一种压裂用醇溶性滑溜水体系及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种压裂用醇溶性滑溜水体系及其制备方法与应用，涉及酸化压裂用剂技术领域。所述滑溜水体系由以下重量百分比组分组成：聚丙烯酰胺类聚合物20.0～60.0％；纳米颗粒0.5～4.0％；表面活性剂0.1～3％；余为有机醇。醇。

【技术实现步骤摘要】
一种压裂用醇溶性滑溜水体系及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及酸化压裂用剂
，具体涉及一种压裂用醇溶性滑溜水体系及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]近年来，我国天然气的对外依存度逐年提高，在2019年进口占比已增长至45％，成为全球第一大天然气进口国。因此，增加我国天然气产量，保障能源供给能力，是维护国家安全，维系民生稳定的必由之路。最新数据显示，我国页岩气储量达31.6万亿立方米，位居世界第一，因此通过对页岩气的大力开发，可以有效缓解我国天然气供不应求的紧张局面。大规模压裂作业是我国页岩气开采过程的主要增产措施，其中滑溜水的应用最为广泛。但由于作为降阻剂使用的聚合物粉末普遍存在水化时间长、在水中溶解效果差的问题，严重制约了现场滑溜水的供应能力。因此，研究人员针对速溶这一特性进行了不同的尝试，目前已经在市面上存在乳液滑溜水、油性悬浮滑溜水以及水性悬浮滑溜水三种不同的速溶体系。
[0003]常规乳液滑溜水体系主要以反向乳液产品为主，具有粘度低，抽吸方便的特点，但其在配置过程中破乳水化的时间较长，存在的油相会对地层岩心造成伤害，返排形成的油水乳状液处理困难，费用较高。此外，乳液体系所适用的聚合物分子量较小，所以也存在低浓度下增粘效果差、降阻率底的问题。油性悬浮滑溜水体系则是以有机油相为溶剂，添加稠化剂形成的悬浮体系，具有聚合物含量高，溶解速度快，增粘效果好等优点。但同样存在油相存在造成地层伤害、破胶后油性残留、返排液难处理等问题，环保型较差。相比于上述两种体系，水性悬浮滑溜水体系由于使用可以与水混溶的有机相作为溶剂，因此具有水溶性好、分散性高、地层伤害小、破胶液易处理等优势，也是未来环境友好型速溶降阻剂的发展趋势。但其仍存在聚合物添加量低，使用成本较高，低浓度下粘度低、降阻率差的问题，严重制约了其在油田生产中的应用。

