[發(fā)明專利]一種壓裂液減阻劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310232623.7
• 申請(qǐng)日: 2013-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN104232055B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文龍;伊卓;趙方園
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號(hào): C09K8/68
• 分類號(hào): C09K8/68
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 王崇,王鳳桐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓裂液減阻劑及其制備方法，具體地，涉及一種頁巖氣藏壓裂施工中用到的壓裂液減阻劑及其制備方法，屬于頁巖氣開采壓裂增產(chǎn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

頁巖氣非常豐富，但因?yàn)轫搸r基質(zhì)滲透率很低（一般小于1mD），開發(fā)技術(shù)難度很大，90%以上的頁巖氣井需要經(jīng)過壓裂改造才能獲得比較理想的產(chǎn)量。壓裂是在高壓條件下，將地層壓開，形成裂縫的過程。在壓裂過程中，需要用支撐劑將裂縫支撐起來，以利于地層中井的石油及氣體烴的生產(chǎn)。支撐劑的施用需要用高粘度的壓裂液來攜帶，壓裂液是壓裂過程中的工作液，壓裂液由高壓泵注設(shè)備的增壓后通過管柱高速泵入地層，油田上常用的壓裂液是以天然高分子或合成聚合物為增稠劑。但對(duì)頁巖氣壓裂增產(chǎn)作業(yè)，采用這種壓裂方式不僅成本高，而且壓裂液對(duì)地層的傷害性也比較大。

目前，頁巖氣壓裂增產(chǎn)作業(yè)常采用減阻水進(jìn)行壓裂增產(chǎn)作業(yè)。減阻水壓裂是在水中加入少量壓裂液減阻劑、助排劑、殺菌劑等添加劑作為壓裂液進(jìn)行的壓裂作業(yè)，與凝膠壓裂液不同，減阻水壓裂能明顯降低壓裂成本，減小地層傷害，而且能夠獲得凝膠壓裂不能實(shí)現(xiàn)的體積壓裂，從而提高頁巖氣的開采產(chǎn)量。減阻水中常用的壓裂液減阻劑主要為胍膠和反相乳液聚丙烯酰胺類聚合物，胍膠壓裂液減阻劑溶解時(shí)間較長(zhǎng)，一般在10-30min，無法滿足頁巖氣壓裂大排量、大流量在線配制的需要；反相乳液聚丙烯酰胺類聚合物這種壓裂液減阻劑雖然溶解速度比較快，一般在5-15min，但由于反相乳液聚丙烯酰胺中含有大量的有機(jī)溶劑和表面活性劑，這種壓裂液減阻劑注入地層后會(huì)造成地下水的污染，無法滿足環(huán)保的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中用于頁巖氣藏壓裂施工中用到的壓裂液減阻劑存在的污染環(huán)境、溶解速度低、減阻性能低以及成本高等缺點(diǎn)，提供一種新型的用于頁巖氣藏壓裂施工中用到的壓裂液減阻劑及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種壓裂液減阻劑，該壓裂液減阻劑含有水溶性單體形成的聚合物、穩(wěn)定劑、水溶性無機(jī)鹽和去離子水，其中，所述壓裂液減阻劑不包含有機(jī)溶劑和表面活性劑，所述水溶性單體為丙烯酰胺和陰離子單體，所述穩(wěn)定劑為聚噁唑啉，其結(jié)構(gòu)式如下：

其中，R為H或C₁-C₈的烷基；優(yōu)選地，R為H或C₁-C₃的烷基；更優(yōu)選地，R為H或甲基；n為1000-10000之間的整數(shù)。

本發(fā)明還提供了一種制備壓裂液減阻劑的方法，該方法包括以下步驟：

（1）將水溶性單體、水溶性無機(jī)鹽、穩(wěn)定劑、去離子水、氧化劑和偶氮類引發(fā)劑混合，將得到的混合液體的pH值調(diào)節(jié)至3-7；

（2）在氮?dú)鈿夥障拢瑢⒉襟E（1）得到的經(jīng)過調(diào)節(jié)pH值的溶液與還原劑混合并進(jìn)行聚合反應(yīng)；

其中，所述水溶性單體為丙烯酰胺和陰離子單體，所述穩(wěn)定劑為聚噁唑啉，其結(jié)構(gòu)式如下：

其中，R為H或C₁-C₈的烷基；優(yōu)選地，R為H或C₁-C₃的烷基；更優(yōu)選地，R為H或甲基；n為1000-10000之間的整數(shù)。

本發(fā)明提供的壓裂液減阻劑具有良好的環(huán)保性能；在室溫下可以穩(wěn)定儲(chǔ)存12個(gè)月以上；減阻效果明顯，減阻率可高達(dá)77.8%；壓裂液減阻劑成本便宜、原料易得以及速溶效果好，在清水以及NaCl中的溶解時(shí)間不超過10分鐘。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種壓裂液減阻劑，該壓裂液減阻劑含有水溶性單體形成的聚合物、穩(wěn)定劑、水溶性無機(jī)鹽和去離子水，其中，所述壓裂液減阻劑不包含有機(jī)溶劑和表面活性劑，所述水溶性單體為丙烯酰胺和陰離子單體，所述穩(wěn)定劑為為聚噁唑啉，其結(jié)構(gòu)式如下：

其中，R為H或C₁-C₈的烷基；優(yōu)選地，R為H或C₁-C₃的烷基；更優(yōu)選地，R為H或甲基；n為1000-10000之間的整數(shù)。