一种可重复使用的水力压裂降阻剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种可重复使用的水力压裂降阻剂及其制备方法与应用，该可重复使用的压裂降阻剂，原料重量份组分如下：油相45～65份，油相增稠粉0.1～1.0份，分散剂0.3～1.5份，稳定剂2～12份，水溶性高分子30～45份。本发明专利技术还涉及上述可重复使用的水力压裂降阻剂的制备方法与应用。本发明专利技术的可重复使用的压裂降阻剂在较低的使用浓度（0.1～0.2wt%）就可以达到60%以上降阻率；与改性胍胶等压裂液及储层流体配伍性好；由于降阻剂主要组分天然高分子-接枝聚丙酰胺分子量较低，加之稳定剂聚氧化乙烯存在，可耐压裂过程中连续的高强度剪切，返排后可重复使用。

Hydraulic fracturing resistance reducing agent capable of being used repeatedly, preparation method and application thereof

The invention relates to a reusable hydraulic fracturing resistance reducing agent and preparation method and application thereof, the reusable fracturing resistance reducing agent, raw material weight components are as follows: 45 to 65 portions of the oil phase, the oil phase thickening powder 0.1 ~ 1, 0.3 ~ 1.5 dispersant, stabilizer 2 - 12, the water soluble polymer from 30 to 45. The invention also relates to the preparation method and application of the hydraulic fracturing resistance reducing agent which can be used repeatedly. The invention of reusable fracturing resistance reducing agent in low concentration (0.1 ~ 0.2wt%) can reach more than 60% reduction rate; and the modified guar gum fracturing fluid pressure and reservoir fluid compatibility; the resistance reducing agent mainly composed of natural polymer grafted polypropylene amide molecular weight low, coupled with the stabilizer poly ethylene oxide, high shear strength and continuous resistance in the process of fracturing flowback, after repeated use.

【技术实现步骤摘要】
一种可重复使用的水力压裂降阻剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种可重复使用的水力压裂降阻剂及其制备方法与应用，尤其涉及一种低渗透致密砂岩储层或页岩气储层的可重复使用的水力压裂降阻剂及其制备方法与应用，属于油田化学与工程
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技术介绍
低渗致密油气储层或页岩气储层因其储层物性差、孔隙度和渗透率低，通常无法提供经济开采所需的渗流通道，多数都需实施水力压裂才能达到工业开采价值。压裂成功的关键之一就是压裂液综合性能的优异程度。常规的聚合物基压裂液体系(如改性瓜胶、高分子聚丙烯酰胺等)易造成储层伤害，而粘弹性表面活性剂压裂液(清洁压裂液)尽管伤害较低，但是应用成本高，因此目前国内外主要采用清水压裂、活性水压裂以及滑溜水压裂等。其中，滑溜水作为致密砂岩与页岩储层压裂施工的主要压裂液，具有无固相水不溶物和常规胶体残渣的特点。同时，摩阻低，可在保持措施效果的前提下节约30%的液体成本，因此受到国内外石油公司广泛关注。同时，在致密储层与页岩储层压裂过程中，液体排量大，返排液多，使后续处理排放难度大大增加，加之压裂液中关键组分降阻剂大多依靠进口，价格昂贵，从而严重阻碍了我国致密砂岩与页岩油气资源的高效开发。