[發明專利]降阻劑、包含該降阻劑的降阻水及其應用

有效

• 申請號: 201410433259.5
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105399895B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 陳鵬飛;劉友權;王小紅;王川;張永國;石曉松;黃瑛
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/06;C08F222/20;C08F226/02;C08F220/34;C08F2/30;C09K8/68
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司11138
• 代理人: 周靜

技術領域

本發明涉及一種用于氣井壓裂增產中的降阻劑、包含該降阻劑的降阻水及其應用。

背景技術

頁巖氣、致密氣等非常規儲層(非常規儲層、非常規氣井是近年興起的一種說法，主要是指滲透率低的儲層及氣井)已經成為油氣勘探開發的熱點，實踐表明，在致密砂巖、頁巖氣藏等非常規氣井開發中需進行大規模、高排量的體積壓裂才能實現效益開發。在美國，體積壓裂是頁巖氣藏的主要增產方式，典型水平井體積壓裂的施工液量在20000～30000m³。在四川長寧-威遠國家級頁巖氣示范區，一口直井壓裂施工液量也在1500～2500m³，水平井20000～30000m³。施工排量10～14m³/min。采用常規壓裂液體系摩阻高，成本高，對儲層的傷害大，難以滿足非常規儲層效益開發的要求，因此在非常規儲層的開發中通常采用降阻水壓裂液進行增產作業，其中降阻水又稱為滑溜水。

US2009/0318313 A1公開了一種滑溜水配方，由水、聚丙酰胺、穩定過氧破膠劑、殺菌劑、粘土穩定劑構成，聚丙酰胺濃度為0.001％～5％，聚丙酰胺的分子量1×10³～2×10⁷，甚至更高，過氧類破膠劑濃度為0.001％～20％。

中國專利文獻CN102516975A和CN103275691A公開了一種可回收降阻水配方，該配方的重點是解決降阻水速溶、可回收。

中國專利文獻CN103045226A公開了一種降阻劑及其制備方法和使用該降阻劑的降阻水壓裂液及其制備方法。

以上現有技術解決了降阻水配方、速溶及降阻水回收重復利用的問題，但缺點在于：壓裂施工后殘留的降阻水中高分子量的降阻劑無法降解，會對儲層造成一定傷害。

發明內容

發明目的

本發明的一個目的是提供一種降阻劑，降阻效果好，且可降解、對儲層無傷害。

本發明的另一個目的是提供一種包含上述降阻劑的降阻水，該降阻水應用于非常規氣井時降阻率高，且對儲層無傷害。

本發明另一個目的是提供上述降阻水在非常規氣井體積壓裂施工中的應用。

本發明中，所述非常規氣井是指滲透率小于0.1mD(毫達西)的氣井。

發明概述

所述降阻劑，由丙烯酰胺、酯類單體A和陽離子單體B按1～4):0.5:(0.5～1)的摩爾比經反相乳液聚合無規共聚得到，其中所述酯類單體A為甲基丙烯酸和/或丙烯酸與丙三醇的酯化物，結構式為

其中，R1、R2為H或-CH₃；

所述陽離子單體B為烯丙基三甲基氯化銨或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，所得共聚物的粘均分子量為5×10⁵～8×10⁵。

優選的丙烯酰胺、酯類單體A和陽離子單體B的摩爾比為(1～2):0.5:(0.5～1)。

優選的反相乳液聚合條件為：反應溫度為63～65℃，反應時間為4～5h，引發劑為偶氮二異丁基脒鹽酸鹽(以下簡稱V50)。

上述反相乳液聚合反應所得直接產物為丙烯酰胺與酯類單體A、陽離子單體B的三元共聚物乳液，其中有效成分的質量百分比濃度為25％～40％。所述有效成分的質量百分比濃度根據加入的單體總質量和反應轉化率相乘得到，所述反應轉化率的測試方法為：稱取反應后的乳液加入到無水乙醇或丙酮中，充分沉淀后后取固體烘干稱量，反應轉化率為烘干的質量與反應加入單體總質量之比。所述共聚物乳液可以直接作為降阻劑乳液進行應用，也可以提純其中的有效成分后再進行應用。在溫度高于70℃時，降阻劑的酯結構分解，從而降解成小分子，對儲層無傷害，巖心滲透率恢復率高，同時降阻效果好，包含該降阻劑的降阻水降阻率達73％～78％。

所述降阻水，包含上述的降阻劑。優選所述降阻水的組成按重量百分比包含

降阻劑乳液 0.02％～0.08％

攜砂劑 0.5％～1％

其中，所述降阻劑乳液包含上述的降阻劑，有效成分濃度為25％～40％，所述攜砂劑為聚乳酸纖維和/或酯類纖維，所述聚乳酸纖維的纖維長度為5-12mm，所述聚乳酸纖維的降解溫度為70-120℃；所述酯類纖維的纖維長度為5-12mm，所述酯類纖維的降解溫度為70-120℃。更優選所述酯類纖維為乳酸乙酯纖維、乙酸乙酯纖維、乙酸甲酯纖維中的至少一種。

作為進一步優選方案，所述的降阻水組成按重量百分比為

余量為水。