一种油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂及其制备方法以及一种压裂液技术

本发明专利技术提供了一种油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂，包括以下质量百分数的组分：25wt％～50wt％的分散介质，所述分散介质为与水互不相容的有机溶剂；18wt％～40wt％的分散相，所述分散相为水；20wt％～40wt％疏水缔合聚合物压裂液增稠剂；2.5wt％～6wt％的复合乳化剂，所述复合乳化剂为HLB值为3～7的乳化剂和HLB值为8～10的乳化剂复配的复合乳化剂；上述各组分含量之和为100wt％。本发明专利技术制备的浓缩增稠剂稳定时间大于120d，溶解时间小于1min，由本发明专利技术制备的浓缩增稠剂所配制的压裂液溶液性能优于由对应压裂液增稠剂干粉直接配制的压裂液溶液性能。

Oil and water association type non cross linking fracturing fluid thickening thickener and preparation method thereof, and fracturing fluid

The present invention provides a water in oil type non associative Crosslinked Fracturing Fluid Concentrate thickener, which comprises the following components: the mass fraction of dispersed medium of 25wt% ~ 50wt%, the dispersion medium for organic solvent and water incompatible; dispersed phase 18wt% ~ 40wt%, the dispersed phase of water; 20wt% ~ 40wt% of Hydrophobically Associating Polymer Fracturing fluid thickener; emulsifier 2.5wt% ~ 6wt%, the composite emulsifier is HLB value is 3 ~ 7 of emulsifier and HLB value of 8 ~ 10 compound emulsifier emulsifier; the components and the content of 100wt%. Concentration of the prepared thickener stable time is greater than 120d, dissolution time is less than 1min, the concentrated solution properties of fracturing fluid prepared by the invention is a thickening agent prepared by solution of fracturing fluid has better performance than the corresponding fracturing fluid thickener powder directly prepared.

