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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深层/超深层油气藏压裂液领域,具体涉及一种贻贝仿生耐温抗盐增稠剂及其制备方法和冻胶压裂液及其制备方法及应用。
技术介绍
1、随着勘探开发程度不断深入,油气勘探开发由中浅层向深层和超深层发展。深层/超深层油气资源是我国未来油气勘探开发和增储上产的重点突破领域。压裂是实现超深层油气高效开发的重要手段,但超深层压裂面临的超高温条件对压裂液提出了新的挑战。超深层压裂开发伴有超高温苛刻条件,对压裂液性能提出了更高的要求。采用具有空间网络结构的冻胶压裂液是最常用的提升压裂液耐温耐剪切的方法。稠化剂是冻胶压裂液的关键材料之一,其主要作用是保持工作条件下压裂液体系黏度,并赋予体系一定井筒减阻和储层携砂的能力。常规压裂液增稠剂在高温条件下易分解破坏,使得体系失稳黏度迅速下降,达不到压裂施工技术要求。
2、目前国内外常用的水基压裂液耐高温增稠剂主要有胍胶及衍生物、黏弹性表面活性剂和合成聚合物。
3、胍胶及其衍生物方面:cn112111264b公开了一种瓜尔胶接枝共聚物纳米复合冻胶压裂液及其制备方法,该压裂液包括以下质量百分比组分:瓜尔胶接枝共聚物稠化剂0.4-1.2%、纳米材料0.05-0.5%和交联剂0.2-1%,余量为水;所述瓜尔胶接枝共聚物稠化剂由以下重量份的组分合成:瓜尔胶或瓜尔胶衍生物2-10份、丙烯酰胺类单体5-25份、引发剂0.1-2份和水800-1500份,在瓜尔胶半刚性大分子链上引入亲水的柔性聚合物支链,再以其作为稠化剂,添加纳米材料分散液,在交联剂的作用下制备纳米复合冻胶压裂液。该压裂液在1
4、黏弹性表面活性剂方面:黏弹性表面活性剂压裂液通过黏弹性表面活性剂和反离子间强相互作用形成胶束,使体系具有优异的黏弹特性和携砂性能。cn114805115a公开了一种耐温型双羟基阳离子粘弹性表面活性剂及其制备方法、压裂液及其应用,以耐温型双羟基阳离子粘弹性表面活性剂作为增稠剂的清洁压裂液,在表面活性剂加量为5wt%时,在220℃、170s-1条件下剪切2h后黏度维持在30mpa·s。cn113600095a公开了一种β-cd双子粘弹性表面活性剂及其制备方法和耐温抗盐清洁压裂液,用3%稠化剂+3%nasal配制的清洁压裂液在120℃、170s-1条件下剪切90min体系保留黏度约为100mpa·s。现有提高表面活性剂压裂液耐温性主要通过研发结构复杂的黏弹性表面活性剂,大多数仅能应用于中高温储层,且普遍存在工业化生产困难、稠化剂用量大、成本高等问题。
5、合成聚合物方面:合成聚合物所含有的c-c键能更大,分子链不易在高温条件下发生断裂。目前应用于高温储层水力压裂的主要为以聚丙烯酰胺为主链的多元共聚物,在增稠性、破胶性、耐温性以及降低残渣伤害上均具有优异表现。cn115074106b公开了一种冻胶压裂液及其制备方法,该冻胶压裂液包含稠化剂、交联剂和水,其中,所述稠化剂包含丙烯酰胺、磺酸类单体、促进单体、增强单体、1-异丙烯基-2-苯并咪唑酮,其中促进单体为乙烯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷和/或烯丙氧基-叔丁基-二甲基硅烷,增强单体为2-(二异丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯和/或2-羰基-四氢呋喃-3-羟基-甲基丙烯酸酯。该稠化剂为五元共聚物,甚至为七元共聚物,结构过于复杂。cn114621743a公开了一种缓交联耐温耐盐聚合物冻胶压裂液及其制备方法和应用,该压裂液包含聚合物稠化剂、交联剂、破胶剂、助排剂、黏土稳定剂和水,其稠化剂为丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、乙烯基咪唑合成的四元共聚物,稠化剂为0.6%加量下,170s-1,160℃下剪切2h,保留黏度约为50mpa·s。
6、以合成多元共聚物为增稠剂的冻胶压裂液是国内外应对超高温储层压裂的主要方式,主要依靠高浓度增稠剂、交联剂构筑高强度冻胶应对超高温挑战,随之带来破胶困难、返排率低、储层伤害高、成本控制难的问题。
7、耐超高温增稠剂研发是实现超深层油气藏高效开发的基础性问题。为了满足超深层压裂液耐温耐剪切需求,合成聚合物通常被设计为多官能团多功能单体共聚的复杂分子结构,例如五元甚至是七元共聚物。复杂的分子结构不利于增稠剂的工业化放大生产,导致增稠剂产率低、成本高、质量稳定性差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有冻胶压裂液在应用于超深层油气藏压裂过程中,耐温有限且合成聚合物增稠剂结构复杂的问题,提供一种贻贝仿生耐温抗盐增稠剂及其制备方法和冻胶压裂液及其制备方法及应用,该冻胶压裂液具有共价-非共价多重聚合物网络,具有优异耐温抗盐性和剪切恢复性。
