System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法技术_技高网

超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法技术

技术编号:42667862 阅读:10 留言:0更新日期:2024-09-10 12:23
本发明专利技术公开了超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法,属于非常规油气开采技术领域。本发明专利技术解决了压裂液无法同时满足高降阻、高携砂、高波及、高抗盐及可变粘、更清洁环保等特性的问题,本发明专利技术包括了无油相悬浮降阻剂,无油相悬浮降阻剂包括了水溶性超分子稠化剂,而水溶性超分子稠化剂为至少由丙烯酰胺单体、阴离子烯属不饱和单体以及具有温敏及盐敏效应的大分子功能单体组成的共聚物或其衍生物。本发明专利技术中压裂液体系通过具有温敏及盐敏效应的大分子功能单体形成超分子结构实现自交联,不需要外加交联剂,具有减阻率高、携砂性强及抗盐性好的优点,同时水溶性超分子稠化剂分子量较低,破胶彻底,且破胶后残渣含量<10ppm,实现压裂液的清洁化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于非常规油气开采,具体涉及超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法


技术介绍

1、随着常规油气资源的不断耗竭,有效开发利用非常规油气资源如页岩气、页岩油、低渗油气资源等,对保证我国油气安全具有重要意义。

2、目前国内新发现的油气资源70%以上都是低渗透非常规油气藏,非常规油气资源已成为我国储量增长的主体。2022年中国石油致密油、页岩油产量达到1413×104t,占原油总产量的7.4%;致密气、页岩气产量达到635×108m3,占天然气总产量的36.5%,中国石油已“全面进入非常规油气时代”。

3、非常规油气藏必须通过大规模体积压裂才能实现商业化开采。我国非常规油气藏体积压裂改造技术经历了从无到有、从1.0向2.0的跨越式发展历程。体积压裂2.0工艺的核心就是形成复杂缝网,其关键技术就是“密切割、促缝网、扩体积、保充填”,“密切割、促缝网”是非常规油气藏提高产量的核心,其主要通过暂堵转向工艺来实现;而“扩体积、保充填”主要通过大排量、大规模注液增能、高强度连续加砂,大排量、大规模注液增能、高强度连续加砂主要依靠变粘滑溜水来实现,而压裂液性能对压裂施工过程及效果起着至关重要的作用。另外,体积压裂后返排时,会产生大量的返排液,返排液中含有的金属离子如ca2+与mg2+对压裂液性能影响较大,因此对压裂用液体提出了更高的要求:(1)高减阻:深层页岩油气地层压力高,导致施工压力高,容易造成套变,因此对液体减阻性能提出了更高的要求。(2)高砂量:深层页岩油气压裂加砂难度大,若要提高加砂强度,要求液体携砂效果好,是实现高砂比的有效手段。(3)高波及:深层页岩的介孔和微孔更发育,0-50nm孔隙占90%以上,必须要求液体分子尺寸足够小才能大量进入纳米孔吼中,从而提高波及体积。(4)高耐盐:返排液矿化度1万mg/l-10万mg/l不等,其中ca2+与mg2+对常规压裂液粘度影响较大,从而影响压裂液的降阻性与携砂性,因此要求压裂液耐盐性好。

4、因此,需要开发一种高降阻、高携砂、高波及、高抗盐及可变粘、更清洁环保的压裂液体系,相关的现有技术如下:

5、1、cn201910958768《一种渗吸采油超分子压裂液体系及其应用》,其将渗吸采油技术与体积压裂技术结合起来,制备的渗吸采油超分子压裂液体系作为压裂液造缝携砂,提高裂缝导流作用。其制备的渗吸采油超分子压裂液体系用超分子压裂液增稠剂选自部分水解的疏水改性聚丙烯酰胺。该专利的缺点是:(1)疏水改性聚丙烯酰胺只有当其使用浓度大于其临界缔合浓度后,其分子间才会形成超分子结构,因而在其作为低粘滑溜水的低浓度下时作用有限;(2)该疏水改性聚丙烯酰胺不能实现速溶,需要溶解5-10分钟;(3)该专利并未涉及在返排液中压裂液耐盐性的问题。

6、2、cn202111112288《一种基于改性聚丙烯酰胺的超分子压裂液及其制备方法》,其专利技术目的在于提供一种基于改性聚丙烯酰胺的超分子压裂液及其制备方法,以解决现有阴离子表面活性剂清洁压裂液粘弹性弱、耐温能力差、不耐二价盐等问题。在改性聚丙烯酰胺中引入带正电荷的功能单体,通过静电引力和疏水缔合的双重作用与阴离子表面活性剂形成混合蠕虫状胶束,以物理交联的形式增加蠕虫状胶束的网络密度,从而提高压裂液的粘弹性和耐温性。该专利的缺点是:通过带正电荷的疏水缔合聚合物与阴离子表面活性剂复合作用形成超分子压裂液,要形成蠕虫状胶束,则表面活性剂加量较高,相比于聚合物压裂液,成本较高。