因此，在致密储层与页岩储层压裂开发过程中，选择低伤害、可重复使用以及可显著降低压裂液摩阻的降阻剂就显得尤为重要。近年来，国内外学者对压裂降阻剂进行了较为广泛研究。如中国专利文献CN1487985A (申请号:02804037.6)公开了一种表面活性剂类的减阻剂，这是一种水溶性的表面活性剂，具有良好的抗剪切能力，可以应用于供热等循环水领域。但表面活性剂减阻剂通常需要在临界胶束浓度以上使用，因而使用浓度较高，应用受到限制。中国专利文献CN102002355A(申请号:201010526794.7)公开了一种压裂液降阻剂的制备方法，包括:a、所述压裂液降阻剂在按质量百分比计由下列组分组成:聚丙烯酰胺0.6%，聚乙烯醇8%，表面活性剂5%，有机溶剂10%，其余量为水。按如下步骤①在反应釜中按照质量百分比加入水。②按照配比，加热到60°C后缓慢加入聚乙烯醇。③连续搅拌30min待聚乙烯醇完全溶解。④按照配比，冷却温度到30°C后一次性加入十二烷基三甲基氯化铵和乙醇，搅拌IOmin混合均匀。⑤按照配比缓慢加入聚丙烯酰胺并且连续搅拌60min待其完全溶解即得降阻剂产品。所述聚丙烯酰胺分子量为1500万；所述聚乙烯醇分子量为25万；所述表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵；所述有机溶剂为乙醇。b、将步骤a形成的降阻剂按照0.5%-1.5%的质量分数溶于水即可得到低摩阻压裂液。中国专利文献CN102977877A(申请号:201210512496.1)公开了一种页岩气压裂用减阻剂及其制备方法，该减阻剂各组分及质量比如下:水溶性高分子聚合物20-35%，稳定剂1_5%，无机分相剂20-30%，鳌合剂0.01-0.1%，助溶剂0.5-2%，其余为水；所述水溶性高分子聚合物通过自由基引发丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和丙烯酸钠三种单体进行无规共聚得到，其分子量在600-1000万之间；所述稳定剂由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和丙烯酸钠共聚而成，粘均分子量在10-50万之间。上述专利文献公开的三种降阻剂主要以聚丙酰胺及其衍生物为主，其形态以粉体与乳液为主，这类降阻剂尽管具有良好的降阻性，但是在致密储层或页岩储层压裂的高速剪切下降阻剂分子结构容易破坏，不易再重复使用，并且生物可降解性较差，分子量较大，吸附造成储层伤害，外排容易污染环境。在矿场应用过程中溶解速度较慢，不适合在线混配以提高施工效率。中国专利文献CN102516975A (申请号:201110401452.7)公开了一种页岩气藏速溶可回收滑溜水；滑溜水的组成按重量百分比为:降阻剂0.02-0.1%、氯化钾0.2-2.0%、助排剂0.1-0.5%、防膨剂0.1-0.5%、余量为水；降阻剂为聚丙酰胺或聚丙酰胺衍生物，分子量位于5X IO5-1X IO6之间，助排剂为氟碳表面活性剂0.5%-2.0%，低分子醇类溶剂10.0%-15.0%，高分子醇类助剂3.0%-5.0%，工业级碳氢链表面活性剂10.0%-20.0%，余量为水组成；防膨剂为阳离子聚季铵盐、聚季磷酸盐或聚季硫酸盐；能在20-30S完全溶胀，形成均一的体系，不需要氧化破胶剂，能降低对裂缝导流能力的伤害，可回收利用压裂返排液，降低了废液处理成本。该专利文献公开的降阻剂使用了分子量较低的聚丙酰胺或聚丙酰胺衍生物，提高了降阻剂的耐剪切性能，并可回收再用，但生物可降解性较差，高速剪切下容易乳化，大大增加了后续返排液处理难度。 中国专利文献CN103045226A(申请号:201310020092.5)公开了一种降阻剂及其制备方法和使用该降阻剂的滑溜水压裂液及其制备方法，该降阻剂的组成及质量百分比为:聚氧化乙烯10%-40%、有机溶剂40%-85%、非离子表面活性剂0-10%、分散剂0-10%;滑溜水压裂液的组成及质量百分比为:降阻剂0.05%-0.2%、助排剂0.2%-0.5%、防膨剂1.0%-3.0%、杀菌剂0.1%_0.3%，余量为清水。该类降阻剂具有良好的降阻效果，但是聚氧化乙烯固有的特性对加料速度有很大影响，为了增强溶解性与分散性，一般配制为浆料，该专利文献使用的溶剂主要是矿物油类，大大增加了返排液的处理难度。并且配制的浆料较长时间放置容易分层，不利于矿场计量取料。
技术实现思路
