[發(fā)明專利]改性丙烯酰胺類聚合物壓裂液

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310518354.0
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN104140805A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇君慧;謝艷新;王棟;王安培;郎學(xué)軍;王穩(wěn)桃;張文豪;張梅靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C08F220/56;C08F220/06;C08F226/10;C08F220/58;C08K5/56;C08K5/098;C08K5/10
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 趙敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改性丙烯酰胺類聚合物壓裂液，屬于油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，廣泛適應(yīng)于低滲儲層壓裂改造的壓裂液體系。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的聚合物壓裂液有兩種：一種是酸性壓裂液，另一種是中性壓裂液。其增稠劑包括聚丙烯酰胺類、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸酯類、聚乙烯基胺等合成聚合物，交聯(lián)劑為鋁和鋯等兩性金屬鹽類。現(xiàn)有的聚合物壓裂液目前存在的問題有：壓裂液交聯(lián)對pH值敏感性高，能夠交聯(lián)的pH值范圍較小，且交聯(lián)時間受pH值及交聯(lián)基團雙重影響而不易控制；聚合物壓裂液基液粘度過大，泵送困難影響施工，交聯(lián)初始粘度高至幾千毫帕秒，導(dǎo)致摩阻較高；抗鹽性能差，對強氧化性常規(guī)破膠劑的敏感性較大。目前在開發(fā)聚合物壓裂液方面雖已取得一些研究成果,但能夠滿足現(xiàn)場的不同施工條件和不同儲層類型的壓裂液體系較少,新產(chǎn)品很難進入現(xiàn)場，尚需加大開發(fā)研究力度。

ZL201210061819.X公開了一種應(yīng)用于低滲、堿敏儲層以及注水井的壓裂改造的低分子聚合物壓裂液：各組分重量百分比為：XT-3低分子聚合物稠化劑，0.25-0.6％；交聯(lián)劑，0.2-0.6％；KCl，0.5-2％；交聯(lián)調(diào)節(jié)劑，0.02-0.08％；助排劑：0.2-0.5％；過硫酸銨，0.0001-0.15％；其余為水。該體系存在的不足之處在于壓裂液交聯(lián)對pH值環(huán)境敏感性高，交聯(lián)時間不易控制等問題。

ZL201010575205.4公開了一種人工合成50萬-1000萬分子量聚合物壓裂液。由以下原料按照重量份數(shù)配制而成，合成聚合物：0.1-1份、交聯(lián)劑：0.1-1份、粘土穩(wěn)定劑：0.2-1份、表面活性劑：0.1-0.8份，氧化劑：0.001-0.05份和水：94-99份。該體系稠化劑分子量較大造成基液粘度偏高，導(dǎo)致高粘壓裂液摩阻較大而影響施工。

ZL201310052060.3公開了一種兩性離子型聚合物水基壓裂液稠化劑及其制備方法。這種稠化劑由烷基丙烯酰胺、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉、陽離子單體和乙烯基單體，并引入一種可聚合表面活性劑單體共聚所得。具有疏水締合作用，剪切穩(wěn)定性較強。但復(fù)配組分較多，抗鹽性能差，工藝復(fù)雜，不易于工業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的聚合物壓裂液交聯(lián)環(huán)境局限性大、粘度偏大、抗鹽性能差的缺陷，針對聚合物稠化劑引入乙烯基單體和不飽和磺酸鹽基團，并優(yōu)選出系列配套的交聯(lián)劑體系。提供一種具有良好熱剪切穩(wěn)定性、交聯(lián)時間可控的、粘度適中、耐鹽性能好的改性丙烯酰胺類聚合物壓裂液。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案加以實現(xiàn)：

本發(fā)明由改性丙烯酰胺類聚合物稠化劑、交聯(lián)劑、表面活性劑、粘土穩(wěn)定劑和水組成，按以下質(zhì)量百分比進行配制：改性丙烯酰胺類聚合物稠化劑，0.4～0.6%；交聯(lián)劑，0.2～0.5%；表面活性劑，0.1～0.5%；粘土穩(wěn)定劑，0.3～1.0%；其余為水。

所述的改性丙烯酰胺類聚合物稠化劑由240～350質(zhì)量份去離子水、10～30質(zhì)量份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸鈉、40～80質(zhì)量份丙烯酰胺、6～8質(zhì)量份丙烯酸、4～12質(zhì)量份乙烯基單體、0.1～0.3質(zhì)量份氧化還原引發(fā)劑和0.05～0.15質(zhì)量份水溶性偶氮類引發(fā)劑共聚而成，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為：

其中x為60～70%，y為15～25%，m為5～15%，n為5～15%；該聚合物稠化劑分子量為40萬～80萬。

所述的丙烯酸為丙烯酸、α-甲基丙烯酸中的一種。

所述的乙烯基單體為乙烯基吡咯烷酮、乙烯基甲酰胺、對乙烯基苯磺酸或乙烯基咪唑中的一種或兩種。

所述的氧化還原引發(fā)劑為過硫酸鹽：亞硫酸鹽=2：1混合而成，其中：過硫酸鹽為過硫酸銨或過硫酸鉀的一種或兩種；亞硫酸鹽為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉中的一種。

所述的水溶性偶氮為偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽、偶氮二異丁瞇基鹽酸鹽、偶氮二氰基戊酸或偶氮二異丙基咪唑啉中的一種。

所述的交聯(lián)劑為乳酸三乙醇胺鋯、醋酸鋁或四丁氧基鋯酸酯中的一種或多種與醋酸的混合物；

所述的表面活性劑為全氟壬酸鉀或甘油和1227、十二烷基磺酸鈉的混合物。

所述的粘土穩(wěn)定劑為環(huán)氧丙基三甲基氯化銨、四甲基氯化銨、3-氯-2-羥基丙基三甲基氯化銨中的一種或多種。