[發明專利]一種干法壓裂液減阻增稠劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201611251858.0
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108264604B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 鄭焰;羅于建;白小丹
• 申請（專利權）人: 北京愛普聚合科技有限公司
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/18;C08F212/08;C08F212/06;C08F212/12;C08F218/00;C08F216/20;C08F216/12;C09K8/62
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種干法壓裂液減阻增稠劑及其制備方法，所述干法壓裂液減阻增稠劑包括如下各原料組分：按質量百分比計，親二氧化碳溶劑45～65％、油溶性溶劑10～15％、助溶單體5～10％、增粘單體15～20％、結構單體3～5％、強親二氧化碳單體1～3％、油溶性鏈轉移劑0.5～1％、油溶性引發劑0.5～1％。本發明的產品制備方便、使用方便、具有超快速溶性、高效增粘性、優異的耐溫耐剪切能力和攜砂能力以及高效降阻性。

技術領域

本發明涉及油田化學品中的壓裂液增稠劑，屬于壓裂增產技術領域，具體地為一種干法壓裂液減阻增稠劑及其制備方法。

背景技術

所謂干法壓裂，就是采用100％液體二氧化碳作為攜砂液。由于使用液體的特殊性，其具有以下幾種優點：(1)無水相：壓裂液為100％的純液體二氧化碳，因此避免了常規壓裂液的水相對地層的傷害；(2)無殘渣：壓裂施工結束后，由于熱量交換和壓力擴散，儲層中液體二氧化碳氣化成氣態快速返排到地面，因而無任何壓裂液殘留；(3)經濟性：與常規壓裂液相比，其返排時間短且返排時占用的設備費用相對較低，不需要壓后抽汲及處理返排液。同時，當溫度超過31.6℃、壓力超過7.38MPa時，液體二氧化碳將處于超臨界狀態，該狀態下表面張力為零，流動性極強，類似氣體，而密度較高，類似液體。因此，超臨界二氧化碳可以流入地層微裂縫，最大限度地溝通儲集層中裂縫網絡，從而大幅提高產量。雖然有以上的優點，但是其也存在兩個主要問題。一個問題是，由于液體二氧化碳是牛頓流體，摩擦阻力較高，在73mm油管中運移時，當排量為2.2m³/min時，摩阻就達到8.6MPa/1000m，隨著排量的增加，摩阻迅速增大，當排量提升到7.0m³/min時，摩阻已達到48MPa/1000m。另一個嚴重的缺點，就是液體二氧化碳在施工時粘度過低。室內實驗研究表明，在施工過程中的溫壓條件下，二氧化碳的粘度范圍在0.02～0.06mPa·s，導致地面混砂車內的攜砂液的砂濃度很低，進而降低了裂縫的導流能力，從而影響增產效果，因此提高液體二氧化碳壓裂液的粘度是壓裂設計的難點之一。增加液體二氧化碳壓裂液的粘度的普遍做法是加入增稠劑，一些是需要加入共溶劑的增稠劑，另一些是不需要加入共溶劑的增稠劑。國內外學者的研究結果表明，目前液體二氧化碳壓裂液的增稠劑的增稠效果還達不到使用量少、綠色環保且增稠幅度大的效果。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種干法壓裂液減阻增稠劑及其制備方法，以期解決上述現有技術中存在的至少部分技術問題。

為了實現上述目的，本發明提供一種干法壓裂液減阻增稠劑，所述干法壓裂液減阻增稠劑包括如下各原料組分：按質量百分比計，親二氧化碳溶劑45～65％、油溶性溶劑10～15％、助溶單體5～10％、增粘單體15～20％、結構單體3～5％、強親二氧化碳單體1～3％、油溶性鏈轉移劑0.5～1％、油溶性引發劑0.5～1％。

本發明還提供前述干法壓裂液減阻增稠劑的制備方法，所述干法壓裂液減阻增稠劑包括如下各原料組分：按質量百分比計，親二氧化碳溶劑45～65％、油溶性溶劑10～15％、助溶單體5～10％、增粘單體15～20％、結構單體3～5％、強親二氧化碳單體1～3％、油溶性鏈轉移劑0.5～1％、油溶性引發劑0.5～1％；

所述制備方法包括如下步驟：

(1)單體在溶劑中的溶解：

保持反應釜內溫度30～40℃，在反應釜中依次加入配方量的親二氧化碳溶劑和油溶性溶劑，攪拌均勻，保持攪拌狀態；再依次加入配方量的助溶單體、增粘單體、結構單體和強親二氧化碳單體，充分攪拌，使單體完全溶解；

(2)引發劑引發聚合反應：

保持攪拌狀態下，先加入配方量的油溶性鏈轉移劑，再加入配方量的油溶性引發劑引發聚合反應，密閉反應釜；再升溫至90～100℃，保溫反應8～12h，全程控制釜內壓力≤0.4MPa；

(3)后處理：