技术实现思路

[0004]针对上述不足，本专利技术旨在提供一种压裂用醇溶性滑溜水体系及其制备方法与应用，对于非常规油气藏的绿色低伤害开发具有重要的意义。
[0005]为达到上述技术目的，本专利技术提供的技术方案是这样的：一种压裂用醇溶性滑溜水体系，所述滑溜水体系由以下重量百分比组分组成：聚丙烯酰胺类聚合物20.0～60.0％；纳米颗粒0.5～4.0％；表面活性剂0.1～3％；余为有机醇。
[0006]作为本专利技术的进一步优选方案，所述滑溜水体系由以下重量百分比组分组成：聚丙烯酰胺类聚合物35.0～50.0％；纳米颗粒1.5～3.0％；表面活性剂0.5～1.5％；余为有机醇。
[0007]为达到最佳效果，所述滑溜水体系由以下重量百分比组分组成：聚丙烯酰胺类聚合物45.0％；纳米颗粒2.5％；表面活性剂1.5％；余为有机醇。
[0008]所述纳米颗粒为改性二氧化硅、氧化镁、氧化锂、硅酸镁锂、蒙脱土、膨润土中的一种或多种。
[0009]所述表面活性剂为阴离子和非离子表面活性剂。
[0010]所述表面活性剂为油酸钠、肉豆蔻酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、OP-10、NP-10中的一种或多种。
[0011]所述聚丙烯酰胺类聚合物为阴离子、阳离子以及两性离子型聚丙烯酰胺聚合物，分子量为2000万～3000万。
[0012]所述有机醇为乙二醇、异丁醇、二甘醇二乙醚、缩甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇400中一种或多种。
[0013]一种如上所述压裂用醇溶性滑溜水体系的制备方法，包括以下步骤：将纳米颗粒、表面活性剂、聚丙烯酰胺类聚合物在搅拌速率为2000～3000r/min时依次加至有机醇中，调节搅拌速率至1000～2000r/min，搅拌15～60分钟，即得。
[0014]一种如上所述压裂用醇溶性滑溜水体系应用于中低渗、特低渗油气藏、低矿化度油气藏及海上油气田的开发。与现有的滑溜水体系相比，本专利技术滑溜水体系具有聚合物含量高，水溶性强，易于配置，生物相容性好，对地层伤害小等优点，即聚合物含量最高可达60％，油田现场配液中滑溜水体系可在最短0.5分钟形成粘度，低生物毒性，且破胶后返排液对地层渗透率的伤害小于5％，因此该滑溜水体系在油田现场应用中具有更好的适应性、环保性。
[0015]如上所述压裂用醇溶性滑溜水体系的应用，包括以下步骤：向自来水或低矿化水中加入0.05～0.5wt％的醇溶性滑溜水体系，搅拌速率50～200r/min，搅拌0.5～5分钟，使之完全溶解即可。
[0016]上述应用方法中的低矿化水的矿化度≤5.0wt％，包括但不限于油田返排液、地层水等低矿化度水。
[0017]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0018](1)本专利技术所述的压裂用醇溶性滑溜水体系，通过纳米颗粒在有机醇溶剂中的物理堆积形成结构粘度，实现对聚合物颗粒的较强悬浮作用以及体系的优良触变性，本专利技术形成的悬浮体系具有良好的稳定性；
[0019](2)本专利技术所述的压裂用醇溶性滑溜水体系，引入低极性有机醇降低了与聚合物的结合作用，且由于高分子有机醇对水和低分子有机醇的结合作用更强，阻碍了水和低分子有机醇对聚合物的结合作用，对已经与聚合物结合的水和低分子有机醇也存在竞争机制，从而有效抑制了聚合物的溶胀；
[0020](3)本专利技术所述的压裂用醇溶性滑溜水体系，引入的表面活性剂不仅具有降低表、界面张力，提高降阻率，利于破胶液的返排，表面活性剂还会与纳米颗粒通过协同作用稳定结构粘度，此外其极性部分可与聚合物颗粒产生作用，增强了聚合物在体系中的悬浮性能；
[0021](4)本专利技术所述的压裂用醇溶性滑溜水体系具有较高的聚合物含量，溶剂使用较少，有效降低了使用与运输成本；
[0022](5)本专利技术所述的压裂用醇溶性滑溜水体系可以直接利用自来水或低矿化度水进行配置，可适用于低矿化度油气藏或部分海上油气田，简便了压裂工艺，降低了压裂成本，拓展了压裂地层范围；
[0023](6)本专利技术制备方法简便、应用简单、压裂效率高、实用性强，具有良好的环保性和普适性。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术进行更清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]制备醇溶性滑溜水体系：
[0027]1.1原料：
[0028]各原料以重量百分比计，如下表1所示：
[0029]表1实施例1原料表
[0030][0031]1.2制备方法：
[0032]将有机醇置入反应容器中，控制搅拌速率在2000r/min，依次加入纳米颗粒、表面活性剂、阴离子聚丙烯酰胺，添加结束后调节搅拌速率至1500r/min，搅拌30分钟，完成压裂用醇溶性滑溜水体系的制备。
[0033]实施例2
[0034]制备醇溶性滑溜水体系：
[0035]2.1原料：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂用醇溶性滑溜水体系，其特征在于，所述滑溜水体系由以下重量百分比组分组成：聚丙烯酰胺类聚合物20.0～60.0％；纳米颗粒0.5～4.0％；表面活性剂0.1～3％；余为有机醇。2.根据权利要求1所述压裂用醇溶性滑溜水体系，其特征在于，所述纳米颗粒为改性二氧化硅、氧化镁、氧化锂、硅酸镁锂、蒙脱土、膨润土中的一种或多种。3.根据权利要求1所述压裂用醇溶性滑溜水体系，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子和非离子表面活性剂。4.根据权利要求3所述压裂用醇溶性滑溜水体系，其特征在于，所述表面活性剂为油酸钠、肉豆蔻酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、OP-10、NP-10中的一种或多种。5.根据权利要求1所述压裂用醇溶性滑溜水体系，其特征在于，所述聚丙烯酰胺类聚合物为阴离子、阳离子以及两性离子型聚丙烯酰胺聚合物，分子量为2000万～3000万。6.根据权利要求1所述压裂用醇溶性滑溜水体系，其特征在于，所述有机醇为乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉，王鹏祥，孙亚东，张晓虎，张祥枫，吴越，于世虎，陈星宇，代清，周怡，
申请(专利权)人：四川川庆井下科技有限公司，
类型：发明
国别省市：