环保型低温自破胶降阻剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及石油开采领域，公开了一种环保型低温自破胶降阻剂及其制备方法与应用。所述降阻剂包含共聚物、氧化剂和后置还原剂；所述氧化剂选自双氧水和/或过氧化甲乙酮；所述共聚物含有由丙烯酰胺提供的结构单元A和由羧酸单体提供的结构单元B；基于降阻剂的总重量，所述氧化剂的含量为0.08-0.7wt％，优选为0.2-0.25wt％；所述后置还原剂的含量为0.78-2.5wt％，优选为1.5-1.6wt％。该降阻剂能够在保持降阻剂的降阻性能的前提下，在50-60℃较低的地层温度条件下，实现自动均匀破胶，以满足压裂技术的需求。该降阻剂具有无油相、无表面活性剂的环保特性，且显著降低了原料成本以及工艺成本。及工艺成本。及工艺成本。

【技术实现步骤摘要】
环保型低温自破胶降阻剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及石油开采领域，具体地，涉及一种环保型低温自破胶降阻剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]自上世纪中叶以来，水力压裂技术一直是国内外油气开发中的主要增产技术。进入新世纪后，水力压裂技术作为致密砂岩油气、煤层气和页岩油气等非常规资源开发的关键技术，更是受到高度重视。
[0003]非常规资源开发中使用的水基压裂技术主要是滑溜水压裂液体系。滑溜水压裂液主要由降阻剂与其它压裂添加剂构成。滑溜水压裂液高排量压开地层，可形成较长的裂缝；采用高浓度降阻剂的滑溜水可部分代替瓜胶携砂液，实现携砂、铺砂。滑溜水压裂液中使用的降阻剂主要是丙烯酰胺类聚合物，现有技术主要是油包水型的反相乳液型聚丙烯酰胺。其它压裂添加剂包括减少地层贾敏性促进液返排的助排剂、防止黏土膨胀运移的黏土稳定剂，压后水化返排的破胶剂。
[0004]在通常的施工作业中，各种添加剂为液体形态，可使用计量泵自动计量混合泵送。而破胶剂通常为固体颗粒或粉末，施工现场通常没有条件进行固体的计量添加，需要人工添加。这增加了工艺的复杂性、不确定性，同时也造成的极大地人为隐患。在新的降阻剂压裂应用中，降阻剂采用高浓度加量形成携砂液，这为破胶剂提出了更严苛的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有滑溜水压裂液体系中，破胶剂的添加未实现自动化，不能准确添加，易造成破胶效果波动的问题，提供一种环保型低温自破胶降阻剂，及其制备方法与应用，该降阻剂能够在保持降阻剂的降阻性能的前提下，在50-60℃较低的地层温度条件下，实现自动均匀破胶，以满足压裂技术的需求。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种环保型低温自破胶降阻剂，其中，所述降阻剂包含共聚物、氧化剂和后置还原剂；所述氧化剂选自双氧水和/或过氧化甲乙酮；所述共聚物含有由丙烯酰胺提供的结构单元A和由羧酸单体提供的结构单元B；
[0007]基于降阻剂的总重量，所述氧化剂的含量为0.08-0.7wt％，优选为0.2-0.25wt％；所述后置还原剂的含量为0.78-2.5wt％，优选为1.5-1.6wt％。
[0008]本专利技术第二方面提供一种环保型低温自破胶降阻剂的制备方法，其中，所述方法包括：
[0009](1)将聚合单体、稳定剂、氧化剂、析出剂与水均匀混合，得到澄清溶液；
[0010](2)在惰性气氛中，将还原剂与所述澄清溶液混合进行第一反应，得到乳液；
[0011](3)将后置还原剂与所述乳液混合，进行第二反应，得到所述环保型低温自破胶降阻剂。
[0012]本专利技术第三方面提供一种由本专利技术所述的制备方法制得的环保型低温自破胶降
阻剂。
[0013]本专利技术第四方面提供一种本专利技术所述的环保型低温自破胶降阻剂在水基压裂技术，优选为滑溜水压裂体系中的应用。
[0014]通过上述技术方案，本专利技术所提供的环保型低温自破胶降阻剂及其制备方法与应用获得以下有益的效果：
[0015]本专利技术所提供的降阻剂为水包水型降阻剂，与常规油包水降阻剂相比，在保持降阻剂的降阻性能的前提下，在50-60℃较低的地层温度条件下，具有自动均匀破胶的功能。本专利技术所提供的降阻剂省去了压裂作业现场工人施加破胶剂的工艺环节，并节省了破胶剂成本。
[0016]本专利技术同时具有无油相、无表面活性剂的环保性能，也降低了原材料成本和制备成本。
[0017]本专利技术采用双水相反应聚合体系制备降阻剂，其连续相为水相。制备过程中，通过调节氧化剂与还原剂的加料顺序、还原剂的添加速率，使得在降阻剂的制备过程中实现破胶剂的先期加入，与降阻剂共同形成等比例均匀液相。进一步地，后置还原剂的加入能够使降阻剂在较低地层温度下实现自动破胶。从而实现准确计量泵送，形成自携带均匀破胶剂的滑溜水，直接入井，降低了工艺成本。
附图说明
[0018]图1表示实施例1的水基压裂液在60℃下的耐温耐剪切结果。
具体实施方式
[0019]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0020]本专利技术第一方面提供一种环保型低温自破胶降阻剂，其中，所述降阻剂包含共聚物、氧化剂和后置还原剂；所述氧化剂选自双氧水和/或过氧化甲乙酮；所述共聚物含有由丙烯酰胺提供的结构单元A和由羧酸单体提供的结构单元B；