【技术实现步骤摘要】
一种油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂及其制备方法以及一种压裂液
本专利技术属于压裂液
，具体涉及一种油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂及其制备方法以及一种压裂液。
技术介绍
压裂液是油气井增产，水井增注的一项重要技术措施。人们利用地面高压泵组，将高粘度液体以大大超过地层吸收能量的排量注入井中。随着在井底附近形成高压，此压力超过井底附近的地应力及岩石的扩张强度后，此缝向前延伸，并在裂缝中填充支撑剂，停泵后即可在地层中形成足够长度，一定宽度及高度的填砂裂缝。它具有很高的渗透能力，大大改善了油气层渗透性，使油气畅流入井，起到增产、增注的作用。目前使用最多的压裂液增稠剂为胍胶及改性胍胶，常用的瓜胶压裂液因其水不溶物含量较高、破胶不彻底，对储层渗透率伤害大等缺点而日益引起人们的广泛关注，为克服这些问题，人们提出并研制出了无残渣、破胶彻底的合成聚合物压裂液体系。常用的这类合成聚合物多为聚丙烯酰胺等，与天然聚合物相比，这些聚合物具有增稠能力强、破胶性能好、残渣少等特点，但该类合成聚合物压裂液亦存在不耐温、剪切稳定性差等较多缺点。因此，研究者在此基础上提出了疏水缔合聚合物压裂液。水溶性疏水缔合聚合物(HydrophobicallyAssociatingWater-SolublePolymers，HAWSP)，是指在聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物。在水溶液中，HAWSP浓度高于临界缔合浓度后，大分子链通过疏水缔合作用聚集，无需化学交联即形成分子间缔合动态物理交联网络，溶液粘度大幅度升高。同时，某些表面活性剂的加入会增强聚合物分子链间的疏水缔合作用，使得分子间缔合动态物理交联网络强度增大，而HAWSP/表面活性剂溶液中存在的超分子动态物理交联网络也使得这种溶液具有冻胶的特性，有良好的悬浮稳定固体颗粒或气泡的能力。此外，该超分子动态物理交联网络具有在高剪切速率下破坏而在低剪切速率下又可逆恢复的特点，相对于化学交联冻胶(如胍胶体系)有更好的抗剪切能力，且具备优异的抗温、抗盐性，良好的剪切稀释性、粘弹性等。这些优异的性能均表明疏水缔合聚合物/表面活性剂体系具有作为优良压裂液体系的应用潜力。上述涉及的水基压裂液应用性能已逐渐趋于成熟，其现场施工工艺主要采用“边配边注”，即连续配注工艺技术，就是在现场应用直接将增稠剂干粉与水混合形成相应的聚合物溶液，再加入相应的添加剂形成压裂液。然而目前这种连续配注工艺技术，仍存在一些不足，如压裂液在现场配制时劳动所需工作强度大，增稠剂干粉投料和粉尘大，混合不均匀，易形成“鱼眼”粉粒，产生局部冻胶结块，溶解不充分等影响压裂液的应用性能；此外，施工现场配制数十乃至数百立方米的压裂液，所涉及的液体、设备以及仪表大大加大了施工成本和施工难度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂，本专利技术提供的增稠剂能有效解决连续混配中的溶解性问题，得到的压裂液具有良好的性能，降低了工艺难度及生产成本，同时减小了环境污染。本专利技术提供了一种油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂，包括以下质量百分数的组分：25wt％～50wt％的分散介质，所述分散介质为与水互不相容的有机溶剂；18wt％～40wt％的分散相，所述分散相为水；20wt％～40wt％疏水缔合聚合物压裂液增稠剂；2.5wt％～6wt％的复合乳化剂，所述复合乳化剂为HLB值为3～7的乳化剂和HLB值为8～10的乳化剂复配的复合乳化剂；上述各组分含量之和为100wt％。优选的，所述HLB值为3～7的乳化剂与HLB值为8～10的乳化剂的质量比为(4～6):(1～3)。优选的，所述HLB值为3～7的乳化剂选自三聚甘油二异硬脂酸酯、硬脂酸锌、聚甘油蓖麻醇酯PGPR、丙二醇脂肪酸酯PGMS、油酸二乙醇酰胺ODEA、聚乙二醇双油酸酯PEG400DO、聚氧乙烯蓖麻油EL-10、聚氧乙烯蓖麻油EL-12、丙二醇嵌段聚醚L62、丙二醇单硬脂酸酯BPMS、丙二醇单月桂酸酯BPML、二乙二醇单硬脂酸酯DEGMS和二乙二醇双硬脂酸酯DEGDS中的一种或多种；所述HLB值为8～10的乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-4、聚氧乙烯蓖麻油EL-20、双乙酰酒石酸单双甘油酯DATEM、硬脂酸聚氧乙烯醚SG-6、聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4、聚氧乙烯蓖麻油HEL20、平平加OO-5、油酸聚氧乙烯酯A-105和聚乙二醇双月桂酸酯PEG400DL中的一种或多种。优选的，所述复合乳化剂为三聚甘油二异硬脂酸酯与硬脂酸聚氧乙烯醚SG-6形成的复合乳化剂、硬脂酸锌和油酸聚氧乙烯酯A-105形成的复合乳化剂、聚甘油蓖麻醇酯PGPR和聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4形成的复合乳化剂、丙二醇脂肪酸酯PGMS和平平加OO-5形成的复合乳化剂、二乙二醇单硬脂酸酯DEGMS和聚氧乙烯蓖麻油EL-20形成的复合乳化剂、聚乙二醇双油酸酯PEG400DO和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3形成的复合乳化剂或丙二醇单硬脂酸酯BPMS和聚氧乙烯蓖麻油EL-20形成的复合乳化剂。优选的，所述疏水缔合聚合物压裂液增稠剂选自丙烯酰胺/丙烯酸钠/N-烷基取代丙烯酰胺共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠/N-烷基取代丙烯酰胺共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/N-乙烯基吡咯烷酮/丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/乙烯基磺酸盐/丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠/丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/苯乙烯磺酸钠/丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/甲基丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠/甲基丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/N-乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/苯乙烯磺酸钠/甲基丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/乙烯基磺酸盐/甲基丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/氟取代的丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/氟取代的甲基丙烯酸烷基酯共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/烯丙基烷基季铵盐共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠/烯丙基烷基季铵盐共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/N-乙烯基吡咯烷酮/烯丙基烷基季铵盐共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/苯乙烯磺酸钠/烯丙基烷基季铵盐共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/乙烯基磺酸盐/烯丙基烷基季铵盐共聚物和丙烯酰胺/丙烯酸钠/丙烯酰胺烷基磺酸及其磺酸盐共聚物中的一种或多种。优选的，所述与水互不相容的有机溶剂选自柴油、煤油、液体石蜡和白油中的一种或多种。本专利技术还提供了一种上述油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂的制备方法，包括以下步骤：A)将分散相、分散介质和复合乳化剂混合搅拌，得到油包水乳液；B)向所述油包水乳液中加入疏水缔合聚合物压裂液增稠剂，混合搅拌，得到油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂。优选的，步骤A)中，混合搅拌的温度为35～70℃，所述混合搅拌的转速为300～800rmp，所述混合搅拌的时间为20～60min。优选的，步骤B)中，所述混合搅拌温度为35～70℃，混合搅拌的转速为600～2000rmp。搅拌时间为40～120mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂，其特征在于，包括以下质量百分数的组分：25wt％～50wt％的分散介质，所述分散介质为与水互不相容的有机溶剂；18wt％～40wt％的分散相，所述分散相为水；20wt％～40wt％疏水缔合聚合物压裂液增稠剂；2.5wt％～6wt％的复合乳化剂，所述复合乳化剂为HLB值为3～7的乳化剂和HLB值为8～10的乳化剂复配的复合乳化剂；上述各组分含量之和为100wt％。

