[發明專利]一種懸濁液狀減阻劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011105554.X
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112410013B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 修宗明;宋新旺;崔仕章;袁振善;李欣澤
• 申請（專利權）人: 德仕能源科技集團股份有限公司;山東德仕化工有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C09K8/88
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 劉曉佳

本申請提供了一種懸濁液狀減阻劑及其制備方法，按總質量為100％計，減阻劑由以下質量百分比的原料組分組成：水溶性高分子聚合物15～60wt％，表面活性劑0.3～2wt％，增稠劑0.5～5wt％，余量為油溶劑；減阻劑的粘度為5?20萬cP；增稠劑選自聚苯乙烯?乙烯?丙烯、聚苯乙烯?乙烯?丁烯、聚乙烯、聚丙烯、聚脲、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚二苯乙烯?乙烯?丙烯、聚(苯乙烯?丁二烯)、聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯、氫化(苯乙烯?異戊二烯)共聚物、脂肪醇醇中的一種或多種。本申請提供的懸濁液狀減阻劑，針對特定用量以及分子量的聚丙酰胺粉，采用特定組成配比的增稠劑配合特定組成及配比的表面活性劑，使獲得的最終減阻劑產品具有更好的減阻性、耐鹽性以及儲存穩定性。

技術領域

本申請涉及油田化學品技術領域，具體涉及一種懸濁液狀減阻劑及其制備方法和在滑溜水壓裂液中的應用。

背景技術

致密頁巖氣儲層具有低孔、低滲的特點，勘探開發難度大，大多數頁巖氣井需要通過大規模壓裂才能獲得工業開采價值；頁巖氣水平井壓裂是頁巖油氣高效勘探開發的關鍵技術和核心技術，壓裂液是這項技術的重要載體和實現手段。近年來隨著水力壓裂技術的持續提高和對低成本開采技術的追逐，滑溜水壓裂液應運而生，并且已經取代瓜爾膠壓裂液，成為目前頁巖氣開發作業中應用最多的壓裂液體系。

目前國內外最常用的減阻劑的劑型主要有乳液和粉末兩種。然而，對于乳液狀的減阻劑，通常是采用聚合物單體在表面活性劑的協助下直接原位合成制得，然而，一方面，該類乳液減阻劑中聚合物的有效含量較低(通常為10％～20％)，例如專利CN102977877A、CN108727536A以及CN106147741A分別提供的用丙烯酰胺等單體合成的乳液減阻劑有效含量在20％左右，而由于乳液的聚合物減阻劑的制備方法(例如引發劑的用量以及單體聚合后在水相中的粘度等)的限制，使得乳液減阻劑中聚合物的含量難以再進一步增加；另一方面，未配制成滑溜水的乳液狀減阻劑常溫下穩定時間較短，通常在2個月左右就出現分層，大幅減弱其減阻能力，不利于長期儲存以及遠距離運輸，若直接制成滑溜水產品選擇性又較小，也不便于現場現配現用，限制了其應用。

而對于粉末狀的減阻劑，一方面其在儲存中容易受潮，并且在使用過程中容易產生粉塵，造成粉塵污染，同時還會對操作者的健康造成傷害；另一方面，粉末狀減阻劑在現場使用時，溶解速度非常慢，溶解后易產生魚眼，不利于發揮減阻劑的減阻效果，嚴重降低了利用率。

因此，現有技術還未能夠提供一種在具有高于20％含量有效成分的同時儲存穩定性也顯著提升的油田壓裂液用減阻劑。

發明內容

為了解決上述問題，本申請旨在提供一種懸濁液狀的減阻劑，該減阻劑在具有較高聚合物含量的同時，還具有高于乳液產品的穩定性。其中，本申請所述“穩定性”，是指外觀上肉眼觀察較為均勻的懸濁液狀的減阻劑，其聚合物組分以顆粒的形式懸浮于溶劑相中，并在靜置一段時間后不產生明顯的油溶劑析出。

一方面，本申請提供了一種懸濁液狀減阻劑，按質量百分比計，所述減阻劑由以下原料組分組成：水溶性高分子聚合物15～60wt％，表面活性劑0.3～2wt％，增稠劑0.5～5wt％，余量為油溶劑；所述減阻劑的粘度為5-20萬cP；

所述增稠劑選自聚苯乙烯-乙烯-丙烯、聚苯乙烯-乙烯-丁烯、聚乙烯、聚丙烯、聚脲、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚二苯乙烯-乙烯-丙烯、聚(苯乙烯-丁二烯)、聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯、氫化(苯乙烯-異戊二烯)共聚物、脂肪醇中的一種或多種。

進一步地，所述增稠劑是質量比為(1.2～1.5)：(0.5～0.6)：(0.2～0.4)的聚苯乙烯-乙烯-丙烯、氫化(苯乙烯-異戊二烯)共聚物和脂肪醇。

優選的，所述增稠劑是質量比為1.3:0.5:0.2的聚苯乙烯-乙烯-丙烯、氫化(苯乙烯-異戊二烯)共聚物和脂肪醇，所述脂肪醇優選是十二醇或十六醇。

進一步地，所述水溶性高分子聚合物是分子量為500-3300萬的聚丙烯酰胺。