[發明專利]一種耐高礦化度型滑溜水降阻劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810279056.3
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN110317599B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 崔佳;張汝生;陳瞰瞰;張鵬;陳秋林;蘇建政;林鑫;黃興華;田堯;黃志文
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C08F220/56;C08F212/14;C08F226/06;C08F220/58
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明公開了一種耐高礦化度型滑溜水降阻劑及其制備方法和應用。該耐高礦化度型滑溜水降阻劑具有如式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ和式Ⅳ所示的結構單元：采用本發明制備的耐高礦化度型滑溜水降阻劑在礦化度高達111902.9mg/L的鹽水中溶解8分鐘即能達到最高粘度，在該礦化度水下的降阻率能夠達到70％左右，且剪切一小時后粘度仍然較高，表面其具有非常好的抗剪切效果。

技術領域

本發明屬于石油開發領域，更具體地，涉及一種耐高礦化度型滑溜水降阻劑及其制備方法和應用。

背景技術

頁巖氣作為一種儲量豐富的非常規能源已經受到世界各國的廣泛重視，作為一種新興的非常規天然氣，頁巖氣對于優化能源消費結構、緩解能源對外依存度具有重要意義，而滑溜水壓裂技術是國內外頁巖氣開采的主要技術之一，減阻劑又是滑溜水壓裂液的核心添加劑之一。

中國專利申請CN 201710357652.4公開了一種適用于頁巖儲層壓裂改造的高耐鹽反相乳液降阻劑，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。該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，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。

中國專利申請CN 201710356770.3公開了一種適用于頁巖儲層壓裂改造的高耐鹽降阻滑溜水，由以下質量百分比的原料組成：降阻劑：0.05％～0.12％；助排劑：0.05％～0.1％；復合增效劑：0.05％～0.1％；余量為水。該發明通過特定添加劑的使用，實現了滑溜水在高礦化度水質條件下的使用，適用于頁巖儲層壓裂改造中的返排液多次重復利用；同時通過復合增效劑的使用，極大降低了反相乳液類降阻劑溶脹時間，鹽水中15s即能快速起效。

《石油與天然氣化工》中《頁巖氣藏滑溜水壓裂用降阻劑性能影響因素研究》指出，“大排量、大液量”體積壓裂日益成為頁巖氣藏開發的有效方式，降阻性能是體積壓裂液體關鍵性能，直接決定了體積壓裂的成敗。其研究了剪切速率、線速度、雷諾數、降阻劑相對分子質量、降阻劑質量分數與降阻性能的關系、水質對降阻性能的影響。結果表明，模擬現場降阻性能時，采用剪切速率相似原則并不能完全有效地評價滑溜水降阻性能，建議依據線速度、雷諾數相似模擬；降阻劑結構相似，有效濃度一致時，相對分子質量越大降阻性能越好，但高相對分子質量降阻劑耐剪切、溶解等性能差；降阻劑質量分數提高，降阻性能提高，但質量分數增加到一定值時，降阻性能提高較小，降阻劑質量分數低于一定值時耐剪切性能差；水質對降阻劑性能有影響，礦化度高時，陽離子降阻劑降阻性能較好。

聚丙烯酰胺類降阻劑具有成本低，易溶解等優勢，目前是滑溜水減阻劑的研究重點。對于淡水資源缺乏及將氣層產出水和返排液循環利用的地區，對抗鹽型減阻劑的需求也越來越迫切。室內測試結果表明現有的降阻劑在鹽水中的降阻率大幅下降，滿足不了返排液的配置要求，因此需要研制新型抗鹽降阻劑，實現非常規壓裂返排液的重復利用。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中存在的技術問題，提供一種高耐剪切性的耐高礦化度型滑溜水降阻劑。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供一種耐高礦化度型滑溜水降阻劑，該耐高礦化度型滑溜水降阻劑具有如式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ和式Ⅳ所示的結構單元：

其中，式Ⅰ所示的結構單元的摩爾數n、式II所示的結構單元的摩爾數m、式III所示的結構單元的摩爾數o、式Ⅳ所示的結構單元的摩爾數p均為自然數且n：m：o：p＝8.5-10.5：0.4-0.6：0.2-0.4：0.1-0.3；n≥13500。

本發明的第二方面提供所述的耐高礦化度型滑溜水降阻劑的制備方法，該制備方法包括：