[發明專利]壓裂用可降解減阻劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310485240.0
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103525392A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 張玄;張鵬;張聰忠;張莉
• 申請（專利權）人: 北京國海能源技術研究院;新鄉市玄泰實業有限公司
• 主分類號: C09K8/74
• 分類號: C09K8/74
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于油氣田增產用壓裂液添加劑技術領域，具體涉及一種壓裂用可降解減阻劑及其制備方法。

背景技術

酸化壓裂是油氣田增產的主要途徑，壓裂液組分中添加劑在壓裂液中所占比例很小，不足壓裂液總量的1％，但是對于提高油氣井產量來說是至關重要的。當大量液體打入地下，減小液體摩擦阻力則是重中之重。減阻劑的作用是減少壓裂液流動時的摩擦系數，從而減少施工壓力。目前最常用的水溶性減阻劑是以聚丙烯酰胺或聚丙烯酰胺的其他化合物、人工合成聚氧化乙烯、天然胍膠等。聚合物類減阻劑加量少、性能好，但此類減阻劑耐剪切性能差，應力作用易剪切斷鏈失去減阻性能。另外，高分子聚合物不易降解，對環境污染嚴重。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，而提供一種降阻性能好、熱穩定性好，壓裂施工后殘留在井中的減阻劑可被微生物降解，避免對地層污染的壓裂用可降解減阻劑及其制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：它是由下列質量百分比的原料制成：水溶性聚合物2％～5％、表面活性劑10％～15％，有機溶劑8％～10％和醛類0.1％和水余量；所述水溶性聚合物為聚丙烯酰胺，聚乙烯醇或其上述兩種物質以1：1至1：2之間比例的混合物的任意一種，所述的有機溶劑為甲醇或乙醇的任意一種；所述醛為甲醛，乙二醛或上述兩種小分子醛以1：1至2：1之間比例的混合物的任意一種；所述表面活性劑為雙子季銨鹽型表面活性劑，其結構如下：

其中，合成反應方程式為：

RN(CH₂CH₂OH)₂+BrCH₂CH₂Br→(CH₂CH₂OH)₂R₁N⁺CH₂CH₂N⁺R₂(CH₂CH₂OH)₂

反應式中R是椰油基，代表C8～C22的烷基混合物，R₁和R₂是C8～C22的長鏈烷基組分，當R₁和R₂碳數相同時生成對稱雙子季銨鹽表面活性劑，當R₁和R₂碳數不相同時生成不對稱雙子季銨鹽表面活性劑，合成反應中生成為對稱雙子季銨鹽表面活性劑和不對稱雙子季銨鹽混合物；雙子季銨鹽型表面活性劑包括對稱雙子季銨鹽表面活性劑和不對稱雙子季銨鹽表面活性劑。所述聚丙烯酰胺的分子量為1500萬，聚乙烯醇的分子量為25萬。

一種壓裂用可降解減阻劑的制備方法，其制備方法包括如下步驟：

一、將水放入1L不銹鋼的反應釜內進行加熱；

二、將步驟一中的水加熱至70℃時，緩慢加入水溶性聚合物，進行攪拌；

三、將步驟二中的水溶性聚合物攪拌至完全溶解，然后冷卻至30℃；

四、將步驟三中冷卻至30℃的混合物中一次性加入表面活性劑，有機溶劑和醛，攪拌均勻；

五、將上述攪拌均勻的混合物降至30～20℃時，即可。

所述壓裂用可降解減阻劑是由下列質量百分比的原料制成：水溶性聚合物4％、表面活性劑13％，有機溶劑8％和醛類0.1％和水74.9％；所述水溶性聚合物為聚丙烯酰胺，所述的有機溶劑為乙醇；所述醛為乙二醛；所述表面活性劑為雙子季銨鹽型表面活性劑，其結構如下：

其中，R₁和R₂是C₈-C₂₂長鏈烷基組分；所述聚丙烯酰胺的分子量為1500萬；其制備方法包括如下步驟：

一、將水放入1L不銹鋼的反應釜內進行加熱；

二、將步驟一中的水加熱至70℃時，緩慢加入水溶性聚合物，進行攪拌；

三、將步驟二中的水溶性聚合物攪拌至完全溶解，然后冷卻至30℃；

四、將步驟三中冷卻至30℃的混合物中一次性加入表面活性劑，有機溶劑和醛，攪拌均勻；

五、將上述攪拌均勻的混合物降至30～20℃時，即可。

按照上述方案制成的壓裂用可降解減阻劑，其合成方法方法簡單，原料環保易得，按一定比例復配后的壓裂液用減阻劑在微生物存在下可緩慢降解，降解速度逐漸增加；具有降阻性能好、熱穩定性好，壓裂施工后殘留在井中的減阻劑可被微生物降解，避免對地層污染的優點。