无油相液体减阻剂及包含该减阻剂的全程滑溜水压裂液制造技术

本发明专利技术公开了一种无油相液体减阻剂及全程滑溜水压裂液，减阻剂由以质量分数计的30％～40％的分子量为1200万～1800万的阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物、0.4％～5％的悬浮剂、0.05％～0.2％的活化剂和余量的分散剂构成的非水非油悬浮体系；全程滑溜水压裂液由用于形成复杂分支缝网的滑溜水压裂液A和用于形成主缝的滑溜水压裂液B组成；滑溜水压裂液A由以质量分数计的0.05％～0.1％无油相液体减阻剂、0.2％～2％粘土稳定剂、1％～3％氯化钾和余量为水构成；滑溜水压裂液B由以质量分数计的0.2％～1％无油相液体减阻剂、0.2％～2％粘土稳定剂、1％～3％氯化钾和余量为水构成；该无油相液体减阻剂既可起均匀分散减阻剂分子的作用，且能速溶于水，配制成滑溜水后可起破乳助排作用，加量仅为0.05～0.1％即可表现出≥75％的减阻率，减阻效果好。

【技术实现步骤摘要】
无油相液体减阻剂及包含该减阻剂的全程滑溜水压裂液
本专利技术涉及油气田勘探开发井下作业
，特别涉及一种无油相液体减阻剂及包含该减阻剂的全程滑溜水压裂液。
技术介绍
滑溜水压裂液是开发页岩油气、致密油气等非常规油气资源的一种有效增产措施工作液。与传统胍胶压裂液比较，滑溜水压裂液具有以下优势：1)传统的胍胶压裂液体系使用较高浓度的稠化剂，形成的冻胶的残留物以及在压裂过程中产生的滤饼会堵塞地层并降低裂缝导流能力，而滑溜水压裂液中只含有少量的减阻剂等添加剂，并且易于返排，大大降低了地层及裂缝伤害，从而有利于提高产量；2)滑溜水压裂液中的化学添加剂及支撑剂的用量较少，可节省施工成本40％～60％。由于成本的降低，许多原来不具商业开采价值的储层便可以得到开发；3)滑溜水压裂液在大排量下能够产生复杂度更高体积更大的裂缝网络，裂缝复杂度和体积的提高增加了储层的有效增产体积，使得产量增加；4)减阻水中添加剂含量少，较为清洁，更易于回收循环利用。作为滑溜水体系的主剂，压裂液用减阻剂的作用是减少压裂液流动时的摩擦阻力，从而减少施工压力。目前的减阻剂产品存在性能单一，溶胀溶解速度慢和成本高，尤其是固体粉末状减阻剂，在水中分散溶解性差，配液时易形成“鱼眼”，严重影响配液质量和施工效果。近些年，为了解决减阻剂在水中分散慢的问题，油包水型减阻剂乳液被广泛研究报道，魏娟明等报道了以丙烯酸-丙烯酰胺-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵三元共聚合成的反相乳液型减阻剂，0.1％-0.15％减阻剂浓度的滑溜水的降阻率达到65％以上。已公开专利CN103013488A提出了一种滑溜水压裂液减阻剂及其制备方法，其所选单体为丙烯酰胺与功能单体MAA，其表面活性剂与基础油的质量比为(2-3):10，反应温度为30～50℃，水相与油相的质量比(2-0.9):1，所选基础油为白油、煤油、环己烷和异构烷烃中的一种或几种；其减阻率可达到30％-65％。已公开专利CN103694984A的提出了一种页岩气酸化压裂减阻剂及其制备方法，所选用单体为丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺，表面活性剂与基础油的质量比为(0.25-0.35):1，恒温温度为35℃-50℃，油相与水相的质量比为(0.3-0.8):1.0，水相的质量分数为50％；采用其粘均分子量600万～800万、质量分数为0.2％的减阻剂水溶液，降阻率在70％以上，一定程度上改善了减阻效果。但上述油包水型减阻剂乳液存在以下缺陷：1)使用加量大，成本较高；2)针对页岩油气等纳米孔隙地层压裂改造时减阻剂加量大，易对储层造成伤害；3)制备减阻剂乳液时油相成分含量高，部分油相成分闪点低易燃，安全性差；而且油包水型减阻剂乳液在配制滑溜水时，油相成分可与压裂返排液形成乳状液，不利于返排；4)减阻剂分子为阳离子型或两性离子型聚合物时，与地层矿物颗粒不配伍，对储层造成伤害。
技术实现思路
本专利技术提供了一种无油相液体减阻剂，其目的在于克服常规滑溜水压裂液用减阻剂分散溶解慢、加量大对储层伤害大、油相成分安全性差及乳化液不利于返排、降阻率有待改善等缺陷，提供一种无油相液体减阻剂及全程滑溜水压裂液，该无油相液体减阻剂不含油相成分，减阻剂所用分散相能与水互溶，其既可起均匀分散减阻剂分子的作用，配制成滑溜水后又可起破乳助排作用，该液体减阻剂具有速溶性，便于在线连续混配制备滑溜水，使用加量低，伤害低，减阻效果好，现场作业工序简单易操作。本专利技术的另一目的是提供一种包含上述无油相液体减阻剂的全程滑溜水压裂液及其使用方法。为此，本专利技术技术方案如下：一种无油相液体减阻剂，由以质量分数计的30％～40％的阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物、0.4％～5％的悬浮剂、0.05％～0.2％的活化剂和余量的分散剂构成的非水非油悬浮体系，各组分的质量分数之和为100％；其中，阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物的分子量为1200万～1800万，其为阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物I、阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物II、阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物III中至少一种；所述阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物I由丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚得到，其化学结构式为：所述阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物II由丙烯酰胺和丙烯酸钠共聚得到，其化学结构式为：所述阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物III由丙烯酰胺、丙烯酸钠和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚得到，其化学结构式为：上述各阴离子型丙烯酰胺类衍生物可购自市售产品，或实验室合成制得。优选，所述悬浮剂为纳米亲水性有机粘土、季铵盐改性的蒙脱土、高取代度羟丙基纤维素中至少一种。该三种分散剂的特点在能与水互溶中。优选，所述活化剂为甲醇或乙醇中至少一种。优选，所述分散剂为分子量为200～1000的聚乙二醇、分子量为400～1000的聚丙二醇中至少一种。一种包含上述无油相液体减阻剂的全程滑溜水压裂液，其由滑溜水压裂液A和滑溜水压裂液B组成；其中，滑溜水压裂液A由以质量分数计的0.05％～0.1％无油相液体减阻剂、0.2％～2％粘土稳定剂、1％～3％氯化钾和余量为水构成，各组分的质量分数之和为100％；滑溜水压裂液B由以质量分数计的0.2％～1％无油相液体减阻剂、0.2％～2％粘土稳定剂、1％～3％氯化钾和余量为水构成，各组分的质量分数之和为100％。优选，所述滑溜水压裂液A和所述滑溜水压裂液B中，粘土稳定剂为磺酰基季铵盐I、磺酰基季铵盐II、磺酰基季铵盐III、磺酰基季铵盐IV、磺酰基季铵盐V、磺酰基季铵盐VI、磺酰基季铵盐VII、季铵盐I、季铵盐II、季铵盐III、苄基季铵盐I、苄基季铵盐II中至少一种；其中，磺酰基季铵盐I由磺酸二乙酯与N,N-二甲基乙醇胺-N,N二甲基乙胺基醚反应制得，其化学结构式为：磺酰基季铵盐II由磺酸二乙酯与二(羟乙基)乙醇基甲基胺反应制得，其化学结构式为：磺酰基季铵盐III由磺酸二甲酯与N,N-二甲基乙醇胺-N,N二甲基乙胺基醚反应制得，其化学结构式为：磺酰基季铵盐IV由磺酸二甲酯与二(羟乙基)乙醇基甲基胺反应制得，其化学结构式为：磺酰基季铵盐V由磺酸二乙酯与三乙醇胺反应制得，其化学结构式为：磺酰基季铵盐VI由磺酸二乙酯与二乙醇胺、甲醛通过二步反应制得，其化学结构式为：磺酰基季铵盐VII由乙基氨基乙醇胺、甲醛与磺酸二乙酯通过三步反应制得，其化学结构式为：季铵盐I由乙基氨基乙醇胺、甲醛与二氯乙醚通过三步反应制得，其化学结构式为：季铵盐II由四羟乙基二亚乙基三胺与氯仿反应制得，其化学结构式为：季铵盐III由四羟乙基二亚乙基三胺、甲醛与氯仿通过二步反应制得，其化学结构式为：苄基季铵盐I由三乙醇胺与苄基氯反应制得，其化学结构式为：苄基季铵盐II由乙基氨基乙醇胺、甲醛与苄基氯通过三步反应制得，其化学结构式为：上述各类粘土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无油相液体减阻剂，其特征在于，由以质量分数计的30％～40％的阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物、0.4％～5％的悬浮剂、0.05％～0.2％的活化剂和余量的分散剂构成的非水非油悬浮体系，各组分的质量分数之和为100％；其中，/n阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物的分子量为1200万～1800万，其为阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物I、阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物II或阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物III；/n所述阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物I的化学结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种无油相液体减阻剂，其特征在于，由以质量分数计的30％～40％的阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物、0.4％～5％的悬浮剂、0.05％～0.2％的活化剂和余量的分散剂构成的非水非油悬浮体系，各组分的质量分数之和为100％；其中，
阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物的分子量为1200万～1800万，其为阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物I、阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物II或阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物III；
所述阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物I的化学结构式为：



