[發明專利]清潔環保型壓裂液用復合增稠劑及制備方法

在審

• 申請號: 201810601022.1
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108641701A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 劉汝萃;蕭漫子;辛寅昌;姜云康;張恒明
• 申請（專利權）人: 禹王投資控股有限公司;濟南科慧頁巖化工技術有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C09K8/66;C09K8/88;C09K3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明提供一種清潔環保型壓裂液用復合增稠劑及制備方法。所述復合增稠劑包括胺基羥乙基聚丙烯酰胺、植物膠、黃原膠、真菌纖維素酶、乙二胺四乙酸二鈉和硫酸鈉。本發明制備得到的清潔環保型壓裂液用復合增稠劑，具有較強的增稠、耐溫、抗剪切能力，懸浮攜砂能力好，降摩阻性好，易破膠易返排，壓裂成功率高，返排回地面后更加容易降解，對環境不會造成污染；同時本發明復合增稠劑體系組分少、配置環節少，易于控制質量，可現用現配，且制備得到的壓裂液用復合增稠劑性能穩定，可長時間保持一定粘度的液體狀態，無分層和沉淀產生；從而拓展其應用領域，具有良好的工業化應用前景和實際應用之價值。

技術領域

本發明屬于常規和非常規油氣壓裂技術所需的增稠劑技術領域，具體涉及一種清潔環保型壓裂液用復合增稠劑及制備方法。

背景技術

地層壓裂技術的目的是通過壓裂使地層滲透率增加，達到常規及非常規油氣藏增產目的。在配置壓裂體系時，增稠劑作為形成凝膠的主要原料(大約占95％以上)，用交聯劑等助劑使增稠劑形成凝膠狀物質，攜砂進入地層壓裂后的縫隙。完成攜砂后，還需返排回地面，返排越徹底，殘渣越少，地下油氣層傷害越輕。

目前壓裂增稠劑主要分三種類型：一是高分子植物膠，例如瓜爾膠以及瓜爾膠的化學改性產品，二是化學合成高分子增稠劑和生物化學合成高分子增稠劑，三是表面活性劑復合凝膠。

目前，地層壓裂最常用的增稠劑是瓜爾膠以及瓜爾膠的化學改性產品，由于瓜爾膠及瓜爾膠的化學改性產品粘度大且靜切力小，凝膠后的剪切流變性好，利于施工，所以，瓜爾膠的用量最大，但是瓜膠主要生產地在印度，國內類似結構的有田箐膠，但是田箐膠相對于瓜膠，其粘度低，凝膠強度低。另外植物膠(包括：田箐膠瓜膠)殘渣多，對致密巖層，特別是對非常規油氣田，比如，對頁巖氣田的開發中，地層滲透率傷害大，所以，需要改性或尋找一種殘渣少但凝膠強度高的增稠劑。

專利公開號CN1390856A公開了一種瓜膠醚化工藝，涉及天然大分子多糖類瓜膠的衍生物制備技術。瓜膠醚化物無毒、無刺激、生物降解完全。這是對瓜膠的化學改性，通過該種化學改性，減少殘渣。

專利公開號CN101248091公開了一種含有氨烷基團的瓜膠衍生物以及制備該種多聚糖衍生物的方法，該方法使用二羥基氨烷基鹵化物通過瓜膠或瓜膠衍生物的自由羥基團的醚化反應得以進行。這也是對瓜膠的化學改性，改性后的瓜膠應用于壓裂液時具有可生物降解的優點。

張潔，王海洋等2016年發表文章《磺化瓜膠的合成及性能研究》，通過對瓜膠進行磺化改性，大大提高了其性能?；腔夏z用于壓裂液時，其效能相對普通瓜膠有了較大提升。

由上述分析可知，目前通常針對瓜膠和/或田箐膠進行改性研究，從而制備得到性能更為優異的壓裂增稠劑，因此有必要從高分子增稠劑等其他壓裂增稠劑入手，制備出更為清潔環保，同時具有良好凝膠強度和流變穩定性的壓裂增稠劑。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種清潔環保型壓裂液用復合增稠劑及制備方法，本發明復合增稠劑中包含天然植物膠、黃原膠、胺基羥乙基聚丙烯酰胺和真菌纖維素酶等，制備出一種新的合成聚合物——胺基羥乙基聚丙烯酰胺，該聚合物與聚丙烯酰胺相比，具有凝膠強度更高，剪切條件下流變性更穩定等優點，同時與植物膠和黃原膠混合后，形成靜切力小但黏度高，凝膠強度高的適用于壓裂用的增稠劑；同時通過真菌纖維素酶，可將植物膠和黃原膠中的不溶性殘渣改性成可溶性物質，從而極大降低殘渣，攜砂進入地層后，對地下油氣層無傷害，壓裂成功率高，返排回地面后更加容易降解，對環境不會造成污染，本發明清潔環保型壓裂液用復合增稠劑原料廉價易得，制備方法簡單，具有廣闊的工業化生產價值和實際應用價值。

本發明的目的之一是提供一種清潔環保型壓裂液用復合增稠劑。

本發明的目的之二是提供上述清潔環保型壓裂液用復合增稠劑的制備方法。

本發明的目的之三是提供上述清潔環保型壓裂液用復合增稠劑的應用。