[發明專利]適用于頁巖儲層壓裂改造的高耐鹽反相乳液降阻劑

在審

• 申請號: 201710357652.4
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107057675A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 李嘉;李美平;周瀚;蒲祖鳳;李翼;何啟平;蔡遠紅;陸麗;孟兆海;陳曄希;鮑晉
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C09K8/88
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 毛光軍

技術領域

本發明涉及一種適用于頁巖儲層壓裂改造的高耐鹽反相乳液降阻劑，屬于試油工程技術領域。

背景技術

當前頁巖氣儲層改造80%以上使用滑溜水，隨著頁巖儲層勘探開發的不斷深入，頁巖儲層壓裂滑溜水用量大幅增加，壓后返排液量也隨之增加。常規滑溜水耐鹽性能差，在高礦化度返排液中溶解增黏及降阻性能均大幅下降。

公開號為CN 103333672A的專利報道了一種應用于頁巖氣藏的抗鹽降阻劑，該降阻劑是由丙烯酰胺單元和丙烯基季銨鹽單元組成的二元聚合物，屬于低分子量陽離子聚丙烯酰胺降阻劑，其特征該降阻劑可應用于含二價金屬離子Ca2+、Mg2+總的質量百分比濃度等于或大于0.5%的壓裂返排液、溶洞水、地下產出水配制滑溜水。但該方法制備的降阻劑為粉劑，粉劑不適用于采用連續混配施工工藝的大規模頁巖氣壓裂施工中。

公開號CN 105131179A的專利報道了一種頁巖氣專用抗溫抗鹽減阻劑及生產工藝，該降阻劑采用丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺或N,N二甲基丙烯酰胺中的一種或幾種非離子單體、抗鹽單體，通過乳液合成得到，該發明生產工藝簡單、生產效率高且生產成本低廉，有效的降低了降阻劑的生產及使用成本，制備的降阻劑溶解快，抗剪切性好，無毒無污染無粉塵，耐溫耐鹽好。但該專利完全未提及其降阻劑的降阻及抗鹽性能指標，無法說明是否在高礦化度鹽水中其降阻劑仍能達到70%以上降阻率的行業標準要求。

公開號CN 104403656A的專利介紹了一種新型兩性離子滑溜水壓裂液及其制備方法，所述的降阻劑是一種兩性離子聚丙烯酰胺“油包水”乳液，跟常規陰離子型降阻劑相比，具有抗鹽性能好、對水質不敏感，可重復利用等優勢。但該專利對其降阻劑抗鹽性能的評價僅限于在氯化鈉鹽水中是否有絮凝物產生，并未對其在鹽水中的降阻性能進行評價，因此無法說明其降阻劑在高礦化度鹽水中是否仍能滿足壓裂施工降阻需求。

美國專利US4152274報道一種陽離子聚丙烯酰胺，可以應用于含氯化鈉和氯化鈣的鹽水中；美國專利US20090298721和US2009023617分別報道了一種能應用于含有二價金屬離子水溶液的陰離子型聚丙烯酰胺類降阻劑，但需要同時使用磷酸鹽。但以上專利中均未提及其降阻劑在10萬ppm礦化度以上鹽水中的降阻性能。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述問題，提供一種適用于頁巖儲層壓裂改造的高耐鹽反相乳液降阻劑。本發明在分子鏈中引入了功能型單體，提高了降阻劑在高礦化度水質條件下的結構穩定性，使其在10萬ppm高礦化度水質條件下仍具備良好的降阻性能，降阻率可達75.8%，適用于頁巖儲層壓裂改造中的返排液多次重復利用；同時該降阻劑產品速溶增黏，鹽水中30s內即能溶解起黏，滿足連續混配施工工藝的大規模頁巖氣壓裂施工需求。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種適用于頁巖儲層壓裂改造的高耐鹽反相乳液降阻劑，其特征在于：由以下質量百分比的原料制成：

非離子單體：30%～45%；

陽離子單體：5%～15%；

非極性溶劑：12%～20%；

乳化劑：0.5%～5%；

引發劑：0.001%～0.1%；

轉相劑：5%～10%；

余量為水。

所述的非離子單體為丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯中的一種或幾種以任意比例混合。

所述的陽離子單體為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基十二烷基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基十六烷基氯化銨中的一種或幾種以任意比例混合。

所述的非極性溶劑為5#白油、7#白油、11#白油、15#白油中的一種或幾種以任意比例混合。

所述的乳化劑為山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯中的一種或幾種與正丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇、月桂醇中的一種或幾種以任意比例混合。

所述的轉相劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種與正丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇、月桂醇中的一種或幾種以任意比例混合。

所述的引發劑為偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽、偶氮二氰基戊酸、偶氮二異丙基咪唑啉、亞硫酸氫鈉中的一種或幾種以任意比例混合。

采用本發明的優點在于：