【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于非常规油气田水力压裂领域，具体涉及一种用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系及其制备方法与应用，具有优异的性能、超低伤害性以及极佳的环境友好性。
技术介绍
1、随着经济发展对能源需求量的增加，常规油气资源已不足以满足当今发展的需求；因此，非常规油气资源的开发在某种程度上弥补了该缺口。然非常规油气储层超低渗、低孔隙的物性特征使其开发难度较大，大规模的“体积压裂”技术，成为了开发非常规油气的高效手段。目前，现场为实现大规模体积压裂施工，常采用“一体化”连续混配技术，与传统提前配液置于储罐中不同，“一体化”压裂技术采用现场即配即用方式。由于粉剂压裂液稠化剂与助剂需要一定的时间水化，且容易在水相中集聚形成“鱼眼”，因此，“一体化”连续混配压裂液常采用乳液形式聚合物或将聚合物分散于油相中的悬浮分散体系来配制压裂。现场应用发现，乳液形式的聚合物体系有效聚合物成分含量较少，一般不超过30％；而以矿物油为分散介质制备的聚丙烯酰胺类聚合物悬浮分散体系，有效固含量可达40％以上，所配制的压裂液破胶后已形成残渣，且环境友好性较差。
技术实现思路
1、为克服上述技术缺陷，并保留聚合物悬浮分散体系的优势，同时避免其配制压裂液造成的残渣伤害，并提高体系的环境友好性，本专利技术的目的之一在于一种用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，以生物质一元醇酯为悬浮分散剂，以聚乳酸、聚乙二醇二酯为稳定剂，以脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酰胺甜菜碱为助剂，将改性羧甲基纤维素钠粉剂与聚丙烯酰胺类粉剂悬浮分散在一元醇
2、该聚合物悬浮分散体系中纯生物质材料占比90％以上，生物质材料包括：改性羧甲基纤维素钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乳酸、聚乙二醇二酯、脂肪酰胺丙基甜菜碱以及一元醇酯；非生物质材料为聚丙烯酰胺类减阻剂、氯化钾以及过硫酸盐，在悬浮分散体系中占比低于10％。
3、具体的，本专利技术提供的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系按重量百分数组成为：
4、改性羧甲基纤维素钠25～45％
5、脂肪醇聚氧乙烯醚5～15％
6、稳定剂3～6％
7、脂肪酰胺丙基甜菜碱5％～10％
8、减阻剂1～5％
9、破胶剂0.5％～2％
10、防膨剂氯化钾2％～5％
11、余量为生物质一元醇酯。
12、进一步地，改性羧甲基纤维素钠，可以是磺酸钠改性羧甲基纤维素钠、羟丙基改性羧甲基纤维素钠或羟乙基羧甲基纤维素钠等，在聚合物悬浮分散体系中总占比25％～45％，取代度0.3～1.8之间，粒径为80～140目，改性羧甲基纤维素钠主要作用为溶于水后水化增稠，且具有较强的抗盐能力。
13、进一步地，脂肪醇聚氧乙烯醚，可以是肉豆蔻醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、硬脂酸聚氧乙烯醚、棕榈酸聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚或其复配体系等，其发挥的主要作用是帮助聚合物粉剂在一元醇酯溶剂中分散，避免团聚，提高聚合物悬浮分散体系溶于水中的速度，同时发挥助排压裂液的作用，在生物质聚合物悬浮分散体系总量中占比5％～15％；
14、进一步地，所述的生物质聚合物悬浮分散体系稳定剂由聚乳酸、聚乙二醇二酯组成，用于提高悬浮分散体系粘度，保证悬浮分散体系长期静置不分层，其中聚乳酸分子量为5000～50000；聚乙二醇二酯成分可以为但不仅限于聚乙二醇二乙酯、聚乙二醇二丁酯、聚乙二醇二异丙酯或聚乙二醇二异辛酯，其中聚乙二醇聚合度为200～2000；二者加量占生物质聚合物悬浮分散体系总量的3％～6％。更进一步的，聚乳酸与聚乙二醇二酯的质量比为1～5:2～3。
15、进一步地，脂肪酰胺丙基甜菜碱，主要发挥转相作用，加速悬浮分散体系中的聚合物与水接触的过程，其可以包括但不仅限于月桂酰胺丙基甜菜碱、棕榈酰胺丙基甜菜碱、油酸酰胺丙基甜菜碱、豆蔻酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱等，其加量占生物质聚合物悬浮分散体系总量的5％～10％。
16、进一步地，减阻剂为聚丙烯酰胺类粉剂，分子量为1000万～1500万，粒径为100～140目，其在总悬浮分散体系中占为1％～5％，其对矿化水的减阻率应在80％以上。
17、进一步地，破胶剂主要为过硫酸盐，在地层高温条件下将高分子聚合物长链结构破坏，其可以包括但不仅限于过硫酸铵、过硫酸钠以及过硫酸钾，其在总悬浮分散体系中占为0.5％～2％。
18、进一步地，氯化钾为防膨剂，其在总悬浮分散体系中占为2％～5％。
19、进一步地，所述生物质一元醇酯是悬浮分散体系的分散介质，其可以是但不仅限于月桂酸异辛酯、豆蔻酸异辛酯、棕榈酸异辛酯、硬脂酸异辛酯、月桂酸异丙酯、豆蔻酸异丙酯或其混合溶剂，其粘度要求在4.5～6.6m2/s，表面张力范围为24～31mn/m，密度为0.8～0.92g/cm3。
20、本专利技术的目的之二在于提供上述用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系的制备方法。
21、具体地，生物质聚合物悬浮分散体系的制备方法如下：将生物质一元醇酯加热至30～100℃，800～900r/min搅拌，加入脂肪醇聚氧乙烯醚、稳定剂、脂肪酰胺丙基甜菜碱，至完全溶解，随后降温至10～40℃，制得悬浮分散体系连续相；提高搅拌速度在900～1000r/min，加入改性羧甲基纤维素钠粉末、减阻剂、破胶剂以及防膨剂，搅拌持续30min～90min，得到生物质聚合物悬浮分散体系。
22、本专利技术的目的之三在于提供上述用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系的应用。
