降阻剂、包含该降阻剂的降阻水及其应用制造技术

本发明专利技术提供降阻剂、包含该降阻剂的降阻水及其应用，属于气井压裂试剂领域。该降阻剂包括由丙烯酰胺、酯类单体A和阳离子单体B按(1～4):0.5:(0.5～1)的摩尔比经反相乳液聚合无规共聚得到，其中所述酯类单体A为特定的甲基丙烯酸和/或丙烯酸与丙三醇的酯化物，所述阳离子单体B为烯丙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，所得共聚物的粘均分子量为5×105～8×105。包含该降阻剂的降阻水的降阻效率高，而且该降阻剂可降解，所以对储层无伤害。

【技术实现步骤摘要】
降阻剂、包含该降阻剂的降阻水及其应用
本专利技术涉及一种用于气井压裂增产中的降阻剂、包含该降阻剂的降阻水及其应用。
技术介绍
页岩气、致密气等非常规储层(非常规储层、非常规气井是近年兴起的一种说法，主要是指渗透率低的储层及气井)已经成为油气勘探开发的热点，实践表明，在致密砂岩、页岩气藏等非常规气井开发中需进行大规模、高排量的体积压裂才能实现效益开发。在美国，体积压裂是页岩气藏的主要增产方式，典型水平井体积压裂的施工液量在20000～30000m3。在四川长宁-威远国家级页岩气示范区，一口直井压裂施工液量也在1500～2500m3，水平井20000～30000m3。施工排量10～14m3/min。采用常规压裂液体系摩阻高，成本高，对储层的伤害大，难以满足非常规储层效益开发的要求，因此在非常规储层的开发中通常采用降阻水压裂液进行增产作业，其中降阻水又称为滑溜水。US2009/0318313A1公开了一种滑溜水配方，由水、聚丙酰胺、稳定过氧破胶剂、杀菌剂、粘土稳定剂构成，聚丙酰胺浓度为0.001％～5％，聚丙酰胺的分子量1×103～2×107，甚至更高，过氧类破胶剂浓度为0.001％～20％。中国专利文献CN102516975A和CN103275691A公开了一种可回收降阻水配方，该配方的重点是解决降阻水速溶、可回收。中国专利文献CN103045226A公开了一种降阻剂及其制备方法和使用该降阻剂的降阻水压裂液及其制备方法。以上现有技术解决了降阻水配方、速溶及降阻水回收重复利用的问题，但缺点在于：压裂施工后残留的降阻水中高分子量的降阻剂无法降解，会对储层造成一定伤害。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的一个目的是提供一种降阻剂，降阻效果好，且可降解、对储层无伤害。本专利技术的另一个目的是提供一种包含上述降阻剂的降阻水，该降阻水应用于非常规气井时降阻率高，且对储层无伤害。本专利技术另一个目的是提供上述降阻水在非常规气井体积压裂施工中的应用。本专利技术中，所述非常规气井是指渗透率小于0.1mD(毫达西)的气井。专利技术概述所述降阻剂，由丙烯酰胺、酯类单体A和阳离子单体B按1～4):0.5:(0.5～1)的摩尔比经反相乳液聚合无规共聚得到，其中所述酯类单体A为甲基丙烯酸和/或丙烯酸与丙三醇的酯化物，结构式为其中，R1、R2为H或-CH3；所述阳离子单体B为烯丙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，所得共聚物的粘均分子量为5×105～8×105。优选的丙烯酰胺、酯类单体A和阳离子单体B的摩尔比为(1～2):0.5:(0.5～1)。优选的反相乳液聚合条件为：反应温度为63～65℃，反应时间为4～5h，引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐(以下简称V50)。上述反相乳液聚合反应所得直接产物为丙烯酰胺与酯类单体A、阳离子单体B的三元共聚物乳液，其中有效成分的质量百分比浓度为25％～40％。所述有效成分的质量百分比浓度根据加入的单体总质量和反应转化率相乘得到，所述反应转化率的测试方法为：称取反应后的乳液加入到无水乙醇或丙酮中，充分沉淀后后取固体烘干称量，反应转化率为烘干的质量与反应加入单体总质量之比。所述共聚物乳液可以直接作为降阻剂乳液进行应用，也可以提纯其中的有效成分后再进行应用。在温度高于70℃时，降阻剂的酯结构分解，从而降解成小分子，对储层无伤害，岩心渗透率恢复率高，同时降阻效果好，包含该降阻剂的降阻水降阻率达73％～78％。所述降阻水，包含上述的降阻剂。优选所述降阻水的组成按重量百分比包含降阻剂乳液0.02％～0.08％携砂剂0.5％～1％其中，所述降阻剂乳液包含上述的降阻剂，有效成分浓度为25％～40％，所述携砂剂为聚乳酸纤维和/或酯类纤维，所述聚乳酸纤维的纤维长度为5-12mm，所述聚乳酸纤维的降解温度为70-120℃；所述酯类纤维的纤维长度为5-12mm，所述酯类纤维的降解温度为70-120℃。更优选所述酯类纤维为乳酸乙酯纤维、乙酸乙酯纤维、乙酸甲酯纤维中的至少一种。作为进一步优选方案，所述的降阻水组成按重量百分比为余量为水。优选所述降阻剂乳液的质量百分比为0.02％～0.05％。所述助排剂、防膨剂、杀菌剂可按常规用量选用本领域常用物质。