2、为了实现上述目的,本专利技术一方面提供一种贻贝仿生耐温抗盐增稠剂,其中,所述增稠剂含有式(a)至式(f)所示的结构单元;
3、
4、其中,m为52-63,x为2-7,y为4-12,z为8-16。
5、本专利技术第二方面提供了一种贻贝仿生耐温抗盐增稠剂的制备方法,其中,所述的制备方法包括:
6、(1)在黄原酸酯类水溶性大分子链转移剂存在下,将丙烯酰胺、丙烯酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-丙烯酰胺基多巴胺和水接触,进行可逆加成-裂解链转移聚合反应,得到第一反应体系;
7、(2)在水浴条件下,将所述第一反应体系与引发剂接触进行加热反应,得到第二反应体系;
8、(3)将所述第二反应体系进行清洗和真空干燥处理后,得到贻贝仿生耐温抗盐增稠剂。
9、本专利技术第三方面提供了一种由前述所述的制备方法制备得到的贻贝仿生耐温抗盐增稠剂。
10、本专利技术第四方面提供了一种冻胶压裂液的制备方法,其中,所述的制备方法包括:
11、s201:将贻贝仿生耐温抗盐增稠剂与水接触,得到反应体系s201;其中,所述贻贝仿生耐温抗盐增稠剂为前述所述的贻贝仿生耐温抗盐增稠剂;
12、s202:在搅拌条件下,将所述反应体系s201与交联剂接触进行溶解和老化反应,得到冻胶压裂液。
13、本专利技术第五方面提供了一种由前述所述的制备方法制备得到的冻胶压裂液。
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【技术保护点】
1.一种贻贝仿生耐温抗盐增稠剂,其特征在于,所述增稠剂含有式(a)至式(f)所示的结构单元;
2.根据权利要求1所述的增稠剂,其中,m为58-63,x为4-7,y为5-10,z为8-10。
3.根据权利要求1或2所述的增稠剂,其中,所述增稠剂具有式(1)所示的结构;
4.一种贻贝仿生耐温抗盐增稠剂的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,丙烯酰胺、丙烯酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-丙烯酰胺基多巴胺的用量的摩尔比为(63-75):(3-8):(5-15):(10-20);
6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其中,所述链转移剂具有式(2)所示的通式:
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的制备方法,其中,所述链转移剂的制备方法包括:
8.根据权利要求7所述的制备方法,其中,2-溴丙酸甲酯、乙基黄原酸钾的用量的摩尔比为(4-6):(5-7);
9.一种由权利要求4-8中任意一项所述的制备方法制备得到的贻贝仿生耐温抗盐增稠剂。
...【技术特征摘要】
1.一种贻贝仿生耐温抗盐增稠剂,其特征在于,所述增稠剂含有式(a)至式(f)所示的结构单元;
2.根据权利要求1所述的增稠剂,其中,m为58-63,x为4-7,y为5-10,z为8-10。
3.根据权利要求1或2所述的增稠剂,其中,所述增稠剂具有式(1)所示的结构;
4.一种贻贝仿生耐温抗盐增稠剂的制备方法,其特征在于,所述的制备方法包括:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,丙烯酰胺、丙烯酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-丙烯酰胺基多巴胺的用量的摩尔比为(63-75):(3-8):(5-15):(10-20);
6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其中,所述链转移剂具有式(2)所示的通式:
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的制备方法,其中,所述链转移...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵明伟,徐忠正,戴彩丽,李琳,吴一宁,马振峰,高明伟,
申请(专利权)人:中国石油大学华东,
类型:发明
国别省市:
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