【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气藏压裂增产，具体涉及一种耐温自破胶压裂液稠化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着经济快速发展，油气资源消耗量日益增加，常规油气资源开发已经不能满足发展需求，故目前油气资源开采目标已转向非常规油气资源的开发。
2、非常规油气资源是指传统开采方法无发轻易获取的资源，包括页岩气、煤层气、页岩油等。这些资源的开采需要通过对储层进行水力压裂改造，但是传统压裂液的使用过程中不能自动破胶，且破胶不彻底，从而对储层造成伤害，影响油气产量。粘度是压裂液最重要的性能，粘度的高低决定了携砂性能，粘度越高携砂性能越好，但是粘度过高会导致压裂效果不佳、破胶难度高和破胶不彻底。因此，需要研发一种能低温自交联使粘度上升提高携砂性，高温自破胶使粘度下降有助于返排的压裂液体系。
技术实现思路
1、针对上述现有技术，本专利技术提供一种耐温自破胶压裂液稠化剂及其制备方法和应用，以解决现有压裂液稠化剂不能自动破胶和返排能力不足的技术问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是，提供一种耐温自破胶压裂液稠化剂，包括1,4-苯二硼酸和具有如式i所示结构的化合物：
3、
4、(i)
5、式中，r1为h、ch3或ch2cooh，r2为h或ch3，r3为h或si（ch3)3，r4为h或ch3，n为1-2的整数，a为9000-168000的整数，b为30-650的整数，c为50-1500的整数。
6、本专利技术采用上述技术方
7、
8、(ⅱ)
9、双五元环结构较为稳定，这就使得压裂液具有较高的抗剪切性和粘度，粘度的高低又直接决定压裂液携砂性能，粘度越高携砂性能越好。当温度升高，b-n配位键会发生解离，从而使双五元环结构变成八元环结构，力学性能下降，故硼酸酯键更容易发生断裂。在实际操作过程中，当压裂液开始注入储层，随着温度升高达到硼酸基团和二醇胺基团反应温度，压裂液粘度上升，表现出热增稠现象；随着压裂液持续深入地下，温度会持续上升，当达到硼酸酯键断裂温度时，体系自动破胶，粘度下降，有助于支撑剂的铺置和压裂后的返排。
10、基于动态可逆共价键的水凝胶主要分为基于二硫键的自愈合水凝胶、基于席夫碱键的自愈合水凝胶和基于硼酸酯键的自愈合水凝胶。本专利技术将酸酯键引入到压裂液稠化剂中，能够实现压裂液重复使用，但是硼原子是sp2杂化，表现出缺电子的特征，故容易被供电子基团所攻击，因此容易与水分子或者醇类分子所反应。本专利技术通过引入b-n配位键来占据硼原子的空轨道，稳定中心硼原子，实现了硼酸酯键的动态转化和耐水解。本专利技术将b-o可逆共价键和b-n配位键引入压裂液稠化剂中，形成了硼酸酯结构和硼氮配位结构，硼酸酯结构具有热响应自生成和自断键的特性，硼氮配位结构具有耐水解的性能，故使压裂液具有热增稠自破胶且耐水解的特性。
11、本专利技术还公开了该耐温自破胶压裂液稠化剂的制备方法，包括以下步骤：
12、s1：将单体a溶于溶剂中，搅拌均匀，得到混合物b，随后向反应体系中通入流速为5-20ml/min的保护性气体除氧15-25min，然后加入引发剂搅拌10-20min，最后升温到20-90℃，并反应6-24h，得到聚合物凝胶；单体a包括：0.05-0.5mol%含硅功能单体和0.1-1mol%含二醇胺功能单体，余量为亲水性单体；单体a为混合物b的10-40wt%；
13、s2：将聚合物凝胶在45-55℃下干燥10-14h，得到结构如式i所示的聚合物c；
14、s3：将聚合物c溶于溶剂中，配置成0.05-1wt%的聚合物溶液；将含硼酸基团的化合物加入聚合物溶液中，加入比例为聚合物溶液中二醇胺基团摩尔量的0.1~0.2倍，即得耐温自破胶压裂液稠化剂。
15、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：
16、进一步，含硅功能单体为甲基丙烯酰氧胺基三甲基硅烷或n,n-二(三甲基硅基)甲基丙烯酰胺；含二醇胺功能单体为n,n-二(2-羟乙基)丙烯酰胺、n,n-二(2-羟乙基)甲基丙烯酰胺、n,n-二(3-羟丙基)甲基丙烯酰胺或n,n-二(3-羟丙基)丙烯酰胺；亲水性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸；含硼酸基团的化合物为1,4-苯二硼酸。
17、进一步，保护性气体为氮气。
18、进一步，引发剂为偶氮类引发剂和氧化还原引发剂中的至少一种。
19、进一步，引发剂为单体a的0.05-1wt%。
20、进一步，步骤s1中的升温速率为5-10℃/min。
21、本专利技术还公开了基于动态共价键的耐温自破胶稠化剂在非常规油气资源开采中的应用。
22、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：
