[發(fā)明專利]一種液態(tài)化聚合物壓裂液增稠劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310172790.7
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103224778A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭焰;李樹盛;羅于建;白小丹;喬磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京愛普聚合科技有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超快速溶的液態(tài)化聚合物壓裂液增稠劑(為便于敘述，以下簡稱“液態(tài)化增稠劑”)。

本發(fā)明還涉及一種制備上述液態(tài)化增稠劑的方法。

背景技術(shù)

水基壓裂液是提高油氣采收率的重要技術(shù)。在水基壓裂過程中，普遍使用細(xì)小粉末的固體壓裂液增稠劑，如胍膠干粉、合成聚合物增稠劑干粉等。增稠劑的分散性和水化增粘性決定了壓裂施工工藝、壓裂質(zhì)量和壓裂成本。

目前壓裂施工工藝普遍為：

第一步，配制基液，將增稠劑干粉分散于水中，在一定時間內(nèi)充分溶脹形成具有一定粘度的基液；

第二步，壓裂施工，將基液與交聯(lián)劑等混合形成壓裂液。

兩步壓裂工藝存在如下問題：

1)配制基液，不僅需要干粉與水混合的特殊設(shè)備，而且易產(chǎn)生大小不同的“魚眼”和局部結(jié)塊因而影響基液質(zhì)量；

2)施工彈性小，如果出現(xiàn)特殊原因使壓裂液液量不足或需臨時增加壓裂規(guī)模，現(xiàn)場就無法實(shí)現(xiàn)；

3)所需外加劑種類繁多，外加步驟繁瑣，增加了壓裂液質(zhì)量的控制難度；

4)增稠劑干粉水化溶脹時間長(10min以上)，增加了人力物力消耗；

5)壓裂后儲液罐有大量基液殘留(10-30％)，增加了儲液罐的清洗處理費(fèi)用。

為克服以上缺陷，國外在20世紀(jì)80年代初就研究了柴油基液體水基增稠劑技術(shù)并進(jìn)行了大規(guī)模化現(xiàn)場壓裂。在國內(nèi)，西安大學(xué)和吐哈油田在1993年合作研究開發(fā)了低殘渣硼交聯(lián)液體胍膠壓裂液技術(shù)并用于現(xiàn)場施工。

隨著目前國內(nèi)外水基壓裂液對胍膠的需求快速增加，其原料瓜爾豆由于生長條件限制無法擴(kuò)展種植范圍，導(dǎo)致胍膠供不應(yīng)求，且價格也水漲船高。因此，合成聚合物類壓裂液增稠劑因其增稠能力強(qiáng)、破膠性能好、殘渣少，壓后增產(chǎn)效果較好，在現(xiàn)場應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大。為解決兩步壓裂工藝問題及胍膠的限制，合成聚合物類壓裂液增稠劑的液態(tài)化技術(shù)是發(fā)展方向和必然趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超快速溶的液態(tài)化增稠劑。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種制備上述液態(tài)化增稠劑的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的液態(tài)化增稠劑，其評價指標(biāo)為：

密度1.0-1.3g/cm³；

成膠時間≤15s；

1.0％液態(tài)化增稠劑溶解后粘度≥30mPa.s；

通過下述方法得到：

A)水溶性有機(jī)溶劑的復(fù)配

攪拌下，依次加入亞砜類有機(jī)溶劑、酰胺類有機(jī)溶劑、單羥基醇類或多羥基醇類有機(jī)溶劑、以及甲酸鹽，形成復(fù)配的有機(jī)溶劑；

復(fù)配的有機(jī)溶劑中按照亞砜類、酰胺類、單羥基醇類或多羥基醇類以及甲酸鹽類總質(zhì)量100％計，其中亞砜類或占總質(zhì)量的50-60％，酰胺類占總質(zhì)量的20-25％，單羥基醇類或多羥基醇類占總質(zhì)量的10-28％，甲酸鹽占總質(zhì)量的2-5％；

B)加入壓裂液增稠劑粉末

攪拌下向復(fù)配后的有機(jī)溶劑中加入壓裂液增稠劑粉末，得到的乳狀分散液即為液態(tài)化增稠劑；

按照有機(jī)溶劑、增稠劑粉末總質(zhì)量100％計，其中有機(jī)溶劑40-55％，增稠劑粉末45-60％。

所述壓裂液增稠劑粉末的結(jié)構(gòu)式為：

所述的液態(tài)化增稠劑，其中，成膠時間是指完成水化、溶脹和分散過程的時間。

所述的液態(tài)化增稠劑，其中，亞砜類有機(jī)溶劑為二甲基亞砜、二丁基亞砜、正丁基亞砜的一種或多種；酰胺類有機(jī)溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二乙基甲酰胺的一種或多種；單羥基醇類有機(jī)溶劑為乙醇、正丙醇、異丁醇的一種或多種；多羥基醇類有機(jī)溶劑為乙二醇、丙二醇、丙三醇的一種或多種；甲酸鹽為甲酸鈉、甲酸鉀的一種或多種。

所述的液態(tài)化增稠劑，其中，壓裂液增稠劑粉末為200-600目。

本發(fā)明提供的制備上述液態(tài)化增稠劑的方法，包括下述步驟：

A)水溶性有機(jī)溶劑的復(fù)配

攪拌下，依次加入亞砜類有機(jī)溶劑、酰胺類有機(jī)溶劑、單羥基醇類或多羥基醇類有機(jī)溶劑、以及甲酸鹽，形成復(fù)配的有機(jī)溶劑；

復(fù)配的有機(jī)溶劑中按照亞砜類、酰胺類、單羥基醇類或多羥基醇類以及甲酸鹽類總質(zhì)量100％計，其中亞砜類或占總質(zhì)量的50-60％，酰胺類占總質(zhì)量的20-25％，單羥基醇類或多羥基醇類占總質(zhì)量的10-28％，甲酸鹽占總質(zhì)量的2-5％；

B)加入壓裂液增稠劑粉末

攪拌下向復(fù)配后的有機(jī)溶劑中加入壓裂液增稠劑粉末，得到的乳狀分散液即為液態(tài)化增稠劑；