23、具体地，上述生物质聚合物悬浮分散体系在变粘压裂液中的应用方法：配制压裂液的水矿化度范围为0～10×104mg/l，泵注排量为1～20m3/h，在井口根据排量控制聚合物分散体系的滴加速率，使聚合物分散体系在水中的加入量为0.02wt％～0.5wt％，其中0.02wt％～0.06wt％为低粘体系、0.06wt％～0.3wt％为中粘体系、0.1wt％～0.5wt％为高粘体系。
24、本专利技术所提供的生物质聚合物悬浮分散体系具有优良的压裂液助剂功能，同时具备低残渣与环境友好性的特点。悬浮分散体系中90％以上成分来自生物质，高温高压环境下残渣率极低，残渣含量低于5mg/l，岩心伤害率低于5％，对低渗储层伤害极微。各类生物质助剂具有低残渣、低伤害、零污染、耐矿化的特点，其可使用10×104mg/l矿化度地层水直接配液，摆脱对淡水资源的依赖。生物质聚合物悬浮分散体系最高减阻率可达81％，改性纤维素钠充分溶解后，高粘体系在160℃、170s-1剪切速率下，剪切2h后，表观粘度维持在50mpa·s以上，即高温环境下依然具备良好的携砂性能。该技术既满足了超低渗致密油气、页岩气开发对高排量、低伤害、一体化连续配液的需求，又符合“双碳”目标与环境保护政策提倡的利用可再生绿色材料进行生产加工。
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1.一种用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述生物质聚合物悬浮分散体系按重量百分数组成为：
2.根据权利要求1所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述改性羧甲基纤维素钠的取代度0.3～1.8，粒径为80～140目。
3.根据权利要求1所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述稳定剂由聚乳酸和聚乙二醇二酯按质量比1～5:2～3；所述聚乳酸分子量为5000～50000，聚乙二醇聚合度为200～2000。
4.根据权利要求1所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述减阻剂包括聚丙烯酰胺类粉剂，其对矿化水的减阻率在80％以上。
5.根据权利要求4所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，聚丙烯酰胺类粉剂的分子量为1000万～1500万，粒径为100～140目。
6.根据权利要求1所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述破胶剂为过硫酸盐；所述过硫酸盐包括过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。
7.根
8.根据权利要求7所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述生物质一元醇酯包括月桂酸异辛酯、豆蔻酸异辛酯、棕榈酸异辛酯、硬脂酸异辛酯、月桂酸异丙酯、豆蔻酸异丙酯中的一种或多种。
9.一种如权利要求1所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将生物质一元醇酯加热至30～100℃，800～900r/min搅拌，加入脂肪醇聚氧乙烯醚、稳定剂、脂肪酰胺丙基甜菜碱，至完全溶解，随后降温至10～40℃，制得分散体系连续相；提高搅拌速度900～1000r/min，加入改性羧甲基纤维素钠粉末、减阻剂、破胶剂以及防膨剂，搅拌持续30min～90min，得到生物质聚合物悬浮分散体系。
10.一种如权利要求1所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系的应用，其特征在于，配制压裂液的水矿化度范围为10×104mg/L，泵注排量为1～20m3/h，在井口根据排量控制聚合物分散体系的滴加速率，使聚合物分散体系在水中的加入量为0.02wt％～0.5wt％，其中0.02wt％～0.06wt％为低粘体系、0.06wt％～0.3wt％为中粘体系、0.1wt％～0.5wt％为高粘体系。
...【技术特征摘要】
1.一种用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述生物质聚合物悬浮分散体系按重量百分数组成为：
2.根据权利要求1所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述改性羧甲基纤维素钠的取代度0.3～1.8，粒径为80～140目。
3.根据权利要求1所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述稳定剂由聚乳酸和聚乙二醇二酯按质量比1～5:2～3；所述聚乳酸分子量为5000～50000，聚乙二醇聚合度为200～2000。
4.根据权利要求1所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述减阻剂包括聚丙烯酰胺类粉剂，其对矿化水的减阻率在80％以上。
5.根据权利要求4所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，聚丙烯酰胺类粉剂的分子量为1000万～1500万，粒径为100～140目。
6.根据权利要求1所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述破胶剂为过硫酸盐；所述过硫酸盐包括过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。
7.根据权利要求1所述的用于变粘压裂液的生物质聚合物悬浮分散体系，其特征在于，所述生物质一元醇酯的粘度为4.5～6.6m2/s，表面张力为...
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