一种具有自修复功能的双疏型压裂液增稠剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有自修复功能的双疏型压裂液增稠剂及其制备方法，属于石油技术领域。所述压裂液增稠剂由水、乙烯基吡咯烷酮、阴离子单体溶液、含疏水基单体、含磺酸基低聚物、醇类聚合物和聚合助剂制备得到；阴离子单体溶液为2

【技术实现步骤摘要】
一种具有自修复功能的双疏型压裂液增稠剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及石油
，尤其涉及油田用助剂，具体涉及一种具有自修复功能的双疏型压裂液增稠剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]近几年随着非常规油气藏的开发，压裂成为油气井增产的一种重要手段，在现场得到了广泛的应用。对于那些投产初期产量很低甚至没有产量的油气井，经过压裂增产改造后，具备了一定的生产价值和经济效益。压裂液作为水力压裂改造油气储层过程当中的工作液，它性能的好坏直接影响着压裂施工的成败和压后储层增产效果。随着石油勘探技术的进步，油气资源的开发不断向纵深发展，钻井越来越深，这就造成需要改造的储层温度也越来越高。因此为了匹配高温储层的压裂改造，这就对压裂液增稠剂的耐温耐剪切性能提出了更高的要求，要求在高温、高矿化度的储层下仍具有良好的粘弹性。而目前的压裂液增稠剂多表现为受高温、高矿化度影响大，受剪切影响大，耐温耐盐性能较差以及耐剪切性能较差等缺陷。
[0003]因此，非常有必要提供一种具有自修复功能的双疏型压裂液增稠剂及其制备方法。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的一个或者多个技术问题，本专利技术提供了一种具有自修复功能的双疏型压裂液增稠剂及其制备方法。本专利技术中的压裂液增稠剂具有优良的抗盐性能和耐温性能，在高矿化度盐水下中具有较高粘度，粘度均在165mPa
·
s以上；在高剪切作用后粘度有所下降，但当剪切作用消失后粘度恢复正常，具有自修复特性。
[0005]本专利技术在第一方面提供了一种具有自修复功能的双疏型压裂液增稠剂，所述双疏型压裂液增稠剂通过以下组分制备得到：水、乙烯基吡咯烷酮、阴离子单体溶液、含疏水基单体、含磺酸基低聚物、醇类聚合物和聚合助剂；所述阴离子单体溶液为2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸和碱的中和液；所述含疏水基单体为丙烯酸N,N
‑
二乙基氨基乙酯和/或甲基丙烯酸二乙氨基乙酯；所述含磺酸基低聚物为含磺酸基单体与十六烷基甲基二烯丙基氯化铵的聚合物，所述含磺酸基单体为2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸和/或对苯乙烯磺酸钠。
[0006]优选地，制备所述双疏型压裂液增稠剂的各组分的用量以重量份数计为：水500
‑
613份、乙烯基吡咯烷酮10
‑
25份、阴离子单体溶液75
‑
85份、含疏水基单体2
‑
8份、含磺酸基低聚物150
‑
200份、醇类聚合物150
‑
175份和聚合助剂0.05
‑
0.15份。
[0007]优选地，所述阴离子单体溶液由以重量百分含量计的2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸40%
‑
50%、氢氧化钠7.5%
‑
10%和水40%
‑
52.5%制备而成；和/或所述阴离子单体溶液采用如下方式制备而成：往水中加入2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸，待所述2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸完全溶解后加入氢氧化钠进行中和，得到所述阴离子单体溶液。
[0008]优选地，所述阴离子单体溶液的pH为6.9
‑
7.2；和/或所述含磺酸基低聚物的表观
粘度为15000
‑
35000cp。
[0009]优选地，所述含磺酸基低聚物采用如下方式制备而成：（a）用水将含磺酸基单体和十六烷基甲基二烯丙基氯化铵溶解，得到混合液，然后调节所述混合液的pH为6.9
‑
7.0；（b）将步骤（a）中pH为6.9
‑
7.0的混合液通氮除氧，然后加入乙二胺四乙酸二钠、次磷酸钠、过氧化氢和抗坏血酸引发聚合反应，得到含磺酸基低聚物。
[0010]优选地，在步骤（b）中，通氮除氧的时间为40
‑
50min在步骤（b）中，引发聚合反应的温度为20
‑
25℃；和/或在步骤（b）中，在引发聚合反应后，使所述聚合反应自然升温，在聚合反应体系的温度不再上升后再在70
‑
75℃保温2
‑
3h，聚合反应结束。
[0011]优选地，制备所述含磺酸基低聚物的各组分的用量以重量份数计为：水549.5
‑
647份、含磺酸基单体200
‑
250份、十六烷基甲基二烯丙基氯化铵0.5
‑
3份、乙二胺四乙酸二钠0.03
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0.08份、次磷酸钠0.05
‑
0.08份、过氧化氢0.01
‑
0.04份和抗坏血酸0.02
‑
0.08份。
[0012]优选地，所述醇类聚合物为聚乙二醇；和/或所述聚合助剂包含以重量份数计的螯合剂0.05