所述阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物II的化学结构式为：



所述阴离子型聚丙烯酰胺类衍生物III的化学结构式为：





2.根据权利要求1所述的无油相液体减阻剂，其特征在于，所述悬浮剂为纳米亲水性有机粘土、季铵盐改性的蒙脱土或高取代度羟丙基纤维素。


3.根据权利要求1所述的无油相液体减阻剂，其特征在于，所述活化剂为甲醇或乙醇。


4.根据权利要求1所述的无油相液体减阻剂，其特征在于，所述分散剂为分子量为200～1000的聚乙二醇、分子量为400～1000的聚丙二醇。


5.一种包含如权利要求1所述的无油相液体减阻剂的全程滑溜水压裂液，其特征在于，由滑溜水压裂液A和滑溜水压裂液B组成；其中，滑溜水压裂液A由以质量分数计的0.05％～0.1％无油相液体减阻剂、0.2％～2％粘土稳定剂、1％～3％氯化钾和余量为水构成，各组分的质量分数之和为100％；滑溜水压裂液B由以质量分数计的0.2％～1％无油相液体减阻剂、0.2％～2％粘土稳定剂、1％～3％氯化钾和余量为水构成，各组分的质量分数之和为100％。

【专利技术属性】
技术研发人员：邹鹏，张曙光，张世林，王林，刘林，黄其，李楠，邵俊龙，黄峰，邹春凤，杨秋梅，齐安华，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12