[發(fā)明專利]一種耐高溫速溶型壓裂液用稠化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011130297.5
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112266779B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周會強(qiáng);韓凱;何超博;許可飛;王鵬程;張道法;茍利鵬;楊金峰
• 申請（專利權(quán)）人: 西安凱爾文石化助劑制造有限公司;中國石油天然氣股份有限公司長慶油田分公司第五采油廠
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C09K8/88
• 代理公司: 北京貴都專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11649
• 代理人: 李新鋒

本發(fā)明公開一種耐高溫速溶型壓裂液用稠化劑及其制備方法。該稠化劑分子量約為50×10⁴～200×10⁴g/mol，其制備方法是：在25～50℃下，按照單體質(zhì)量百分比，將丙烯酰胺45～60％、離子型單體40～55％、帶雙不飽和雙鍵的疏水單體0.01～0.06％溶于混合溶劑中，配置成單體總質(zhì)量百分比濃度為10～30％的反應(yīng)液；將反應(yīng)液通氮?dú)獬?0～30min后，在攪拌條件下，加入引發(fā)劑的水溶液，引發(fā)劑的加入量為單體總質(zhì)量的0.2～0.8％；然后在維持?jǐn)嚢杷俾什蛔兊那闆r下，升溫至60～80℃，反應(yīng)3～7h；反應(yīng)結(jié)束后，得到的白色或淡黃色膏狀物，即為耐高溫速溶型壓裂液用稠化劑。該稠化劑能夠耐150℃高溫，適于高溫地層壓裂施工作業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油田化學(xué)和油氣開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域,更具體的說是涉及一種耐高溫速溶型壓裂液用稠化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著常規(guī)油氣資源的不斷耗竭，有效開發(fā)利用非常規(guī)油氣資源，如頁巖氣、頁巖油、致密油、低滲和特低滲油氣資源等，對保證我國油氣安全具有重要意義。壓裂是有效開發(fā)非常規(guī)油氣資源的重要手段。通過壓裂可提高非常規(guī)油氣資源儲層的導(dǎo)流能力，提高油氣產(chǎn)量。壓裂液是壓裂工藝的重要組成部分，壓裂液的性能好壞，直接決定了壓裂施工的成敗，而稠化劑又是壓裂液的關(guān)鍵組成部分，稠化劑性能的好壞又直接決定了壓裂液性能的好壞。因此，研發(fā)適用于非常規(guī)油氣儲層壓裂液的稠化劑意義重大。

非常規(guī)油氣資源通常埋藏較深，這就要求壓裂液稠化劑具有良好的耐溫性能。目前，常用的壓裂液稠化劑主要有兩類：一類是植物膠稠化劑，如胍膠、魔芋膠、田菁膠等；另一類則是合成聚合物類。植物膠稠化劑，具有價格便宜，來源廣的優(yōu)勢，但通常不耐溫，且殘渣含量高。比如目前最常用的植物膠稠化劑羥丙基胍膠，在高溫條件下糖苷鍵水解比較嚴(yán)重，體系粘度迅速下降，無法滿足攜砂要求。相比于植物膠稠化劑，合成聚合物稠化劑在耐溫性能上有了很大程度的提升，但合成聚合物稠化劑剪切降解嚴(yán)重。近年來，低聚物稠化劑的使用有效克服了合成聚合物稠化劑的剪切降解問題，但低聚物稠化劑耐溫能力有限，一般適合于90～120℃的溫度條件下使用，對于高于120℃的油氣井，則適用性差。

另外，壓裂施工作業(yè)過程，通常要求壓裂液能夠現(xiàn)場速配，而現(xiàn)有壓裂液稠化劑絕大部分屬于粉末狀固體，需要一定的溶解時間，因此難以滿足壓裂施工作業(yè)對現(xiàn)場速配的要求。

針對現(xiàn)有壓裂液稠化劑存在的上述問題，本發(fā)明提供一種耐高溫速溶型壓裂液用稠化劑及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種耐高溫速溶型壓裂液用稠化劑及其制備方法，該稠化劑是以丙烯酰胺和離子型單體作為功能單體，以帶雙不飽和雙鍵的疏水單體作為耐溫性能改進(jìn)劑，通過沉淀聚合制備而成，分子量約為50×104～200×104g/mol。

一種耐高溫速溶型壓裂液用稠化劑，其制備方法是：在25～50℃下，按照單體質(zhì)量百分比，將丙烯酰胺45～60％、離子型單體40～55％、帶雙不飽和雙鍵的疏水單體0.01～0.06％溶于混合溶劑中，配置成單體總質(zhì)量百分比濃度為10～30％的反應(yīng)液；將反應(yīng)液通氮?dú)獬?0～30min后，在攪拌條件下，加入引發(fā)劑的水溶液，引發(fā)劑的加入量為單體總質(zhì)量的0.2～0.8％；然后在維持?jǐn)嚢杷俾什蛔兊那闆r下，升溫至60～80℃，反應(yīng)3～7h；反應(yīng)結(jié)束后，得到的白色或淡黃色膏狀物，即為耐高溫速溶型壓裂液用稠化劑。

本發(fā)明方法中所述的離子型單體為丙烯酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、十八烷基二甲基烯丙基氯化銨中的一種或幾種混合。所述的帶雙不飽和雙鍵的疏水單體為二乙烯基苯、季戊四醇丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一種或幾種混合。所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀中的一種。所述的混合溶劑是按體積百分比，由50～70％無水乙醇和水30～50％混合而成；所述的水為去離子水；所述的攪拌速率為150～200rpm；所述的耐高溫速溶型壓裂液用稠化劑，其分子量可通過改變混合溶劑中無水乙醇和水的體積百分比進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。