一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于油气井储层压裂改造技术领域，公开了一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂及其制备方法，包括：丙烯酰胺为40‑45％、乙二胺四乙酸二钠为3‑6％、甲基丙烯酸十六酯为7‑10％、非离子表面活性剂为2‑5％、引发剂为0.6‑1.0％和PH值调节剂，余量为水。本发明专利技术的目的在于提供一种页岩气压裂液用超低用量减阻剂，简化了原有的加工工艺，使得生产减阻剂的成本降低，同时加工出的减阻剂具有一定的抗盐性和抗温性。

A Drag Reducing Agent for Slip Fracturing Fluid with Temperature Resistance and High Salinity and Its Preparation Method

The invention belongs to the technical field of oil and gas well reservoir fracturing modification, and discloses a drag reducing agent for temperature-resistant and high salinity sliding water fracturing fluid and its preparation method, including acrylamide 40 45%, ethylenediamine tetraacetic acid disodium 3 6%, hexadecyl methacrylate 7 10%, non-ionic surfactant 2 5%, and introduction. Hair agent is 0.6 1.0% and PH value regulator, the remaining amount is water. The object of the invention is to provide an ultra-low dosage drag reducing agent for shale gas fracturing fluid, simplify the original processing technology, reduce the cost of producing the drag reducing agent, and at the same time, the drag reducing agent processed has certain salt resistance and temperature resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂及其制备方法
本专利技术属于页岩气开采压裂增产
，具体涉及一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂及其制备方法。
技术介绍
页岩气是近年来潜力巨大的非常规天然气资源，并已成为世界油气勘探开发的热门领域。页岩气藏富含有机质，是典型的自生自储型气藏。与常规天然气藏相比，其中的天然气以游离气和吸附气为主赋存、原位饱和富集于页岩储集系统的微纳米级孔－缝、矿物颗粒表面，具有无明显气水界面、大面积连续成藏、低孔、低渗等特征，一般无自然产能，必须通过压裂工程才能形成工业生产能力，在压裂过程中，随着排量的提高，工作液在管线中的摩擦阻力将成倍地增加，使施工的泵压大部分消耗在克服管路摩阻上，实际作用于产层的压力不大；又因摩阻增大，排量难于提高，裂缝很难向前延伸，压裂强度小，达不到深度压裂的目的。国外对于页岩油气储层的改造，主要采用滑溜水体系，减阻剂是滑溜水压裂液中最主要的添加剂，是滑溜水体系中的关键组分，在滑溜水体系中能够大幅度降低摩阻，有效减轻对压裂施工设备的高压要求，能够增加对储层岩石的净压力，改善压裂施工效果。目前，对于耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂的研究开发还较少，专利技术专利：CNIO7698708A公开了一种耐高矿化度速溶减阻剂的制备方法；该减阻剂的制备方法中原料中含有2-丙烯酞胺基-2-甲基丙磺酸，其中磺酸基团对水质污染严重，容易造成水体富营养化；其次，有的页岩气滑溜水压裂液降阻剂减阻效果好，但是必须要求较大减阻剂用量，当降阻率要达到80％左右时，减阻剂用量约2.5％，减阻剂用量高成本大，同时压裂液配液相对较复杂，不适用于大规模推广应用，综合来看，现有滑溜水压裂液减阻剂不能同时满足耐温耐高矿化度、用量小以及降阻率高的要求。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术目的在于提供一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂及其制备方法，使得生产出一种耐温耐高矿化度减阻剂，生产出一种耐温耐高矿化度减阻剂，在降低生产成本的同时，提高产品质量。本专利技术所采用的技术方案为：一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂，以质量分数计，包括：丙烯酰胺为40-45％、乙二胺四乙酸二钠为3-6％、甲基丙烯酸十六酯为7-10％、非离子表面活性剂为2-5％、引发剂为0.6-1.0％和PH值调节剂，余量为水。进一步的，所述丙烯酰胺为41-43％、乙二胺四乙酸二钠为4-5％、甲基丙烯酸十六酯为8-9％。进一步的，所述甲基丙烯酸十六酯为8.4％。进一步的，所述PH值调节剂为片碱。进一步的，所述片碱为0.2-0.4％。进一步的，所述引发剂为过硫酸钾，所述非离子表面活性剂为月桂酸二乙醇胺。一种制备耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂的方法，包括以下步骤：步骤A：以质量分数计，取丙烯酰胺40-45％、乙二胺四乙酸二钠3-6％、甲基丙烯酸十六酯7-10％、非离子表面活性剂2-5％、引发剂0.6-1.0％和PH值调节剂，余量为水。步骤B：向水中依次加入丙烯酰胺、非离子表面活性剂和甲基丙烯酸十六酯，获得溶液A。步骤C：将溶液A加热至65-70℃，加入引发剂，反应3-3.5h，获得溶液B。步骤D：将溶液B降温至45-50℃，向溶液B中加入乙二胺四乙酸二钠，反应1-1.5h，获得溶液C。步骤E：将溶液C冷却至室温，并加入PH值调节剂，使溶液的PH值在7-7.5，获得凝胶态液体D。步骤F：将凝胶态液体D烘干即可。进一步的，所述步骤B中，向水中加入丙烯酰胺，并搅拌至完全溶解，再加入非离子表面活性剂和甲基丙烯酸十六酯，充分搅拌均匀，获得溶液A。进一步的，所述步骤C中，将溶液A加热到70℃，快速搅拌溶液A，并缓慢向溶液A中加入引发剂，保持温度在70-75℃，反应3.5h，获得溶液B。进一步的，所述步骤D中，在搅拌条件下，将溶液B降温至45-50℃，再向溶液B中加入乙二胺四乙酸二钠，反应1.5h，获得溶液C。进一步的，所述步骤D中的降温和步骤E中的降温均为循环水降温。本专利技术的有益效果为：(1)通过控制各原料的比例，使得减阻剂的降阻效果好，由使用时的实验数据可以看出，当甲基丙烯酸十六酯的含量小于8.4％时，减阻剂的耐盐性和耐温性随着甲基丙烯酸十六酯含量的增加而增大，当甲基丙烯酸十六酯的含量为8.4％时，减阻剂的耐盐性和耐温性均达到最大值，当甲基丙烯酸十六酯的含量大于8.4％时，减阻剂的耐盐性和耐温性随着丙烯酰胺含量的增加而减小。(2)在生产该减阻剂时，需要用到非离子表面活性剂、PH值调节剂和引发剂，由于配制的溶液PH值较小，因此需要加入碱性PH值调节剂，在多种碱性PH值调节剂中，片碱的碱性较大，利用片碱来调节溶液的PH值不仅用量小，并且调制速度快。(3)月桂酸二乙醇胺分散于水，溶于一般的有机溶剂，具有良好的起泡性、稳定性、增稠性、渗透性、防锈性和洗涤性，与其他活性物配伍性好，有利于反应速率的提高。(4)最后引发剂选择过硫酸钾，过硫酸钾溶于水，有利于乳液和水溶液聚合反应。(5)在水中加入丙烯酰胺并搅拌至完全溶解，再加入非离子表面活性剂和甲基丙烯酸十六酯，并搅拌均匀，通过多次的搅拌，保证原材料溶解以及反应更加彻底，减少溶液中的杂质。(6)通过控制反应温度，提高了溶液的反应速率，同时利用较短的有效反应时间，提高生产效率。(7)向溶液B加入乙二胺四乙酸二钠，并在搅拌条件下反应1.5h，在搅拌的条件下进行反应，加快反应速率，也使得溶液更加均匀。(8)最后利用循环水降温，不仅能够加快降温速率，提高生产效率，还通过循环再利用，节约水资源，保护环境。在使用过程中，本专利技术还具有以下有益效果：(1)本专利技术在配置页岩气压裂液时所用减阻剂少，有效降低了页岩气开采的成本。(2)该减阻剂合成工艺简单，并且具有一定的耐盐性和抗温性。(3)该减阻剂用量小，根据不同施工情况，减阻剂用量在0.03-0.1％之间即可得到很好性能的滑溜水压裂液。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术中，0.1％的耐温耐高矿化度减阻剂在15万矿化度水中降阻率随时间变化的实验数据图；图2为本专利技术中，0.1％的耐温耐高矿化度减阻剂在15万矿化度水中流变实验数据图；图3为本专利技术中，0.1％的减阻剂在15万矿化度80℃下的降阻率实验数据表。附图标记说明：1-温度曲线；2-转速曲线；3-粘度曲线。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步阐释。实施例1：如图2所示，本实施例提供了一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂，以质量分数计，包括：丙烯酰胺为40-45％、乙二胺四乙酸二钠为3-6％、甲基丙烯酸十六酯为7-10％、非离子表面活性剂为2-5％、引发剂为0.6-1.0％和PH值调节剂，余量为水，按0.1％的质量百分比将该减阻剂加入到15万矿化水中，通过变流实验由图2可知，在170S-1、按每分钟升温3℃至130℃条件下恒温恒速剪切5min后，得到粘度约为6.99mPa.s，在高矿化度下该减阻剂仍然具有较好的粘度，表明其具有很好的耐温性和耐盐性。实施例2：本实施例提供了一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂的制备方法，包括以下步骤：步骤A：以质量分数计，取丙烯酰胺40-45本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂，其特征在于：以质量分数计，包括：丙烯酰胺为40‑45％、乙二胺四乙酸二钠为3‑6％、甲基丙烯酸十六酯为7‑10％、非离子表面活性剂为2‑5％、引发剂为0.6‑1.0％和PH值调节剂，余量为水。

