[發(fā)明專利]一種滑溜水壓裂液用減阻劑及其合成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610148984.7
• 申請(qǐng)日: 2016-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105777982A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏;戚建平;張俊晟;田永宏;金星;王孚;陳可
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安嘉宏能源化工科技有限公司
• 主分類號(hào): C08F220/56
• 分類號(hào): C08F220/56;C08F220/06;C08F220/58;C08F222/38;C08F212/14;C09K8/68
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 劉華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及減阻劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于油氣田壓裂用的滑溜水壓裂液用減阻劑的合成方法。

背景技術(shù)

滑溜水壓裂液是指在清水中加入一定量支撐劑以及極少量的減阻劑、表面活性劑、黏土穩(wěn)定劑等添加劑的一種壓裂液。滑溜水壓裂液一般適用于低滲透地層、高強(qiáng)度巖石地層、低閉合應(yīng)力地層、天然裂縫發(fā)育的地層、壓力較低的地層。與傳統(tǒng)的凝膠壓裂液體系相比，減阻水壓裂液體系極大地減少了凝膠對(duì)地層及裂縫的傷害，較傳統(tǒng)的壓裂方法可節(jié)省施工成本40%~60%，能夠產(chǎn)生復(fù)雜度更高體積更大的裂縫網(wǎng)絡(luò)。另外，由于減阻水中添加劑含量少，較為清潔，因此更易于循環(huán)利用。

近年來(lái)，隨著頁(yè)巖油氣等非常規(guī)油氣的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，滑溜水壓裂液的需求量逐年增大，主要成分減阻劑的需求量也隨之增大。目前常用的減阻劑有聚丙烯酰胺或改性聚丙烯酰胺干粉、經(jīng)反相乳液聚合法制備的乳液狀聚合物（專利申請(qǐng)公布號(hào)為CN103013488A）和經(jīng)溶液聚合法制備的乳液狀聚合物（專利申請(qǐng)公布號(hào)為CN103937484A）。其中，干粉類減阻劑在使用過(guò)程中容易成球，水溶速度緩慢；經(jīng)反相乳液聚合法制備的乳液狀聚合物雖然在使用中水溶性好，但因其在合成中需要使用一定量的有機(jī)溶劑，產(chǎn)品的環(huán)保性較差；經(jīng)溶液聚合法制備的乳液狀聚合物水溶性也較好，但普遍分子量較低，添加量大，減阻效果稍差。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種滑溜水壓裂液用減阻劑及其合成方法，先將丙烯酰胺類單體A、陰離子單體B、分散介質(zhì)C和分散穩(wěn)定劑D按照預(yù)設(shè)的用量百分比加入反應(yīng)釜形成混合物，攪拌均勻，反應(yīng)釜內(nèi)部在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將反應(yīng)溫度控制在40～60℃范圍內(nèi)，然后向所述的混合物中滴加引發(fā)劑E進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)6~10h后得到分子量在400~600萬(wàn)之間的水包水（W/W）乳液狀滑溜水壓裂液用減阻劑，該方法能有效地避免現(xiàn)有的合成方法存在的弊端：反相乳液聚合法合成減阻劑通常需要使用苯、甲苯、環(huán)己烷、石腦油等有機(jī)溶劑，存在有機(jī)溶劑后處理困難，有機(jī)溶劑易進(jìn)入地層和地下水造成污染的問(wèn)題；溶液聚合所得的減阻劑存在分子量較小，添加量大，減阻效果較差，后處理的大量耗能的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種滑溜水壓裂液用減阻劑，其特征在于，原料按質(zhì)量比包括以下組成：

丙烯酰胺類單體A：5~30%，

陰離子單體B：5~30%，

分散介質(zhì)C：50~75%，

分散穩(wěn)定劑D：0.5~5.0%，

引發(fā)劑E0.01~1.5%。

所述的丙烯酰胺類單體A為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺、異丙基丙烯酰胺、以及N,N-二甲基丙烯酰胺中的任意一種或幾種的混合物。

所述的陰離子單體B為丙烯酸、丙烯酸鈉、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸鈉、2-甲基-2丙烯酰胺基-1-丙磺酸、對(duì)乙烯基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的任意一種或幾種的混合物。

所述的分散介質(zhì)C為醇、無(wú)機(jī)鹽、水的混合物，其中醇占10~20wt%、無(wú)機(jī)鹽占20~40wt%、水占40~60wt%。所述的醇為C5以下的烷基醇，所述的無(wú)機(jī)鹽為氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸銨中的任意一種或幾種的混合物。

所述的分散穩(wěn)定劑D為聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、聚甲基丙烯酰氧乙基芐基二甲基氯化銨、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酰胺乙基三甲基氯化銨中的任意一種或幾種的混合物。

所述的引發(fā)劑E為氧化還原引發(fā)劑，其中氧化劑與還原劑的物質(zhì)量比為0.5:1~2:1。其中氧化劑為過(guò)硫酸鹽、過(guò)氧化氫、高錳酸鹽、溴酸鹽中的任意一種或幾種的混合物，還原劑為有亞硫酸鹽、焦亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、抗壞血酸中的任意一種或幾種的混合物。

一種滑溜水壓裂液用減阻劑的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

先將丙烯酰胺類單體A、陰離子單體B、分散介質(zhì)C和分散穩(wěn)定劑D按照預(yù)設(shè)的用量百分比加入反應(yīng)釜形成混合物，攪拌均勻，反應(yīng)釜內(nèi)部在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將反應(yīng)溫度控制在40～60℃范圍內(nèi)，然后向所述的混合物中滴加引發(fā)劑E進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)6~10h后得到分子量在400~600萬(wàn)之間的水包水（W/W）乳液狀滑溜水壓裂液用減阻劑，為避免反應(yīng)體系的爆聚，采用反應(yīng)一段時(shí)間，逐次加入一定量的引發(fā)劑和單體的方式。

本發(fā)明的有益效果是：