[發明專利]一種可在線施工的反相微乳液聚合物壓裂液體系

有效

• 申請號: 201810542225.8
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108559479B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 劉通義;魏俊;戴秀蘭;林波;陳光杰;譚坤
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;成都佰椿石油科技有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 霍春月

本發明公開了一種可在線施工的反相微乳液聚合物壓裂液體系，包括速溶乳液稠化劑、功能助劑、粘土穩定劑和配液水；速溶乳液稠化劑為反相微乳液聚合物，由原料丙烯酰胺、丙烯酸、強親水單體、功能單體A、功能單體B、pH調節劑、增溶劑、復合乳化劑、油溶劑、引發劑以及去離子水通過反相微乳液聚合而成；功能單體A為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或兩者的混合物；功能單體B為乙烯基膦酸或乙烯基磺酸；功能助劑為非離子型表面活性劑；粘土穩定劑為氯化鉀，配液水為清水、高礦化度水或處理過的地層返排液。本發明的壓裂液體系分散溶脹速度快，可采用批配或連續混配，甚至完全能滿足“在線施工”的要求，施工工藝簡單，也降低了壓裂成本。

技術領域

本發明涉及油氣藏增產技術領域，具體涉及一種可在線施工的反相微乳液聚合物壓裂液體系。

背景技術

目前常用的胍膠、纖維素等天然植物膠壓裂液由于不溶物含量高、交聯帶來的附加傷害等，對壓裂儲層及支撐劑充填層造成堵塞，使得裂縫導流能力大幅度下降，達不到壓裂增產所預期的效果，甚至是負面效果。此外，該類壓裂液的耐溫耐剪切性能(尤其是凍膠的耐剪切性能)也并不理想，很難適用于高溫深部地層的壓裂。所以合成水溶性聚合物壓裂液一度成為國內外研究的熱門，與天然植物膠相比，它們具有增稠能力強、對細菌不敏感、凍膠穩定性好、懸沙能力強、無殘渣、對地層傷害小等優點。

丙烯酰胺類多元共聚物是一種典型的也是研究最為廣泛的水溶性聚合物，其作為壓裂液稠化劑應用性能已逐漸趨于成熟，但在某些特定情況，如施工設備簡陋、對施工工藝要求簡單化的時候，采用該類壓裂液就存在一些缺點或局限性：首先，由于干粉增稠劑在使用時配制溶液溶解較慢，即便是速溶稠化劑，也需要一定的溶解時間；其次，現場配制時，干粉增稠劑吸水性強，配液條件差點就易使得壓裂液形成粉粒或魚眼，影響壓裂液性能；最后，即便某些干粉稠化劑能夠滿足連續混配施工條件，但在極端條件下，如沒有混配車，只有混砂車時，只能采用“在線施工”的模式時，此類壓裂液體系根本無法完成施工。

因此，近十余年來發展起來的一種水溶性單體聚合新技術-微乳液聚合，是由水、油、表面活性劑及助表面活性劑形成的外觀透明或半透明的、熱力學穩定的油水雙連續相體系。這種微乳液聚合物分子量高、可以直接使用，并且能在水中迅速分散、溶解速度極快，通過其他輔助功能的設計成一種新型的壓裂液體系，必能解決以上提及的根本問題。

目前，國內外對乳液型聚合物壓裂液進行的研究也取得了一些成果，專利CN104449649B將疏水締合聚合物稠化劑配制成高濃度乳液態濃縮壓裂液，并于施工現場通過混配器進行連續混配或在線施工，較大程度降低了工藝難度及生產成本，同時減小了環境污染。雖然在一定程度上解決了施工上的問題，但增加了前期準備環節，并且體系中引入了柴油和乳化劑，大大提高了壓裂液對油層傷害的可能性。專利CN103146372A公開了一種壓裂液用反相乳液聚合物稠化劑具有易配制、無污染、無傷害等特點，特別是能夠耐220℃高溫，適合高溫地層的壓裂，但該專利沒有對產品的耐高剪切性能、耐鹽性、重復利用進行描述，并且也未見現場施工報道，應用推廣有待進一步確認。專利CN103627380B描述了一種水溶性減阻劑并進行了室內評價，該減阻劑溶解性能好、使用方便、減阻效果明顯，與清水相比，減阻效果可達到50～70％。但未見其現場施工報道。專利CN103013488B公開的滑溜水壓裂液減阻劑(微乳液聚合物)具有穩定性好、溶解速度快、使用方便、減阻效果顯著等特點，適用于滑溜水壓裂技術，并且已經應用于現場壓裂作業，取得了良好的增產效果。該專利證實了反相微乳液聚合物作為壓裂液減阻劑的可行性及顯著效果，但未進一步提出其作為高粘度攜砂壓裂液的可能性。

發明內容

本發明的目的就是針對現有丙烯酰胺類聚合物壓裂液體系在耐溫耐剪切、耐鹽性能尤其是連續混配和在線施工等方面存在的缺陷，提供一種可連續混配甚至在線施工、耐溫耐剪切、抗鹽性能優良并且可利用返排液配制的反相微乳液聚合物壓裂液體系。