一种乳液型压裂液降阻剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及低渗油藏原油开发用压裂液降阻剂，具体涉及一种乳液型压裂液降阻剂及其制备方法。该方法包括：将丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸‑2‑羟丙酯、尿素和乙二胺四乙酸二钠混合，溶于水中并用氢氧化钠溶液调节pH形成水相；将双硬脂酸乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵和溶剂油混合形成油相；水相和油相混合加热并通入氮气并加入水溶性引发剂聚合，形成乳液型压裂液降阻剂。该降阻剂具有生产时间短，极大简化了生产工序，降低生产成本；具有较好的耐矿化度性能，耐盐达到120000mg/L以上；同时具有在低浓度下可有效降低压裂液的磨阻，在500ppm浓度时，降阻率达到90％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种乳液型压裂液降阻剂及其制备方法
本专利技术涉及低渗油藏原油开发用压裂液降阻剂，具体涉及一种乳液型压裂液降阻剂及其制备方法。
技术介绍
随着美国页岩气的大规模开发，全球掀起了一场“页岩气革命”，许多国家都启动了页岩气勘探开发计划。目前，我国页岩气领域也掀起了一股投资勘探开采的热潮。页岩属于超低渗透率储层，无法提供经济开采所需的渗流通道，需要通过压裂作业提高储层的导流能力才能达到工业开采的目的。目前，主要采用在水中加入少量降阻剂、支撑剂和一些添加剂构成滑溜水，以滑溜水为工作液的压裂工艺对储层进行压裂。与传统压裂液不同，滑溜水压裂液中聚合物的浓度较低，较传统形成凝胶的压裂液的粘度低。滑溜水压裂液的主要组分是水，由于水是牛顿流体，在高速泵注的条件下，滑溜水压裂液在管道内流动过程中紊流现象严重，流体与管壁之间有较大的摩阻阻力。摩擦阻力阻碍了滑溜水压裂液在管道中的流动，造成管道输量降低和能耗增大。降阻剂是用于降低流体流动阻力的化学助剂。在压裂液中加入少量的高聚物降阻剂，在紊流状态下使压裂液的流动阻力降低。目前，国内油气田在开采过程中主要以线性胶、胍胶或进口降阻剂为主，线性胶、胍胶降阻效率低且地层伤害性大，而进口降阻剂价格昂贵。因此，国内油气田开采急需质优价廉的降阻剂。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种乳液型压裂液降阻剂的制备方法。该方法将丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟丙酯、尿素和乙二胺四乙酸二钠混合，溶于水中并用氢氧化钠溶液调节pH形成水相；将双硬脂酸乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵和溶剂油混合形成油相；水相和油相混合加热并通入氮气并加入水溶性引发剂聚合，制备得到乳液型压裂液降阻剂。本专利技术的目的还在于提供一种采用上述制备方法制备得到的乳液型压裂液降阻剂。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种乳液型压裂液降阻剂的制备方法，包括以下步骤：(1)水相的配制在烧杯中依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟丙酯，其次加入水，加热温度为30～50℃，搅拌速率为200～400rpm，待完全溶解后，加入尿素和乙二胺四乙酸二钠，搅拌10～20min后用氢氧化钠溶液调节水溶液pH至6.5～8.0，最后降至室温形成水相；(2)油相的配制在三口烧瓶中加入双硬脂酸乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵和溶剂油，搅拌速率为300～500rpm，搅拌使其溶解均匀形成油相；(3)乳液型压裂液降阻剂的制备在室温下将步骤(2)中三口烧瓶中的油相的搅拌速度调整至500～700rpm；将步骤(1)配制的水相溶液缓慢加入至上述三口烧瓶中，待完全加入后，继续搅拌形成稳定的反向乳液；随后向三口烧瓶中通入氮气5～20min，随后升温至50～80℃，并加入水溶性引发剂，恒温搅拌3-10h；随后降温，形成乳白色的乳液即为乳液型压裂液降阻剂。上述制备方法中，优选地，所述的丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟丙酯的摩尔比为1:1.2～10:3～15。更加优选地，所述的丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟丙酯的摩尔比为1:5.6:12.5。上述制备方法中，优选地，在步骤(1)中，所述的水用量为丙烯酰胺质量的8～10倍；所述的尿素用量为丙烯酰胺质量的0.01～0.3％。上述制备方法中，优选地，在步骤(1)中，所述的乙二胺四乙酸二钠用量为丙烯酰胺质量的0.01～0.08％；所述的氢氧化钠溶液质量浓度为10～20％。上述制备方法中，优选地，在步骤(2)中，所述的双硬脂酸乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵用量为丙烯酰胺质量的0.02～0.3倍；所述的溶剂油为煤油、白油和柴油中的一种，用量为丙烯酰胺质量的8～20倍。上述制备方法中，优选地，在步骤(3)中，所述的水溶性引发剂为过硫酸钠-亚硫酸钠、过二硫酸钾和过硫酸铵中的一种，用量为丙烯酰胺质量的0.02～0.1％。上述制备方法中，优选地，在步骤(3)中，所述的氮气的通入速度为8-10L/min。本专利技术还提供了利用上述制备方法制备得到的乳液型压裂液降阻剂。所述的乳液型压裂液降阻剂的主剂是由丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟丙酯通过乳液聚合反应生成，分子通式如下：式中，m＝1200～5600；n＝2000～10000；p＝6000～120000。优选地，所述的主剂的分子量为1×106～8×107。所述的聚合物反应方程式如下：同时，本专利技术还提供了上述乳液型压裂液降阻剂的应用。上述应用中，优选地，所述的应用温度为小于95℃。上述应用中，所述的乳液型压裂液降阻剂以水溶液的形式使用，优选地，所述的乳液型压裂液降阻剂使用浓度为500-10000ppm。本专利技术提供的压裂降阻剂，该降阻剂为乳液型，易于在水相中溶解，简化了现场施工工艺；在降阻剂分子上引入两个羟基作为端基，与水形成较强氢键，从而提高了在溶液中的稳定性和溶解性；分子上引入了较长的侧链，侧链的存在使得链与链之间有排斥作用，从而使该剂在常态下较为伸展，在低浓度下就有较大粘度；降阻剂分子所用到的单体均为市售常规单体，主链和侧链结构均为柔性基团，降阻性能好；分子单体均为非离子型单体，有很好的抗金属离子干扰作用。本专利技术与现有技术相比具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术的乳液型压裂液降阻剂在生产过程中只需要一步聚合即得产品，且生产过程时间短，极大简化了生产工序，降低生产成本。(2)本专利技术的乳液型压裂液降阻剂具有较好的耐矿化度性能，耐盐达到150000mg/L以上。(3)本专利技术的乳液型压裂液降阻剂在低浓度下可有效降低压裂液的磨阻，在500ppm浓度时，降阻率达到90％以上。具体实施方式下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本专利技术。应理解，这些实施例只是为了举例说明本专利技术，而非以任何方式限制本专利技术的范围。实施例1：本专利技术提供了一种乳液型压裂液降阻剂的制备方法，具体制备方法如下：(1)水相的配制在烧杯中依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟丙酯，其次加入水，加热温度为30℃，搅拌速率为200rpm，待完全溶解后，加入尿素和乙二胺四乙酸二钠，搅拌10min后用氢氧化钠溶液调节水溶液pH至6.5，最后降至室温形成水相。(2)油相的配制在三口烧瓶中加入双硬脂酸乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵和煤油，搅拌速率为300，搅拌使其溶解均匀形成油相。(3)乳液型压裂液降阻剂的制备在室温下将步骤(2)中三口烧瓶中的油相的搅拌速度调整至500rpm；将步骤(1)配制的水相溶液缓慢加入至上述三口烧瓶中，待完全加入后，继续搅拌形成稳定的反向乳液；随后向三口烧瓶中通入氮气5min，随后升温至50℃，并加入过硫酸钠-亚硫酸钠，恒温搅拌3h；随后降温，形成乳白色的乳液即为乳液型压裂液降阻剂。所述的丙烯酰胺、甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乳液型压裂液降阻剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤：/n(1)水相的配制/n在烧杯中依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟丙酯，其次加入水，加热温度为30～50℃，搅拌速率为200～400rpm，待完全溶解后，加入尿素和乙二胺四乙酸二钠，搅拌10～20min后用氢氧化钠溶液调节水溶液pH至6.5～8.0，最后降至室温形成水相；/n(2)油相的配制/n在三口烧瓶中加入双硬脂酸乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵和溶剂油，搅拌速率为300～500rpm，搅拌使其溶解均匀形成油相；/n(3)乳液型压裂液降阻剂的制备/n在室温下将步骤(2)中三口烧瓶中的油相的搅拌速度调整至500～700rpm；将步骤(1)配制的水相溶液缓慢加入至上述三口烧瓶中，待完全加入后，继续搅拌形成稳定的反向乳液；随后向三口烧瓶中通入氮气5～20min，随后升温至50～80℃，并加入水溶性引发剂，恒温搅拌3-10h；随后降温，形成乳白色的乳液即为乳液型压裂液降阻剂；/n所述的丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟丙酯的摩尔比为1:1.2～10:3～15。/n

