一种复合二氧化碳压裂液及其制备方法技术

本申请公开了一种复合二氧化碳压裂液及其制备方法，属于二氧化碳压裂技术领域。按重量份数计，所述压裂液包括气态二氧化碳10

【技术实现步骤摘要】
一种复合二氧化碳压裂液及其制备方法


[0001]本申请涉及一种复合二氧化碳压裂液及其制备方法，属于二氧化碳压裂


技术介绍

[0002]我国石油天然气资源的特点之一是低渗透油气层分布广，通常采用压裂手段来提高低渗透油藏资源的开采量，现有的水基压裂液在使用过程中会存在返排低、污染高等缺点，主要表现在水基压裂液在压裂过程中一部分会滞留在地层内部，对地层产生封锁，从而降低油气的增产效果。
[0003]以液化二氧化碳为基础的复合压裂液，能够克服水基压裂液的缺点，可以用于对低渗透、低压或水敏性的油气藏进行压裂开采，能够降低对地层的伤害，然而现有的二氧化碳压裂液的粘度较低且配方复杂，需要加入较多的稳泡剂才能稳定压裂液的压裂性能。目前使用的稠化剂主要以胍胶为主，在二氧化碳中的溶解性能差，存在较多不溶物，并且导致压裂液的耐温性和耐剪切性能变差，在使用上受到很大的限制。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，提供了一种复合二氧化碳压裂液，该压裂液由气态二氧化碳、稠化剂和液态二氧化碳组成，配方简单，便于现场施工，对地层伤害小，并且本申请的稠化剂由第一单体和第二单体聚合而成，在二氧化碳中的溶解性好，具有优异的携砂能力，可显著提高压裂液的耐温性和耐剪切性。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种复合二氧化碳压裂液，按重量份数计，所述压裂液包括气态二氧化碳10
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20份、稠化剂0.1
‑
2份、乙醇0.2
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4份和液态二氧化碳80
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100份，将所述气态二氧化碳、乙醇和稠化剂混合形成泡沫基液后再加入所述液态二氧化碳形成所述压裂液；所述稠化剂由第一单体和第二单体聚合得到，其中第一单体由N,N
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二乙基
‑2‑
氯乙酰胺、4
‑
羟丁基乙烯基醚和1,4
‑
丁磺酸内酯反应得到，第二单体由9
‑
癸烯醛和卞胺反应得到。
[0006]可选地，所述稠化剂的制备方法包括下述步骤：（1）将重量比为（0.85
‑
1）：1的N,N
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二乙基
‑2‑
氯乙酰胺和4
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羟丁基乙烯基醚反应后得到中间体A，再将重量比为1：（1.3
‑
1.5）的中间体A和1,4
‑
丁磺酸内酯反应得到第一单体；（2）将重量比为（1.1
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1.3）：1的9
‑
癸烯醛和卞胺反应后得到第二单体；（3）将重量比为（2
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5）：（1
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3）的第一单体和第二单体聚合反应至少5h，即得所述稠化剂。
[0007]可选地，所述N,N
‑
二乙基
‑2‑
氯乙酰胺和4
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羟丁基乙烯基醚的重量比为0.9：1；所述中间体A和1,4
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丁磺酸内酯的重量比为1：1.5；
所述9
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癸烯醛和卞胺的重量比为1.2：1；第一单体与第二单体的重量比为4：1。
[0008]可选地，步骤（1）中，所述中间体A的反应步骤为：先将所述N,N
‑
二乙基
‑2‑
氯乙酰胺溶于第一溶剂中得到溶液Ⅰ，再将4
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羟丁基乙烯基醚溶于第二溶剂中得到溶液Ⅱ，向所述溶液Ⅱ中滴加所述溶液Ⅰ，在冰水浴下反应3h以上，纯化干燥后即得所述中间体A。
[0009]可选地，所述第一溶剂选自二氯乙烷、吡啶和苯中的至少一种，优选为吡啶，所述第二溶剂选自二氯乙烷、吡啶和苯中的至少一种，优选为吡啶。
[0010]可选地，步骤（1）中，所述第一单体的反应步骤为：将所述中间体A和1,4
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丁磺酸内酯溶于第三溶剂中，在60
‑
100℃下反应至少5h后得到所述第一单体。
[0011]所述第三溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇和丙酮中的至少一种。
[0012]可选地，步骤（2）中，所述第二单体的反应步骤为：将所述9
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癸烯醛和卞胺溶于第四溶剂中，加入冰乙酸在20
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40℃下反应2
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3h得到所述第二单体。
[0013]可选地，所述第四溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚和丙酮中的至少一种。
[0014]可选地，步骤（3）的反应步骤为：将所述第一单体和第二单体溶于第五溶剂中，升温至80
‑
90℃，加入引发剂，反应至少3h，经纯化干燥后得所述稠化剂。
[0015]可选地，所述第五溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、乙酸乙酯、N,N
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二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、正己烷、石油醚、苯和甲苯中的至少一种。
[0016]可选地，所述压裂液还包括起泡剂0.5
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1份，所述起泡剂由重量比为1：（1.05
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1.2）的N
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乙烯基吡咯烷酮和过氧化氢反应得到。
