脂聚合，形成的聚合物稠化粘度大，并可用于制备泡沫酸化压裂用稠化剂。基于先前的试验，本专利技术创造性的提出了包含上述组分的泡沫酸化压裂用稠化剂。2)同时，本专利技术创造性的选用生物胶黄原胶作为稳定剂，在稠化的基础上，还与本专利技术的起泡剂十四烷基二甲基氧化胺起到协同配合的综合作用，提高了起泡剂的稳定性，使配液过程中胶体形成稳定泡沫，提高返排率，促进气井液体排出。3)应用所述高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂，携砂液不需要额外加入交联剂；另外，本专利技术所述高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂用量少，通常，稠化剂添加量占总携砂液质量的0.4％～0.8％。4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂，其特征在于，以质量份计，所述稠化剂组分包括丙烯酰胺39份～41份、二甲基二烯丙基氯化铵15.6份～16.4份、多元脂扩链剂23.4份～24.6份、稳定剂8份～10份、起泡剂10份～12份。/n

【技术特征摘要】
1.一种高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂，其特征在于，以质量份计，所述稠化剂组分包括丙烯酰胺39份～41份、二甲基二烯丙基氯化铵15.6份～16.4份、多元脂扩链剂23.4份～24.6份、稳定剂8份～10份、起泡剂10份～12份。


2.根据权利要求1所述的高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂，其特征在于，所述多元脂扩链剂由二异氰酸脂、聚酯多元醇二羟甲基丙酸和有机锡催化剂组成。


3.根据权利要求1所述的高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂，其特征在于，所述稳定剂为黄原胶。


4.根据权利要求1所述的高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂，其特征在于，所述起泡剂为十四烷基二甲基氧化胺。


5.根据权利要求2所述的高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂，其特征在于，所述多元脂扩链剂组分二异氰酸脂、聚酯多元醇二羟甲基丙酸、有机锡催化剂的质量比为5:3:1。


6.权利要求1所述高含水气井泡沫酸化压裂用稠化剂的制备方法，其特征在于，包括，
将丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵按比例置于反应器中，加水少量，用稀盐酸溶液调节pH至酸性条件，同时加热反应混合溶液；
排出反应混合溶液中的氧气，按比例加入多元脂扩链剂，在无氧条件...

【专利技术属性】
技术研发人员：白文科，陈杰，何琴，
申请(专利权)人：陕西丰登石化有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61