针对已有技术存在的不足，本专利技术提供一种可重复使用的压裂降阻剂及其制备方法与应用，该降阻剂适合用于致密储层与页岩储层水力压裂改造。本专利技术技术方案如下:一种可重复使用的压裂降阻剂，原料重量份组分如下:油相45~65份，油相增稠粉0.1~1.0份，分散剂0.3~1.5份，稳定剂2~12份，水溶性高分子30~45份；所述的油相为生物柴油；所述的油相增稠粉为苯烯-乙烯-丙烯共聚物；所述的分散剂为SiO2粉末；所述的稳定剂为聚氧化乙烯，重均分子量50~600万；所述的水溶性高分子为水溶性天然高分子-接枝聚丙烯酰胺，重均分子量为50~500万，丙烯酰胺的接枝率>60%，水溶性天然高分子与丙烯酰胺的质量用量比为1/3~1/2，所述的水溶性天然高分子为多糖类水溶性天然高分子。根据本专利技术，优选的，所述的可重复使用的压裂降阻剂，原料重量份组分如下:油相45~55份，油相增稠粉0.2~0.5份，分散剂0.5~0.8份，稳定剂5~10份，水溶性高分子35~40份。根据本专利技术，优选的，所述的苯烯-乙烯-丙烯共聚物中苯烯:乙烯:丙烯按10:15:20的摩尔比共聚反应；更优选的，苯烯-乙烯-丙烯共聚物的粘均分子量为20万。根据本专利技术，优选的，所述的SiO2粉末为微米级SiO2粉末。所述的分散剂也可选用常规SiO2粉末或纳米级SiO2粉末。根据本专利技术，优选的，所述的稳定剂聚氧化乙烯重均分子量为50万、100万、200万、400万、600万，更优选重均分子量为200万的聚氧化乙烯烃粉碎过120目筛所得。根据本专利技术，优选的，所述的水溶性高分子为淀粉-接枝聚丙酰胺、纤维素-接枝聚丙酰胺或壳聚糖-接枝聚丙酰胺，更优选重均分子量为100~200万本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重复使用的压裂降阻剂，原料重量份组分如下：油相45～65份，油相增稠粉0.1～1.0份，分散剂0.3～1.5份，稳定剂2～12份，水溶性高分子30～45份；所述的油相为生物柴油；所述的油相增稠粉为苯烯?乙烯?丙烯共聚物；所述的分散剂为SiO2粉末；所述的稳定剂为聚氧化乙烯，重均分子量50～600万；所述的水溶性高分子为水溶性天然高分子?接枝聚丙烯酰胺，重均分子量为50～500万，丙烯酰胺的接枝率≥60%，水溶性天然高分子与丙烯酰胺的质量用量比为1/3～1/2，所述的水溶性天然高分子为多糖类水溶性天然高分子。

【技术特征摘要】
1.一种可重复使用的压裂降阻剂，原料重量份组分如下: 油相45~65份，油相增稠粉0.1~1.0份，分散剂0.3~1.5份，稳定剂2~12份，水溶性高分子30~45份； 所述的油相为生物柴油； 所述的油相增稠粉为苯烯-乙烯-丙烯共聚物； 所述的分散剂为SiO2粉末； 所述的稳定剂为聚氧化乙烯，重均分子量50~600万； 所述的水溶性高分子为水溶性天然高分子-接枝聚丙烯酰胺，重均分子量为50~500万，丙烯酰胺的接枝率>60%，水溶性天然高分子与丙烯酰胺的质量用量比为1/3~1/2，所述的水溶性天然高分子为多糖类水溶性天然高分子。2.根据权利要求1所述的可重复使用的压裂降阻剂，其特征在于，原料重量份组分如下: 油相45~55份，油相增稠粉0.2~0.5份，分散剂0.5~0.8份，稳定剂5~10份，水溶性高分子35~40份。3.根据权利要求1所述的可重复使用的压裂降阻剂，其特征在于，所述的苯烯-乙烯-丙烯共聚物中苯烯:乙烯:丙 烯按10:15:20的摩尔比共聚反应。4.根据权利要求1所述的可重复使用的压裂降阻剂，其特征在于，所述的SiO2粉末为微米级SiO2粉末。5.根据权利要求1所述的可重复使用的压裂降阻剂，其特征在于，所述的稳定剂聚氧化乙烯重均分子量为50万、100万、200万、400万、600万，更优选重均分子量为200万的聚氧化乙烯烃粉碎过120目筛所得。6.根据权利要求1所述的可重复使用的压裂降阻剂，其特征在于，所述的水溶性高分子为淀粉-接枝聚丙酰胺、纤维素-接枝聚丙酰胺或壳聚糖-接枝聚丙酰胺，更优选重均分子量为100~200万的淀粉-接枝聚丙酰胺经粉碎过120目筛所得。7.根据权利要求1所述的可重复使用的压裂降阻剂，其特征在于，所述的淀粉-接枝聚丙酰胺按如下步骤制备得到: (1)用Span-80、Tween-60 和 0P-10 按(90-100): (1-5): (1-5)的质量比混合均匀得复合乳化剂； (2)称取液体石蜡置于三口烧瓶中，并且将三口烧瓶置于恒温水浴锅中；称取复合乳化剂加入到三口烧瓶中，搅拌使之与液体石蜡混合均匀并控制HLB值在4.3~6.2之间；通氮气以除去三口瓶中的氧气直至接枝反应完成； (3)分别配制玉米淀粉乳溶液与浓度为3.451mmol/L的引发剂溶液，加入到三口烧瓶中；升温至45~50°C，引发15~20min ； (4)按照丙烯酰胺单体与玉米淀粉的质量比为1.5:1~1.7:1准确称取丙烯酰胺单体溶于水中，缓慢滴加到三口烧瓶；反应3-5h后转移至无水乙醇中，强力搅拌破乳，固体产...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗明良，刘飞，温庆志，孙涛，郭烨，杨国威，吕子龙，李楠，刘佳林，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：