[0017]可选地，所述起泡剂的反应步骤为：将N
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乙烯基吡咯烷酮溶于第六溶剂中，加入乙二胺四乙酸二钠，升温至60
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70℃，加入过氧化氢后反应1
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3h，然后继续升温至75
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85℃，反应2
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5h后得到所述起泡剂。
[0018]可选地，所述第六溶剂选自水、甲醇、乙醇、异丙醇和乙醚中的至少一种。
[0019]根据本申请的另一个方面，提供了一种上述任一项所述的复合二氧化碳压裂液的制备方法，该方法包括下述步骤：S1：分别称取上述比例的气态二氧化碳、稠化剂、乙醇和液态二氧化碳；S2：将所述稠化剂分散在乙醇中，之后加入气态二氧化碳混合，搅拌得到泡沫基液；S3：将所述泡沫基液降温至10
‑
35℃，在6.5MPa
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7.5 MPa压力下，向所述泡沫基液加入液态二氧化碳，搅拌混合即得所述复合二氧化碳压裂液。
[0020]优选的，该方法包括下述步骤：S1：分别称取气态二氧化碳、稠化剂、起泡剂、乙醇和液态二氧化碳；S2：将所述稠化剂分散在乙醇中，之后加入起泡剂和气态二氧化碳混合，搅拌得到泡沫基液；S3：将所述泡沫基液降温至10
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35℃，在6.5MPa
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7.5 MPa压力下，向所述泡沫基液中加入液态二氧化碳，搅拌混合即得所述复合二氧化碳压裂液。
[0021]本申请的有益效果包括但不限于：1．根据本申请的复合二氧化碳压裂液，纯液态二氧化碳的粘度低，加入稠化剂能够增加液态二氧化碳的粘度，稠化剂和气态二氧化碳先形成泡沫基液，该泡沫基液的泡沫稳定性好，与液态二氧化碳共同形成粘度较高的压裂液，提高压裂液的携砂量，带动支撑剂到达地层，保证油气开采通道的畅通。
[0022]2．根据本申请的复合二氧化碳压裂液，稠化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合二氧化碳压裂液，其特征在于，按重量份数计，所述压裂液包括气态二氧化碳10
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20份、稠化剂0.1
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2份、乙醇0.2
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4份和液态二氧化碳80
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100份，将所述气态二氧化碳、乙醇和稠化剂混合形成泡沫基液后再加入所述液态二氧化碳形成所述压裂液；所述稠化剂由第一单体和第二单体聚合得到，其中第一单体由N,N
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二乙基
‑2‑
氯乙酰胺、4
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羟丁基乙烯基醚和1,4
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丁磺酸内酯反应得到，第二单体由9
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癸烯醛和卞胺反应得到。2.根据权利要求1所述的复合二氧化碳压裂液，其特征在于，所述稠化剂的制备方法包括下述步骤：（1）将重量比为（0.85
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1）：1的N,N
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二乙基
‑2‑
氯乙酰胺和4
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羟丁基乙烯基醚反应后得到中间体A，再将重量比为1：（1.3
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1.5）的中间体A和1,4
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丁磺酸内酯反应得到第一单体；（2）将重量比为（1.1
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1.3）：1的9
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癸烯醛和卞胺反应后得到第二单体；（3）将重量比为（2
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5）：（1
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3）的第一单体和第二单体聚合反应至少5h，即得所述稠化剂。3.根据权利要求2所述的复合二氧化碳压裂液，其特征在于，所述N,N
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二乙基
‑2‑
氯乙酰胺和4
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羟丁基乙烯基醚的重量比为0.9：1；所述中间体A和1,4
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丁磺酸内酯的重量比为1：1.5；所述9
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癸烯醛和卞胺的重量比为1.2：1；第一单体与第二单体的重量比为4：1。4.根据权利要求2所述的复合二氧化碳压裂液，其特征在于，步骤（1）中，所述中间体A的反应步骤为：先将所述N,N
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二乙基
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氯乙酰胺溶于第一溶剂中得到溶液Ⅰ，再将4
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔仕章，宋新旺，崔盈贤，刘小芳，郑志微，
申请(专利权)人：德仕能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：