23、进一步，耐温自破胶压裂液稠化剂与压裂添加剂复配作为水基压裂液使用，压裂添加剂为黏土稳定剂、杀菌剂、起泡剂、消泡剂和ph调节剂中的至少一种。
24、采用上述进一步技术方案的有益效果为：压裂添加剂中不包含破胶剂和助排剂，其原因在于本专利技术制得的耐温自破胶压裂液稠化剂自身就具有一定助排效果。
25、进一步，耐温自破胶压裂液稠化剂在非常规油气资源开采中的应用包括以下步骤：
26、s1：将耐温自破胶压裂液稠化剂、支撑剂、压裂添加剂和水以0.05-1∶10-45∶0.5-5∶100的质量比混合，形成携砂压裂液；
27、s2：通过高压泵组将携砂压裂液注入储层，并有效铺砂；
28、s3：关井1-10天后打开井口阀门，将耐温自破胶压裂液稠化剂和压裂添加剂进行返排，支撑剂停留在裂缝中。
29、采用上述进一步技术方案的有益效果为：耐温自破胶压裂液稠化剂配置的压裂液经过压裂施工，当压裂液返排后只需要对其进行过滤，除去其中的固相杂质和浮油，再加入一些添加剂即可再次进行压裂施工。这种可重复使用的压裂液减少对储层的伤害和污染，降低了压裂施工的成本，并且不需要加入破胶剂又降低了施工难度。
30、本专利技术的有益效果为：
31、1.本专利技术的耐温自破胶压裂液稠化剂在室温时不会发生交联，随着温度的升高才发生交联，使压裂液具有热增稠性，在实际施工中有助于提高压裂液在高温下的携砂性。
【技术保护点】
1.一种耐温自破胶压裂液稠化剂，其特征在于，所述耐温自破胶压裂液稠化剂包括1,4-苯二硼酸和具有如式I所示结构的化合物：
2.权利要求1所述的耐温自破胶压裂液稠化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的耐温自破胶压裂液稠化剂的制备方法，其特征在于：所述含硅功能单体为甲基丙烯酰氧胺基三甲基硅烷或N,N-二(三甲基硅基)甲基丙烯酰胺；所述含二醇胺功能单体为N,N-二(2-羟乙基)丙烯酰胺、N,N-二(2-羟乙基)甲基丙烯酰胺、N,N-二(3-羟丙基)甲基丙烯酰胺或N,N-二(3-羟丙基)丙烯酰胺；所述亲水性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸；所述含硼酸基团的化合物为1,4-苯二硼酸。
4.根据权利要求2所述的耐温自破胶压裂液稠化剂的制备方法，其特征在于：所述保护性气体为氮气。
5.根据权利要求2所述的耐温自破胶压裂液稠化剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂为偶氮类引发剂和氧化还原引发剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的耐温自破胶压裂液稠化剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂为单体A的0.05-1
7.根据权利要求2所述的耐温自破胶压裂液稠化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的升温速率为5-10℃/min。
8.权利要求1所述耐温自破胶压裂液稠化剂的应用，其特征在于：将其用于非常规油气资源开采中。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述耐温自破胶压裂液稠化剂与压裂添加剂复配作为水基压裂液使用，所述压裂添加剂为黏土稳定剂、杀菌剂、起泡剂、消泡剂和pH调节剂中的至少一种。
10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种耐温自破胶压裂液稠化剂，其特征在于，所述耐温自破胶压裂液稠化剂包括1,4-苯二硼酸和具有如式i所示结构的化合物：
2.权利要求1所述的耐温自破胶压裂液稠化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的耐温自破胶压裂液稠化剂的制备方法，其特征在于：所述含硅功能单体为甲基丙烯酰氧胺基三甲基硅烷或n,n-二(三甲基硅基)甲基丙烯酰胺；所述含二醇胺功能单体为n,n-二(2-羟乙基)丙烯酰胺、n,n-二(2-羟乙基)甲基丙烯酰胺、n,n-二(3-羟丙基)甲基丙烯酰胺或n,n-二(3-羟丙基)丙烯酰胺；所述亲水性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸；所述含硼酸基团的化合物为1,4-苯二硼酸。
4.根据权利要求2所述的耐温自破胶压裂液稠化剂的制备方法，其特征在于：所述保护性气体为氮气。
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【专利技术属性】
技术研发人员：武元鹏，郑鑫杰，周利华，王昭翔，苟绍华，王犁，向东，赵春霞，李振宇，来婧娟，李辉，张学忠，李东，颜贵龙，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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