[發(fā)明專利]一種頁巖氣滑溜水壓裂用反相乳液降阻劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410101052.8
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103881693A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種頁巖氣滑溜水壓裂用反相乳液降阻劑及其制備方法。

背景技術(shù)

作為非常規(guī)油氣資源的頁巖氣，其儲層改造工藝與常規(guī)油氣資源有很大不同。為了最大限度地溝通或張開儲層中的裂縫系統(tǒng)，頁巖氣藏增產(chǎn)改造采用大液量、大排量壓裂技術(shù)。針對頁巖氣增產(chǎn)改造需求，減小壓裂液流體在泵送過程中因高泵注壓力影響發(fā)生紊流造成的能量損耗，提高泵注排量以及在相同泵注排量下的液體注入量尤為重要。

公開號為CN1487985A，公開日為2004年4月7日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種表面活性劑類降阻劑，涉及兩性離子表面活性劑與醚硫酸鹽或醚羧酸鹽表面活性劑組合在水基體系中作為減阻劑的應(yīng)用。但這類減阻劑需要達(dá)到表面活性劑的臨界膠束濃度以上才能使用，使用濃度高，不適合頁巖氣低成本開發(fā)需求。

公開號為CN103333672A，公開日為2013年10月2日的中國專利文獻(xiàn)公開了由丙烯酰胺和丙烯基三烷基氯化銨或烷基丙烯酰胺基三烷基氯化銨或二烷基二烯丙基氯化銨水溶液聚合制得的應(yīng)用與頁巖氣藏的鈉鹽降阻劑，該方法制備的降阻劑為粉劑，粉劑不適用于采用連續(xù)混配施工工藝的大規(guī)模頁巖氣壓裂施工中。

公開號為CN102977877A，公開日為2013年3月20日的中國專利文獻(xiàn)公開了由丙烯酰胺、丙烯酸鈉和2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸鈉制得的頁巖氣壓裂用減阻劑及其制備方法，該方法需要先通過水溶液聚合制備穩(wěn)定劑，再通過分散聚合制備減阻劑，同時制備過程中需通氮氣除氧且制備時間長（總反應(yīng)時間在20h以上），生產(chǎn)工藝復(fù)雜，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，同時該降阻劑固含量低，在使用時加量較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和不足，提供一種頁巖氣滑溜水壓裂用反相乳液降阻劑，采用本發(fā)明，提高了在高泵注排量下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及降阻性能，同時該降阻劑為乳液產(chǎn)品，易于配液，適用于連續(xù)混配施工工藝的大規(guī)模頁巖氣壓裂施工。

同時，本發(fā)明還提供了頁巖氣滑溜水壓裂用反相乳液降阻劑的制備方法，該方法采用超濃反相乳液聚合，水相占到體系70%～80%，固含量高，所得降阻劑在低加量條件下就能達(dá)到良好的降阻效果，同時在生產(chǎn)時一步聚合即得產(chǎn)品，無需通氮氣除氧、生產(chǎn)時間段，極大簡化了生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種頁巖氣滑溜水壓裂用反相乳液降阻劑，其特征在于：以質(zhì)量百分比計，各組分的配比如下：

水溶性高分子聚合物30%～37.5%；

非極性溶劑20%～25%；

油溶性乳化劑2.5%～2.75%；

助溶劑0.2%～0.3%；

其余為水。

所述的水溶性高分子聚合物為丙烯酰胺、丙烯酸鈉和甲基丙烯酸十二酯三種單體的共聚物，在水溶性高分子聚合物中，所述的丙烯酰胺的質(zhì)量百分比為65%～70%，所述的丙烯酸鈉的質(zhì)量百分比為29%～33%；所述的水甲基丙烯酸十二酯的質(zhì)量百分比為1%～2%；水溶性高分子聚合物中的引發(fā)劑為偶氮二異丁基脒鹽酸鹽和亞硫酸氫鈉復(fù)合引發(fā)劑，其中，偶氮二異丁基脒鹽酸鹽占所述三種單體總質(zhì)量的0.1%～0.3%，亞硫酸氫鈉占所述三種單體總質(zhì)量的0.1%～0.4%。

所述的非極性溶劑為15#白油。

所述的油溶性乳化劑為山梨醇酐單油酸酯和山梨醇酐三油酸酯復(fù)合乳化劑，其中山梨醇酐單油酸酯和山梨醇酐三油酸酯的質(zhì)量比為8～9:1～2。

所述的助溶劑為碳酸氫鈉。

一種頁巖氣滑溜水壓裂用反相乳液降阻劑的制備方法，其特征在于步驟如下：

1）準(zhǔn)備丙烯酰胺、丙烯酸鈉和甲基丙烯酸十二酯三種單體，先將占三種單體總質(zhì)量23%～29%的丙烯酸鈉溶于水中，再加入占三種單體總質(zhì)量70%～75%的丙烯酰胺、占三種單體總質(zhì)量0.1%～0.3%引發(fā)劑偶氮二異丁基脒鹽酸鹽和占所制備的降阻劑總質(zhì)量0.2%～0.3%的助溶劑碳酸氫鈉，攪拌溶解得到水相溶液；

2）在占所制備的降阻劑總質(zhì)量20%～25%的15#白油中加入占所制備的降阻劑總質(zhì)量2.5%～2.75%的乳化劑山梨醇酐單油酸酯和山梨醇酐三油酸酯，其中：山梨醇酐單油酸酯和山梨醇酐三油酸酯的質(zhì)量比為8～9:1～2；再在所述15#白油中加入占三種單體總質(zhì)量1%～2%的甲基丙烯酸十二酯，攪拌得到油相；

3）將上述1）步驟中得到的水相溶液在連續(xù)攪拌狀態(tài)下滴加入上述2）步驟得到的油相中，滴加完畢后乳化30min得到反相乳液；