[發明專利]滑溜水壓裂液減阻劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310020401.9
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103013488A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 劉通義;向靜;陳光杰;趙眾從;林波;牛光洲;譚坤;戴秀蘭;黃趾海;張立豐
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;成都佰椿石油科技有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明涉及低滲、低孔非常規儲層改造領域，特別涉及一種能適用于滑溜水壓裂液的減阻劑（代號BC-12）及其制備方法。

背景技術

隨著非常規油氣資源開采熱潮的掀起，實用于開采低滲、低孔非常規儲層的滑溜水壓裂技術（在清水中加入少量減阻劑和一些添加劑等作為工作液，施工時并加入少量支撐劑的壓裂作業）日益得到了推廣，因此，滑溜水壓裂液中添加劑的使用，特別是減阻劑的應用與需求也越來越多。

最早的減阻劑是采用溶液聚合的方法進行，水溶液聚合分子量高、雜質少，但是由于溶液聚合物產物本身粘度大，聚合物含量低，溶解時間長，因此給運輸和使用帶來極大的不便。到20世紀90年代中期，發展了本體聚合的方法，大大提高了單體轉化率和減阻劑性能。但該方法的反應熱不易散出，反應中容易產生飛溫現象，輕則造成局部過熱，使分子量分布變寬；重則溫度失控，引起暴聚，其減阻性能會受到影響。近十年來發展起來的一種水溶性單體聚合新技術—微乳液聚合，是由水、油、表面活性劑及助表面活性劑形成的外觀透明或半透明的、熱力學穩定的油水雙連續相體系。這種微乳膠可以直接使用、分子量高，并且能在水中迅速分散、溶解速度快。但微乳液存在體系復雜、油水比較大等問題。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提出了一種能適用于滑溜水壓裂液的減阻劑（代號BC-12）及其制備方法，并且解決微乳液體系復雜性、油水比較大的難題。

本發明滑溜水壓裂液減阻劑BC-12的制備方法，步驟如下：

(1)水相的配備

將單體丙烯酰胺與功能單體MAA（甲基丙烯酸）按質量比(2～10):1混合，溶于3wt%～5wt%的NaCl水溶液中，單體丙烯酰胺質量濃度為30%～40%；

(2)油相的配備

將復配表面活性劑與基礎油按質量比(2～3):10混合溶解，形成油相；復配表面活性劑采用非離子型表面活性劑山梨糖醇酐(Span-80)和聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯(Tween-60)，調整Span-80和Tween-60的比例使體系的HLB值為8.0～9.5；

(3)反相微乳液聚合

將步驟(2)中的油相加入到反應器中，并將反應器置于30～50℃的恒溫水浴鍋中，通氮氣驅氧10～20min；將步驟(1)中的水相置于滴液漏斗中，在高速攪拌下緩慢滴入反應器中，20～30min滴加完畢，繼續通氮氣高速攪拌充分乳化30～40min后；再將引發劑滴入反應器中，在攪拌的情況的反應1～2h，聚合反應完成，得到所需的減阻劑。

其中，步驟(1)所述的水相pH值為7～10。

其中，步驟(2)所述表面活性劑Span-80和Tween-60的質量比例為(1.18～2):1。

其中，步驟(2)所述基礎油為白油、煤油、環已烷、異構烷烴中的一種或幾種。

其中，步驟(1)所述的水相與步驟(2)所述油相質量比例為(2～0.9):1。

其中，步驟(3)所述引發劑為過硫酸鉀/亞硫酸氫鈉氧化還原引發劑、偶氮類引發劑或叔胺基的丙烯酰胺衍生物與K₂S₂O₈組成的氧化還原引發劑中的一種或幾種，添加量為單體丙烯酰胺重量的0.15%～0.35%。

其中，步驟(3)所述引發反應溫度為35～45℃。

本發明在滑溜水壓裂液中減阻劑BC-12的制備過程中，微乳液體系中未添加助乳化劑，降低了體系復雜指數。使用復合表面活性劑最低油水比可達到3:5。該方法生產出來的減阻劑外觀為透明或半透明的微乳狀，穩定性好，可以直接使用，能在水中迅速分散、溶解速度快。通過流動回路摩阻測試系統對該方法生產出來的減阻劑進行摩阻測試，與清水相比，減阻率可達到30%～65%。并且該減阻劑已用于了致密砂巖壓裂施工，取得了較好的壓裂效果。

附圖說明

圖1為減阻率與流量的關系；

圖2為某油田某井壓裂施工曲線；

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。

按質量比3:1的比例將單體丙烯酰胺與功能單體MAA(甲基丙烯酸)溶于3%的NaCl水溶液中，配成單體質量濃度為33%的水溶液，即為水相；