【技术特征摘要】
1.一种油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂，其特征在于，包括以下质量百分数的组分：25wt％～50wt％的分散介质，所述分散介质为与水互不相容的有机溶剂；18wt％～40wt％的分散相，所述分散相为水；20wt％～40wt％疏水缔合聚合物压裂液增稠剂；2.5wt％～6wt％的复合乳化剂，所述复合乳化剂为HLB值为3～7的乳化剂和HLB值为8～10的乳化剂复配的复合乳化剂；上述各组分含量之和为100wt％。2.根据权利要求1所述的油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂，其特征在于，所述HLB值为3～7的乳化剂与HLB值为8～10的乳化剂的质量比为(4～6):(1～3)。3.根据权利要求1所述的油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂，其特征在于，所述HLB值为3～7的乳化剂选自三聚甘油二异硬脂酸酯、硬脂酸锌、聚甘油蓖麻醇酯PGPR、丙二醇脂肪酸酯PGMS、油酸二乙醇酰胺ODEA、聚乙二醇双油酸酯PEG400DO、聚氧乙烯蓖麻油EL-10、聚氧乙烯蓖麻油EL-12、丙二醇嵌段聚醚L62、丙二醇单硬脂酸酯BPMS、丙二醇单月桂酸酯BPML、二乙二醇单硬脂酸酯DEGMS和二乙二醇双硬脂酸酯DEGDS中的一种或多种；所述HLB值为8～10的乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-4、聚氧乙烯蓖麻油EL-20、双乙酰酒石酸单双甘油酯DATEM、硬脂酸聚氧乙烯醚SG-6、聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4、聚氧乙烯蓖麻油HEL20、平平加OO-5、油酸聚氧乙烯酯A-105和聚乙二醇双月桂酸酯PEG400DL中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂，其特征在于，所述复合乳化剂为三聚甘油二异硬脂酸酯与硬脂酸聚氧乙烯醚SG-6形成的复合乳化剂、硬脂酸锌和油酸聚氧乙烯酯A-105形成的复合乳化剂、聚甘油蓖麻醇酯PGPR和聚氧乙烯月桂酸酯LAE-4形成的复合乳化剂、丙二醇脂肪酸酯PGMS和平平加OO-5形成的复合乳化剂、二乙二醇单硬脂酸酯DEGMS和聚氧乙烯蓖麻油EL-20形成的复合乳化剂、聚乙二醇双油酸酯PEG400DO和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3形成的复合乳化剂或丙二醇单硬脂酸酯BPMS或聚氧乙烯蓖麻油EL-20形成的复合乳化剂。5.根据权利要求1所述的油包水缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂，其特征在于，所述疏水缔合聚合物压裂液增稠剂选自丙烯酰胺/丙烯酸钠/N-烷基取代丙烯酰胺共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸钠/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠/N-烷基取代丙烯酰胺共聚物，丙烯酰胺/丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭拥军，杨雪杉，毛慧斐，陈航宇，
申请(专利权)人：四川光亚聚合物化工有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51