作为优选方案，所述助排剂的质量百分比组成为：余量为水。所述C7-C8聚氧乙烯型氟碳表面活性剂优选为FC－1010，所述C7-C9脂肪醇聚氧乙烯醚优选为平平加o－20。所述防膨剂优选为季铵盐类防膨剂。更优选为氯化铵和/或四甲基氯化铵。所述杀菌剂优选为戊二醛和/或棉隆。降阻水体系采用常规方法配置。室内配制该降阻水体系时，采用混调器，先将降阻剂加入混调器中，搅拌速度800r/min-1000r/min，然后加入助排剂，防膨剂、杀菌剂，待整个体系搅拌均匀后，缓慢加入携砂剂，初始10s搅拌速度1000r/min，然后匀速降低到800r/min，加入到水中搅拌20-60s，降阻水体系均匀。上述降阻水可用于非常规气井体积压裂施工。本专利技术的效果是(1)采用携砂剂后，在降阻水中形成网状结构，显著降低了支撑剂的沉降速度，提高了降阻水的携砂性能；(2)携砂剂在裂缝中可降解返排出地面，压裂后不影响裂缝的导流能力，对储层无伤害；(3)携砂剂与本专利技术优选的降阻水中其它添加剂具有优异的配伍性能，不影响降阻水的降阻性能；(4)降阻水返排液经处理后可重复利用；(5)降阻水降阻率高，降阻率73％-78％，在温度高于70℃时，降阻剂降解成小分子，对储层无伤害，岩心渗透率恢复率高；(6)降阻剂可以应用于矿化度小于等于2×105mg/L的高矿化度水中。附图说明图1是实施例1体积压裂返排液处理后配制的降阻水与新配制降阻水降阻性能对比图。具体实施方式以下将通过具体实施例来进一步地说明本专利技术。以下实施例中所涉及测试方法和处理方法如下：粘均分子量测试方法：参照GB/T265-88试验方法，测得液体的运动粘度，然后经计算得到分子量。本方法是在某一恒定的温度下，测定一定体积的液体在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管粘度计的时间，粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积，即为该温度下测定液体的运动粘度。运动粘度测试方法：参照GB/T10247粘度测量方法，测得液体的运动粘度，测试温度30℃。静态沉砂测定方法是按配方将配制好的降阻水放置于静态沉砂管中，待静态沉砂管中的降阻水升温到95℃后，加入40-70目的秉阳陶粒支撑剂，记录1min支撑剂的沉降距离得出沉降速度。降阻率测定方法：根据中国专利ZL01320092441X《一种压裂液管路摩阻测定装置》所述装置和方法进行以下测试：在循环储液罐中加入测试所需量的清水，缓慢调节动力泵的转速，使整个测试管路充满测试液体。打开温控加热系统，设定测试温度，调整动力泵转速达到设定线速度或雷诺数，待液体流量计上的排量和温度检测器上的温度读数稳定后，从计算机读取该线速度或雷诺数下清水的压差。然后按照相同程序测试降阻水流经该管路的压差。测试温度可以采用室温或降阻水使用温度，实验时管路内径≥8mm，室内线速度≥10m/s(雷诺数≥80000，剪切速率≥10000)。根据SY/T5107-2005《水基压裂液性能评价方法》计算得到降阻率。岩心渗透率恢复率测试方法：参照标准SY/T5107-2005《水基压裂液性能评价》。返排液处理方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降阻剂，其特征在于，由丙烯酰胺、酯类单体A和阳离子单体B按(1～4):0.5:(0.5～1)的摩尔比经反相乳液聚合无规共聚得到，其中所述酯类单体A为甲基丙烯酸和/或丙烯酸与丙三醇的酯化物，结构式为其中，R1、R2为H或‑CH3；所述阳离子单体B为烯丙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，所得共聚物的粘均分子量为5×105～8×105。

【技术特征摘要】
1.一种降阻剂，其特征在于，由丙烯酰胺、酯类单体A和阳离子单体B按(1～4)∶0.5∶(0.5～1)的摩尔比经反相乳液聚合无规共聚得到，其中所述酯类单体A为甲基丙烯酸和/或丙烯酸与丙三醇的酯化物，结构式为其中，R1、R2为H或-CH3；所述阳离子单体B为烯丙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，所得共聚物的粘均分子量为5×105～8×105。2.如权利要求1所述的降阻剂，其特征在于，所述反相乳液聚合的反应温度为63～65℃，反应时间为4～5h，引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐。3.一种降阻水，该降阻水包含权利要求1或2所述的降阻剂。4.如权利要求3所述的降阻水，其特征在于，其组成按重量百分比包含降阻剂乳液0.02％～0.08％携砂剂0.5％～1％...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏飞，刘友权，王小红，王川，张永国，石晓松，黄瑛，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11