一种压裂液增稠剂、驱油压裂液及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种压裂液增稠剂和驱油压裂液及它们在油气开采中的应用。本发明专利技术的压裂液增稠剂包括单体a、单体b、单体c与任选的单体d经聚合反应得到的聚合反应产物，其中，所述单体a为丙烯酰胺，所述单体b为2

【技术实现步骤摘要】
一种压裂液增稠剂、驱油压裂液及应用


[0001]本专利技术属于油气开采压裂液
，具体涉及一种压裂液增稠剂、一种驱油压裂液及它们在油气开采中的应用。

技术介绍

[0002]储层改造施工中，压裂液起到传递压力和运输支撑剂的作用。施工结束后，破胶液返排回到地表。通常情况下，会有部分破胶生成的残渣留在地层中。这些残渣的主要来源有压裂液基液、各种添加剂以及压裂液冲刷下来的储层固相小颗粒等。压裂液残渣在储层表面可聚集形成滤饼，起到降低压裂液滤失，保护储层的作用。但较小粒径的残渣可侵入孔吼，降低储层渗透率，引起储层伤害从而影响油气生产。储层孔喉较为细小，极易受到外来流体的污染，因此，在压裂增产施工过程中，应选择合适的压裂液体系以避免其对地层造成二次伤害，从而提高压裂施工的效率，以确保致密油气藏的高效合理开发。
[0003]在页岩油气开采中，由于页岩气层岩石结构致密，渗透率低，开采难度大，通常需要压裂增产。水基压裂液粘度大，摩阻低，在压裂施工时可压开地层，形成复杂裂缝并携带大量支撑剂进入裂缝，从而形成通道，达到富集油气的目的。常规储集岩中孔喉直径一般大于2μm，而致密砂岩孔喉直径为2～0.3μm，致密页岩的孔喉直径更是低至0.1μm。传统的植物胶或聚合物压裂液价格低廉，应用广泛，然而分子水合半径大，难以进入细小孔喉，因而驱油效果不佳。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，为降低压裂过程中的储层伤害并提高驱油效率，本专利技术提供了一种压裂液增稠剂，进而提供了一种压裂液及它们在油气开采特别是页岩油气开采中的应用。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种压裂液增稠剂，其包括单体a、单体b、单体c与任选的单体d经聚合反应得到的聚合反应产物，其中，所述单体a为丙烯酰胺，所述单体b为2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙基磺酸，所述单体c为丙烯酸，所述单体d包含单体d1和/或单体d2，所述单体d1选自烯基磺酸钠中的至少一种，所述单体d2选自如下式I所示化合物中的至少一种，
[0006][0007]式I中，R为烷基。
[0008]根据本专利技术的一些实施方式，式I中，R为C
12
‑
C
16
的烷基。在一些实施例中，R为C
12
‑
C
16
的直链烷基。
[0009]根据本专利技术的一些实施方式，所述烯基磺酸钠为C
12
‑
C
16
的烯基磺酸钠。
[0010]根据本专利技术的一些实施方式，所述烯基磺酸钠为C
12
‑
C
16
的直链烯基磺酸钠。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述烯基磺酸钠中烯基位于其主链上远离磺酸基的端基，例如所述烯基磺酸钠为11
‑
十二烯基磺酸钠、13
‑
十四烯基磺酸钠、15
‑
十六烯基磺酸钠。
[0012]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚合反应产物的数均分子量为15
‑
40万，优选为20
‑
30万。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚合反应中，单体a的用量为60
‑
90重量份，单体b的用量为1
‑
5重量份，单体c的用量为1
‑
5重量份，单体d的用量为0
‑
30重量份。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述单体a和单体d的总重量与单体b的重量比为(15
‑
90)：1，优选为(15
‑
50)：1，更优选为(15
‑
20)：1。在一些实施例中，所述单体a和单体d的总重量与单体b的重量比为18：1。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述单体a和单体d的总重量与单体c的重量比为(15
‑
90)：1，优选为(15
‑
50)：1，更优选为(15
‑
20)：1。在一些实施例中，所述单体a和单体d的总重量与单体b的重量比为18：1。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述单体a与所述单体d的质量比为(2
‑
8):1。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述单体b和单体c的重量比为(0.2
‑
5):1，优选为(0.5
‑
2)：1。在一些实施例中，所述单体b和单体c的重量比为1:1。
[0018]根据本专利技术的一些优选的实施方式，单体d包含单体d1和单体d2的混合物。
[0019]根据本专利技术的一些优选的实施方式，单体d中单体d1和单体d2的质量比为(0.2
‑
5):1，优选为(0.5
‑
2)：1。在一些实施例中，单体d中单体d1和单体d2的质量比为1:1。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚合反应在引发剂的存在下进行。
[0021]根据本专利技术，所述引发剂的选择范围较宽，以能引发所述单体a、单体b、单体c与任选的单体d进行共聚反应为准，可以采用本领域已知的引发剂进行。在一些优选的实施方式中，所述引发剂选自氧化还原类引发剂中的至少一种。
[0022]根据本专利技术的一些优选的实施方式，所述引发剂选自过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种。
[0023]根据本专利技术的一些优选的实施方式，所述引发剂的用量以单体a、单体b、单体c、单体d的总质量计为0.8
‑
1.2wt％。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述增稠剂包括如下式II所示化合物中的至少一种，
[0025][0026]其中，x:y:z:p:w＝1
‑
5:7:85
‑
120:1
‑
5:2.5，n＝10
‑
14，R为C
12
‑
C
16
的烷基。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，式II中x为1
‑
5，y为7，z为85
‑
120，p为1
‑
5，w为2.5。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，式II所示化合物的数均分子量为150000
‑
400000。
[0029]根据本专利技术，式II所示化合物为单体a、单体b、单体c与单体d的共聚反应产物。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚合反应的温度为20
‑
30℃。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚合反应的时间为6
‑
8h。
[0032]根据本专利技术的一些实施方式，所述聚合反应包括在反应前去除体系中的溶解氧。此操作可采用本领域常用方法进行，例如在搅拌条件下向体系通氮气以去除溶解的氧气，所述搅拌可采用磁力搅拌。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂液增稠剂，其包括单体a、单体b、单体c与任选的单体d经聚合反应得到的聚合反应产物，其中，所述单体a为丙烯酰胺，所述单体b为2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙基磺酸，所述单体c为丙烯酸，所述单体d包含单体d1和/或单体d2，所述单体d1选自烯基磺酸钠中的至少一种，所述单体d2选自如下式I所示化合物中的至少一种，式I中，R为烷基，优选为C
12
‑
C
16
的烷基。2.根据权利要求1所述的增稠剂，其特征在于，所述烯基磺酸钠为C
12
‑
C
16
的烯基磺酸钠，优选为C
12
‑
C
16
的直链烯基磺酸钠。3.根据权利要求1或2所述的增稠剂，其特征在于，所述聚合反应产物的数均分子量为15
‑
40万，优选为20
‑
30万。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的增稠剂，其特征在于，所述聚合反应中，单体a的用量为60
‑
90重量份，单体b的用量为1
‑
5重量份，单体c的用量为1
‑
5重量份，单体d的用量为0
‑
30重量份；优选地，单体d包含单体d1和单体d2的混合物，优选其中单体d1和单体d2的质量比为(0.2
‑
5):1，更优选为(0.5
‑
2)：1。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的增稠剂，其特征在于，所述聚合反应在引发剂的存在下进行，优选所述引发剂选自氧化还原类引发剂中的至少一种，例如过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种，优选所述引发剂的用量以单体a、单体b、单...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，姚奕明，沈子齐，贾文峰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：