免混配变粘浓缩压裂液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及压裂液及其制备方法技术领域，是一种免混配变粘浓缩压裂液及其制备方法，该免混配变粘浓缩压裂液包括反相乳液、水溶性聚合物A和悬浮剂。本发明专利技术的免混配变粘浓缩压裂液体系稳定，聚合物有效含量高，在较低浓度就可以满足压裂液的粘度要求，且油相含量低，由此降低了压裂液在地层内的油相伤害；与现有的乳液浓缩液和悬浮浓缩液相比，能够降低压裂施工成本，减少对地层的伤害，满足低成本、环保的要求。同时有超过一半的聚合物在油包水乳液中以预溶胀状态存在，可以快速溶解释放粘度，与悬浮浓缩液相比溶解时间更短，可以现场免混配施工。施工。

【技术实现步骤摘要】
免混配变粘浓缩压裂液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及压裂液及其制备方法
，是一种免混配变粘浓缩压裂液及其制备方法。

技术介绍

[0002]在油气田开发过程中，压裂施工已经成为改造储藏增加产量必不可少的一环。目前压裂施工工艺普遍为首先批量配制基液，将增稠剂干粉分散于水中，在一定时间内充分溶胀形成具有一定粘度的基液，之后将基液与交联剂等混合形成压裂液，进行压裂施工。这种压裂工艺存在诸多问题，例如，配制基液，不仅需要大型的配液罐，而且干粉溶解时间长，增加了人物力消耗，溶解过程中易产生大小不同的“鱼眼”和局部结块影响基液质量；所需外加剂种类繁多，外加步骤繁琐，增加了压裂液质量的控制难度；施工弹性小，如果出现特殊原因使压裂液液量不足或需临时增加压裂规模，现场就无法实现；压裂后储液罐有大量基液残留，增加储液罐的清洗处理费用，也造成了资源的浪费，残余的基液还会对环境造成危害。
[0003]与传统混配方法不同，连续混配技术是一种根据实时需要配置液体的方法，这种技术是将传统的先配液再施工的压裂技术改进成边配液边进行泵注的连续式压裂技术，能够实现实时配制流体，按照实时需要添加材料，最大程度减少材料的浪费，降低不必要的花费，可以克服传统混配方法的易浪费，成本高，环境不友好的种种缺点。
[0004]近年来新出现一种免混配变粘压裂液技术，不需要交联剂，可通过实时提高浓度的方式从低粘滑溜水转变成高粘线性胶压裂液，达到一剂多能的目的，无需混配装置，增稠剂与配水混合后无停留时间，直接通过泵送系统打入地层，在连续混配技术的基础上进一步降低人物力消耗，提高施工效率。
[0005]在连续混配以及免混配技术中，核心是泵送系统，泵送系统可以控制流体的体积，也无需添加额外的设备，泵送系统要求增稠剂以液体形式，也就是浓缩液的形式存在。目前，主要有悬浮浓缩液，乳液浓缩液两种浓缩压裂液产品，公开号为CN103224778A、CN103614132A、CN103911136A等专利文献使用聚合物干粉悬浮在油相中的方法制备悬浮浓缩液，聚合物有效含量高，但油相含量很高（>40%），一方面增加原料成本，另一方面在地层中会造成一定的油相伤害，同时干粉悬浮在油相中，稳定性低于油包水反相乳液，聚合物的溶解增粘速率也低于聚合物已预先溶胀在油包水液滴中的反相乳液；公开号为CN103146372A、CN06496414A、CN106753311A等专利文献使用油包水反相乳液聚合的方法制备反相乳液浓缩液，可以快速溶解增粘，实现在线混配，但油相含量低时存在聚合物有效含量低（<35%）的问题，要达到压裂的粘度要求需要更高的注入浓度，增加作业成本，而在聚合物有效含量高的情况下，浓缩液中的油相含量高（>30%），产品成本高；公开号为CN110028945A、CN106957641A等专利文献采用了先油水混合形成无聚合物的油包水反相乳液，再加入聚合物干粉的方法制备浓缩液，这种方法因为先形成了反相乳液，再加入聚合物干粉，此时干粉优先在油相中悬浮而不能在水中溶胀，因此这也是另一种形式的悬浮型浓
缩液，同时因为油相含量降低，聚合物的有效含量也较低（<40%）。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种免混配变粘浓缩压裂液及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其聚合物有效含量高，油相含量低，粘度快速释放，由此能够现场免混配施工。
[0007]本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种免混配变粘浓缩压裂液，按质量百分比计包括反相乳液70%至89%，水溶性聚合物A 10%至30%，悬浮剂1%至3%。
[0008]下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进：上述水溶性聚合物A选用阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、两性离子聚丙烯酰胺、疏水缔合聚丙烯酰胺中的一种或几种；水溶性聚合物A也可选用胍胶、黄原胶、香豆胶及其改性物中的一种或几种。
[0009]上述水溶性聚合物A颗粒的平均粒径为100μm至200μm，分子量为1000万至3000万。