【技术特征摘要】
1.一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂，其特征在于：以质量分数计，包括：丙烯酰胺为40-45％、乙二胺四乙酸二钠为3-6％、甲基丙烯酸十六酯为7-10％、非离子表面活性剂为2-5％、引发剂为0.6-1.0％和PH值调节剂，余量为水。2.根据权利要求1所述的一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂，其特征在于：所述丙烯酰胺为41-43％、乙二胺四乙酸二钠为4-5％、甲基丙烯酸十六酯为8-9％。3.根据权利要求2所述的一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂，其特征在于：所述甲基丙烯酸十六酯为8.4％。4.根据权利要求1所述的一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂，其特征在于：所述PH值调节剂为片碱。5.根据权利要求1所述的一种耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾，所述非离子表面活性剂为月桂酸二乙醇胺。6.一种制备权利要求1-5中任一项所述的耐温耐高矿化度滑溜水压裂液用减阻剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：以质量分数计，取丙烯酰胺40-45％、乙二胺四乙酸二钠3-6％、甲基丙烯酸十六酯7-10％、非离子表面活性剂2-5％、引发剂0.6-1.0％和PH值调节剂，余量为水；步骤B：向水中依次加入丙烯酰胺、非离子表面活性剂和甲基丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾振福，王愉，秦鹏，
申请(专利权)人：四川申和新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51