【技术特征摘要】
1.一种乳液型压裂液降阻剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤：
(1)水相的配制
在烧杯中依次加入丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟丙酯，其次加入水，加热温度为30～50℃，搅拌速率为200～400rpm，待完全溶解后，加入尿素和乙二胺四乙酸二钠，搅拌10～20min后用氢氧化钠溶液调节水溶液pH至6.5～8.0，最后降至室温形成水相；
(2)油相的配制
在三口烧瓶中加入双硬脂酸乙酯基羟乙基甲基硫酸甲酯铵和溶剂油，搅拌速率为300～500rpm，搅拌使其溶解均匀形成油相；
(3)乳液型压裂液降阻剂的制备
在室温下将步骤(2)中三口烧瓶中的油相的搅拌速度调整至500～700rpm；将步骤(1)配制的水相溶液缓慢加入至上述三口烧瓶中，待完全加入后，继续搅拌形成稳定的反向乳液；随后向三口烧瓶中通入氮气5～20min，随后升温至50～80℃，并加入水溶性引发剂，恒温搅拌3-10h；随后降温，形成乳白色的乳液即为乳液型压裂液降阻剂；
所述的丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟丙酯的摩尔比为1:1.2～10:3～15。


2.根据权利要求1所述的乳液型压裂液降阻剂的制备方法，其特征在于，所述的丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸-2-羟丙酯的摩尔比为1:5.6:12.5。


3.根据权利要求1所述的乳液型压裂液降阻剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的水用量为丙烯酰胺质量的8～10倍；所述的尿素用量为丙烯酰胺质量的0.01～0.3％。


4.根据权利要求1所述的乳液型压裂液降阻剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的乙二胺四乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：任海宁，孙春同，孙永强，韩庆建，任平平，孙志强，
申请(专利权)人：东营施普瑞石油工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37