‑
0.1份、氧化剂0.002
‑
0.008份和还原剂0.002
‑
0.008份，所述螯合剂为氨基三乙酸和/或二亚乙基三胺五乙酸，所述氧化剂为过氧乙酸，所述还原剂为亚硫酸钠和/或亚硫酸氢钠。
[0013]本专利技术在第二方面提供了本专利技术在第一方面所述的具有自修复功能的双疏型压裂液增稠剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：（1）用水将乙烯基吡咯烷酮、阴离子单体溶液、含疏水基单体和醇类聚合物溶解，得到混合溶液，然后往所述混合溶液中加入含磺酸基低聚物并混合均匀，得到待聚合溶液；（2）将所述待聚合溶液通氮除氧，然后加入聚合助剂引发聚合反应，制得具有自修复功能的双疏型压裂液增稠剂。
[0014]优选地，在进行步骤（2）之前，先将步骤（1）得到的所述待聚合溶液的pH调节为6
‑
8；在步骤（2）中，引发聚合反应的温度为20
‑
25℃；和/或在步骤（2）中，进行聚合反应的温度为65
‑
70℃，进行聚合反应的时间为5
‑
8h。
[0015]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：（1）本专利技术中的压裂液增稠剂是一种含双疏水基团、具有自修复功能的水包水型增稠剂，由水、乙烯基吡咯烷酮、阴离子单体溶液、含疏水基单体、含磺酸基低聚物、醇类聚合物和聚合助剂制备所得；本专利技术中的压裂液增稠剂的制备组分中不含有在高温下发生水解的丙烯酰胺，而乙烯基吡咯烷酮的引入可以使得本专利技术中的压裂液增稠剂在较大的温度范围内其性能基本保持不变。
[0016]（2）本专利技术中的压裂液增稠剂的制备组分中由于含磺酸基低聚物和含疏水基单体的存在，使得压裂液增稠剂聚合物含不同结构的疏水微区，使得所得压裂液增稠剂在静态或低剪切作用下具有高粘度，在高剪切作用下表现为粘度下降，而当剪切作用消失后粘度又能恢复正常，基本能恢复高剪切作用之前的粘度，赋予了本专利技术中的压裂液增稠剂自修本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自修复功能的双疏型压裂液增稠剂，其特征在于，所述双疏型压裂液增稠剂通过以下组分制备得到：水、乙烯基吡咯烷酮、阴离子单体溶液、含疏水基单体、含磺酸基低聚物、醇类聚合物和聚合助剂；所述阴离子单体溶液为2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸和碱的中和液；所述含疏水基单体为丙烯酸N,N
‑
二乙基氨基乙酯和/或甲基丙烯酸二乙氨基乙酯；所述含磺酸基低聚物为含磺酸基单体与十六烷基甲基二烯丙基氯化铵的聚合物，所述含磺酸基单体为2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸和/或对苯乙烯磺酸钠。2.根据权利要求1所述的双疏型压裂液增稠剂，其特征在于：制备所述双疏型压裂液增稠剂的各组分的用量以重量份数计为：水500
‑
613份、乙烯基吡咯烷酮10
‑
25份、阴离子单体溶液75
‑
85份、含疏水基单体2
‑
8份、含磺酸基低聚物150
‑
200份、醇类聚合物150
‑
175份和聚合助剂0.05
‑
0.15份。3.根据权利要求1或2所述的双疏型压裂液增稠剂，其特征在于：所述阴离子单体溶液由以重量百分含量计的2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸40%
‑
50%、氢氧化钠7.5%
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10%和水40%
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52.5%制备而成；和/或所述阴离子单体溶液采用如下方式制备而成：往水中加入2
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丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸，待所述2
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丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸完全溶解后加入氢氧化钠进行中和，得到所述阴离子单体溶液。4.根据权利要求1或2所述的双疏型压裂液增稠剂，其特征在于：所述阴离子单体溶液的pH为6.9
‑
7.2；和/或所述含磺酸基低聚物的表观粘度为15000
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35000cp。5.根据权利要求1或2所述的双疏型压裂液增稠剂，其特征在于：所述含磺酸基低聚物采用如下步骤制备而成：（a）用水将含磺酸基单体和十六烷基甲基二烯丙基氯化铵溶解，得到混合液，然后调节所述混合液的pH为6.9
‑
7.0；（b）将步骤（a）中pH为6.9

【专利技术属性】
技术研发人员：李金江，于朋朋，许永升，荣洪杰，
申请(专利权)人：山东蓝湾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：