[0010]上述反相乳液按质量百分比计包括水溶性聚合物B 30%至50%，油相20%至34%，乳化剂3%至8%，余量为水；水溶性聚合物B属于阴离子聚丙烯酰胺，水溶性聚合物B的阴离子单体选用丙烯酸、甲基丙烯酸、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸和乙烯基吡咯烷酮中一种或几种；油相选用矿物油、汽油、煤油、柴油、润滑油、白油、异构烷烃油和脱芳烃溶剂油中的一种或几种，乳化剂选用司盘系列、吐温系列、OP系列和TX系列乳化剂中的一种或几种。
[0011]上述反相乳液按下述方法得到：将丙烯酰胺与阴离子单体溶于水中并作为水相，乳化剂溶于油相中并作为油相，将油相与水相混合剪切5分钟至10分钟，通氮除氧，在10℃至15℃时，加引发剂升温至40℃至50℃，保温4小时至6小时，得到油包水型反相乳液。
[0012]引发剂可选用过硫酸铵、溴酸钾和偶氮二异丁腈中的一种。
[0013]上述免混配变粘浓缩压裂液按下述方法得到：在所需量的反相乳液中加入所需量悬浮剂并混合均匀，然后在5分钟至10分钟之内加入所需量的水溶性聚合物A并混合均匀后，得到免混配变粘浓缩压裂液。
[0014]上述悬浮剂选用有机季铵盐改性的膨润土。
[0015]本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种技术方案之一所述免混配变粘浓缩压裂液的制备方法，按下述方法进行：在所需量的反相乳液中加入所需量悬浮剂并混合均匀，然后在5分钟至10分钟之内加入所需量的水溶性聚合物A并混合均匀后，得到免混配变粘浓缩压裂液。
[0016]本专利技术的免混配变粘浓缩压裂液体系稳定，聚合物有效含量高（40%至60%），在较低浓度就可以满足压裂液的粘度要求，且油相含量低（<25%），由此降低了压裂液在地层内的油相伤害；与现有的乳液浓缩液和悬浮浓缩液相比，能够降低压裂施工成本，减少对地层的伤害，满足低成本、环保的要求。同时有超过一半的聚合物在油包水乳液中以预溶胀状态存在，可以快速溶解释放粘度，与悬浮浓缩液相比溶解时间更短，可以现场免混配施工。
具体实施方式
[0017]本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本专利技术中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本专利技术中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发
明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液。
[0018]下面结合实施例对本专利技术作进一步描述：实施例：该免混配变粘浓缩压裂液，按质量百分比计包括反相乳液70%至89%，水溶性聚合物A 10%至30%，悬浮剂1%至3%。
[0019]所用水溶性聚合物A选用阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、两性离子聚丙烯酰胺、疏水缔合聚丙烯酰胺中的一种或几种；水溶性聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免混配变粘浓缩压裂液，其特征在于按质量百分比计包括反相乳液70%至89%，水溶性聚合物A 10%至30%，悬浮剂1%至3%。2.根据权利要求1所述的免混配变粘浓缩压裂液，其特征在于水溶性聚合物A选用阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺、两性离子聚丙烯酰胺、疏水缔合聚丙烯酰胺中的一种或几种；或/和，水溶性聚合物A选用胍胶、黄原胶、香豆胶及其改性物中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的免混配变粘浓缩压裂液，其特征在于水溶性聚合物A颗粒的平均粒径为100μm至200μm，分子量为1000万至3000万。4.根据权利要求1或2或3所述的免混配变粘浓缩压裂液，其特征在于反相乳液按质量百分比计包括水溶性聚合物B 30%至50%，油相20%至34%，乳化剂3%至8%，余量为水；水溶性聚合物B属于阴离子聚丙烯酰胺，水溶性聚合物B的阴离子单体选用丙烯酸、甲基丙烯酸、2
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丙烯酰胺
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甲基丙磺酸和乙烯基吡咯烷酮中一种或几种；油相选用矿物油、汽油、煤油、柴油、润滑油、白油、异构烷烃油和脱芳烃溶剂油中的一种或几种；乳化剂选用司盘系列、...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟磊峰，尹邦国，杨育恒，屈刚，刘晓东，闫利刚，马越，
申请(专利权)人：中国石油集团西部钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：