[0021]基于降阻剂的总重量，所述氧化剂的含量为0.08-0.7wt％，优选为0.2-0.25wt％，所述后置还原剂的含量为0.78-2.5wt％，优选为1.5-1.6wt％。
[0022]本专利技术中，专利技术人研究发现，当降阻剂中包含0.08-0.4wt％的氧化剂和0.78-2.5wt％的后置还原剂时，氧化剂与后置还原剂共同作用能够起到破胶剂的作用与功效，使得所述降阻剂能够在50-60℃的地层温度的条件下，具有自动均匀破胶的功能，省去了压裂作业现场工人施加破胶剂的工艺环节，并且能够实现破胶剂与降阻剂的均匀混合以及计量地添加，避免由于破胶剂与降阻剂混合不均或用量波动导致的破胶效果波动的问题。
[0023]本专利技术中，所述双氧水优选为质量浓度为30wt％的双氧水。
[0024]更进一步地，为了进一步改善降阻剂的破胶效果，优选地，相对于降阻剂的总重量，所述氧化剂的含量为0.2-0.25wt％。
[0025]进一步地，相对于降阻剂的总重量，所述后置还原剂的用量为1-2wt％，优选为
1.5-1.6wt％。
[0026]本专利技术中，专利技术人研究发现，采用含有结构单元A和结构单元B的丙烯酰胺共聚物作为本专利技术所述降阻剂的基体材料，能够进一步改善本专利技术所述降阻剂在较低的地层温度下的均匀破胶性能，且具有适当的破胶时间，适用于压裂作业现场的配置与使用。
[0027]具体的，结构单元B的引入，使得制得的降阻剂具有更大的水动力学体积占用，从而可在较低的添加量产生降阻效果。同时，结构单元B与结构单元A的结构相似，使得破胶过程中聚合物的链锁降解可以持续发生。
[0028]为了进一步提高降阻剂在低温条件下的自动破胶效果，专利技术人对共聚物中各结构单元的含量进行了研究，研究发现，当以所述共聚物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为34-95重量％，所述结构单元B的含量为5-66重量％时，制得的降阻剂在低温条件下，更易发生自动破胶。
[0029]根据本专利技术，以所述共聚物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为50-90重量％，所述结构单元B的含量为10-50重量％时，所提供的降阻剂的自动破胶效果更为优异。
[0030]更优选地，以所述共聚物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为60-80重量％，所述结构单元B的含量为20-40重量％。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型低温自破胶降阻剂，其中，所述降阻剂包含共聚物、氧化剂和后置还原剂；所述氧化剂选自双氧水和/或过氧化甲乙酮；所述共聚物含有由丙烯酰胺提供的结构单元A和由羧酸单体提供的结构单元B；基于降阻剂的总重量，所述氧化剂的含量为0.08-0.7wt％，优选为0.2-0.25wt％；所述后置还原剂的含量为0.78-2.5wt％，优选为1.5-1.6wt％。2.根据权利要求1所述的降阻剂，其中，以所述共聚物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为34-95重量％，所述结构单元B的含量为5-66重量％；优选，以所述共聚物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为50-90重量％，所述结构单元B的含量为10-50重量％；更优选，以所述共聚物的总重量为基准，所述结构单元A的含量为60-80重量％，所述结构单元B的含量为20-40重量％；优选地，所述羧酸单体选自丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸钠中的至少一种。3.根据权利要求1所述的降阻剂，其中，所述共聚物的重均分子量为300万-1400万，优选为600万-1000万；所述后置还原剂选自乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的至少一种。4.一种环保型低温自破胶降阻剂的制备方法，其中，所述方法包括：(1)将聚合单体、稳定剂、氧化剂、析出剂与水均匀混合，得到澄清溶液；(2)在惰性气氛中，将还原剂与所述澄清溶液混合进行第一反应，得到乳液；(3)将后置还原剂与所述乳液混合，进行第二反应，得到所述环保型低温自破胶降阻剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，以所述降阻剂的总重量为基准，所述聚合单体的用量为10-30wt％，所述稳定剂的用量为0.3-1.5wt％，所述析出剂的用量为10-25wt％，所述氧化剂的用量为0.1-0.8wt％，所述还原剂的用量0.12-0.38wt％，所述后置还原剂的用量为0.78-2.5wt％；优选，以所述降阻剂的总重量为基准，所述聚合单体的用量为15-25wt％，所述稳定剂的用量为1-1.4wt％，所述析出剂的用量15-20wt％，所述氧化剂的用量为0.15-0.5wt％，所述还原剂的用量0.15-0.3wt％，所述后...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝纶宇，杨金彪，李雅婧，伊卓，刘希，胡晓娜，方昭，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：