[發明專利]一種水基速溶懸浮減阻劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202310171540.5
• 申請日: 2023-02-28
• 公開（公告）號: CN116144337A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 鄭存川;蔡金波;張太亮;侯志鵬;駱唯一;王偉
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C08F220/56;C08F220/34;C08F226/02;C09K8/88
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本發明公開了一種水基速溶懸浮減阻劑及其制備方法，所述懸浮減阻劑由20～30％分相劑、20～30％陽離子疏水締合聚合物、3～5％分散劑、35～57％的水組成。其中疏水締合聚合物的制備包括以下步驟：丙烯酰胺、陽離子單體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨以及疏水單體N，N?二甲基十八烷基烯丙基氯化銨按照(89～94.7)：(5～10)：(0.3～1)比例加入到去離子水中，在通氮氣的條件下，加入引發劑0.05～0.2％的引發劑V50，在50℃下反應6h后，分離、烘干、粉碎即得到疏水締合聚合物減阻劑粉劑。水基速溶懸浮減阻劑的制備方法包括以下步驟：將PEG和分散劑分別溶于水中，然后在攪拌情況下緩慢加入疏水締合聚合物粉末，即得到水基懸浮減阻劑。本發明的水基速溶懸浮減阻劑完全不含油相，可以大幅降低環境污染，同時集減阻、助排、防膨于一體，在頁巖油氣壓裂方面具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及油田化學品技術領域，具體涉及一種水基速溶懸浮減阻劑及其制備方法。

背景技術

一體化滑溜水壓裂液目前還鮮有報道，其主要是集減阻、攜砂、助排、防膨等于一劑的多功能滑溜水壓裂液體系，該一體化滑溜水壓裂液可以用于解決常規滑溜水壓裂液需要添加減阻劑、助排劑、防膨劑等多種添加劑而使得現場施工操作復雜、成本過高、工作量過大等一系列問題。主要原理是在減阻劑合成過程當中加入陽離子單體以及表面活性劑單體，形成富含陰離子、非離子以及陽離子多種活性基團的超分子聚合物結構，該聚合物水溶液黏度較高，且減阻性能優異，同時還具備耐鹽、助排以及防膨等作用，真正形成一種一體化滑溜水壓裂液體系，可大大提高施工效率以及油氣開發的經濟效益。該類聚合物減阻劑主要通過超分子減阻理論以及自交聯變黏攜砂理論進行減阻以及攜砂，帶有多種活性基團的高分子聚合物，在達到其臨界締合濃度點前后可以通過聚合物分子的聚集形成高次膠束結構，提高其減阻性能。通過分子間的締合作用以及陰陽離子對的作用使得聚合物分子之間可以發生物理交聯，從而進一步提高聚合物的黏度，增強滑溜水壓裂液的攜砂能力。

滑溜水壓裂液常用的減阻劑大多數耐鹽性能差、溶解速率慢的問題，在合成減阻劑過程中加入耐鹽單體以及長碳鏈的疏水單體合成耐鹽型疏水締合聚合物減阻劑來解決減阻劑不耐鹽的問題，耐鹽單體可以讓減阻劑溶液在高礦化度下仍然保持較高的黏度甚至黏度還能有所上升，疏水單體可以通過讓減阻劑分子間、分子內發生疏水締合作用形成空間網狀結構來提高滑溜水壓裂液的耐鹽性能。并且還能夠直接用返排液進行滑溜水壓裂液的配液，使得返排液可以重復利用，降低成本。進一步的地，采用具有一定黏度的分相劑水溶液作為連續相構建一種水基速溶懸浮減阻劑，使得疏水締合聚合物減阻劑粉劑在連續相中吸水溶脹，但是沒有溶解，從而提高其溶解速率，讓其可以達到速溶的效果。

發明內容

滑溜水添加劑種類繁多，工作量大，成本較高。在減阻劑合成的時候，引入陽離子單體以及表面活性劑單體，因此最終制備的聚合物減阻劑相當于一種陽離子聚合物，具備一定的防膨性能，表面活性劑單體可以提供一定的表界面活性，從而降低滑溜水壓裂液的表界面張力，達到助排的效果。通過將數劑并為一劑，形成一種一體化滑溜水壓裂液，無需添加防膨劑、助排劑等，且能集減阻、攜砂、助排、防膨等于一體。

本發明采用下述的技術方案：

一種水基速溶懸浮減阻劑，所述懸浮減阻劑由20～30％分相劑、20～30％陽離子疏水締合聚合物、3～5％分散劑、35～57％的水組成。

進一步地，所述分相劑為PEG2000、PEG4000、PEG8000、PEG10000及PEG20000中的至少一種。優選為：PEG10000。

進一步地，所述的分散劑為Tween20、Tween40、Tween60、Tween80、OP-10中的至少一種。優選為：Tween80。

進一步地，所述的陽離子疏水締合聚合物的結構式如下所示：

其中，x、y、z為單體摩爾比，x﹢y﹢z＝1。