7、3、cn201811431420《一种具有自修复性能的超分子压裂液及其制备方法》,其通过非离子单体为丙烯酰胺或改性丙烯酰胺与功能性单体羟丙基胍胶或羧甲基羟丙基胍胶在交联剂n,n’-亚甲基双丙烯酰胺与引发剂作用下合成了具有自修复性能的超分子压裂液稠化剂,使得该超分子压裂液在受到高速剪切破坏后结构能够恢复。该专利的缺点是:(1)该专利通过非离子单体丙烯酰胺或改性丙烯酰胺与功能单体羟丙基胍胶或羧甲基羟丙基胍胶在交联剂n,n’-亚甲基双丙烯酰胺与引发剂作用下合成了超分子压裂液稠化剂,由于采用非离子单体共聚并进行了交联,该压裂液稠化剂在速溶方面存在缺陷(压裂液要求压裂液稠化剂速溶);(2)该专利并未涉及在返排液中压裂液耐盐性的问题。

8、4、cn202210040737“一种速溶型耐盐压裂液稠化剂及其制备方法”,其由丙烯酰胺与功能单体,在助剂的作用下,加热、搅拌反应,通过反相乳液聚合法制备而成。功能单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、丙烯酸钠、丙烯酸钾中的一种或多种混合。该专利的缺点是:由于该压裂液稠化剂选用反相乳液聚合而成,反相乳液中存在白油或其它烃类油相溶剂,在破胶后存在油性残留在返排液中,造成返排液处理困难。

9、5、cn202211533048“一种耐盐型压裂用减阻剂及其制备方法”,其将丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸以及马来酸/二甲氨基-十八烷基乙酰胺复合物,通过在液体石蜡中进行反相乳液聚合得到耐盐压裂液减阻剂,聚合物乳液可达到快速释放使其在短时间内完全溶解并达到良好的减阻效果。该专利的缺点是:由于该压裂液稠化剂选用反相乳液聚合而成,反相乳液中存在液体石蜡或其它烃类油相溶剂,在破胶后存在油性残留在返排液中,造成返排液处理困难。

10、6、cn202010321567“一种一体化变粘耐盐降阻剂及其制备方法”,其提供的一体化变粘耐盐降阻剂,通过粉剂悬浮技术使得粉末降阻剂与原位交联剂稳定共存,交联剂与稠化剂交联后粘度可以成倍的增加。一方面选用耐盐型粉末稠化剂,另一方面通过与交联剂的相互作用进一步的提升其耐盐能力和变粘能力,使得其粘度调节更灵敏、可调范围更广,形成了一种新型一体化变粘耐盐降阻剂。该专利的缺点是:通过引入交联剂的方式与粉末稠化剂交联作用来提升其耐盐能力和变粘能力,但交联剂的使用会带来破胶后残渣较高、对储层伤害大等问题。

11、综上所述,为满足压裂液具有“高降阻、高携砂、高抗盐及可变粘、更清洁环保”的要求,目前的现有技术在“高降阻与高携砂”方面,将丙烯酰胺与功能疏水长链单体进行共聚形成疏水缔合聚合物稠化剂,在疏水缔合聚合物稠化剂使用浓度大于其临界缔合浓度后,通过分子链间疏水侧基的疏水缔合作用形成超分子结构,基于超分子结构流体的超分子结构减阻机理及超分子网络携砂机理,实现降阻性与携砂性。另外通过疏水缔合聚合物稠化剂与阴离子表面活性剂清洁压裂液复配,通过静电引力和疏水缔合的双重作用与阴离子表面活性剂形成混合蠕虫状胶束,以物理交联的形式增加蠕虫状胶束的网络密度,以提高携砂性。但这类压裂液由于疏水缔合聚合物稠化剂只有高于其临界缔合浓度才起作用,在低粘滑溜水的低浓度下,其作用有限,另外疏水缔合聚合物稠化剂溶解速度较慢;疏水缔合聚合物与表面活性剂复配形成蠕虫状胶束,表面活性剂加量较高,相比于聚合物压裂液,成本较高。在“高抗盐及可变粘”方面,在常规聚丙烯酰胺稠化剂中引入功能单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠,以及马来酸/二甲氨基-十八烷基乙酰胺复合物,通过反相乳液聚合制备速溶型的耐盐压裂液减阻剂。由本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法,所述水溶性超分子稠化剂为由丙烯酰胺单体、阴离子烯属不饱和单体以及具有温敏及盐敏效应的大分子功能单体组成的共聚物或其衍生物;

3.根据权利要求2所述的超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法,其特征在于:所述水溶性超分子稠化剂的粘均分子量为1000万-1200万。

4.根据权利要求2所述的超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法,其特征在于:所述水溶性超分子稠化剂的制备方法包括以下步骤:

5.根据权利要求1所述的超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法,其特征在于:所述带有双键的具有温敏及盐敏效应大分子功能单体的制备方法包括以下步骤:

6.根据权利要求1-5任一项所述的超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法,其特征在于:所述表面活性剂为失水山梨醇脂肪酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或多种。

【技术特征摘要】

1.超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法,所述水溶性超分子稠化剂为由丙烯酰胺单体、阴离子烯属不饱和单体以及具有温敏及盐敏效应的大分子功能单体组成的共聚物或其衍生物;

3.根据权利要求2所述的超分子自交联耐盐无油相清洁压裂液的制备方法,其特征在于:所述水溶性超分子稠化剂的粘均分子量为1000万-1200万。

4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾斌敖科鲁智勇徐太平钟萍萍
申请(专利权)人:捷贝通石油技术集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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