CN104610492B - 压裂液用降阻剂及其制备方法、适于页岩气压裂的压裂液 - Google Patents

压裂液用降阻剂及其制备方法、适于页岩气压裂的压裂液 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种压裂液用降阻剂及其制备方法、适于页岩气压裂的压裂液，其中降阻剂的分子式为：

Description

压裂液用降阻剂及其制备方法、适于页岩气压裂的压裂液
技术领域
本发明涉及一种压裂液用降阻剂及其制备方法、适于页岩气压裂的压裂液，属于油田压裂技术领域。
背景技术
根据含气页岩矿物质含量的不同，页岩气井压裂使用的压裂液主要有氮气泡沫、凝胶和水基压裂液。水基压裂液可以在不减产的前提下节约30％的成本，在很多低渗透致密气、页岩气、煤层气藏储层改造中取得很好的效果。碳酸盐含量较高的页岩通常选择水基压裂液，粘土含量较高的页岩选择水基压裂液和凝胶混合压裂方式。页岩气储层特点不同，其选择的压裂液也不同：脆性页岩压裂液选用低粘度的水基压裂液；脆性中等的页岩选用复合压裂液，即降阻水和线性胶或交联压裂液复合；塑性页岩选用高粘度的交联压裂液。线性胶压裂液、交联压裂液都存在着残渣量高、对地层伤害较大等问题，泡沫压裂液存在成本高及施工安全等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种压裂液用降阻剂及其制备方法、适于页岩气压裂的压裂液，主要目的是降低对地层的伤害。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种压裂液用降阻剂，其分子式为：
其中，X、Y、Z为整数，m为3-6的整数，n为2-4的整数。
作为优选，所述降阻剂由水相和油相结合进行反向乳液聚合而成，其中水相中各单体与水的重量份为：丙烯酰胺0.7-1.3份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.7-1.5份，水1份；
油相中各单体与油的重量份为：全氟丙烯酸0.1:-0.30份,吐温800.1-0.3份，OP-100.1-0.3份和白油1份；
水相与油相的重量份配比为：1：0.3-0.8。
另一方面，本发明实施例提供了一种上述降阻剂的制备方法，包括如下步骤：
选定丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，按照一定比例溶解于去离子水中，配制成水相；
选定全氟丙烯酸酯、吐温80和白油按照一定比例进行配比组成油相；
将上述水相与油相按照一定比例配比，充分混合后形成稳定的油包水反相乳液基液；
利用引发剂进行催化引发，最终合成所述降阻剂。
作为优选，所述引发剂为过硫酸铵。
另一方面，本发明实施例提供了一种适于页岩气压裂的压裂液，由下述组分按质量百分比组成：
其中降阻剂为上述降阻剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明实施例的降阻剂溶胀速度快、黏度低2～30mPa.s可调,浓度为0.05％时,降阻率可达到76.5％,表面张力降至25mN/m以下,返排液表面张力较低，具有回收再循环利用的基础。页岩防膨效果好，页岩防膨率超过80％,对页岩地层伤害率较低,仅为5.33％。现场应用表明,本发明实施例的降阻剂可有效降低摩阻,携砂性能优异,可在页岩气和其他低渗透致密油气藏的开发中推广应用。可实现压裂液在线配制、根据施工情况调整压裂液的用量，降低浪费、减少污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例1
将0.7-1.3重量份的丙烯酰胺、0.7-1.5重量份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶解于1重量份的去离子水中，配制成水相；
将0.1:-0.3重量份的全氟丙烯酸酯、0.1-0.3重量份的吐温80和0.1-0.3重量份的OP-10加入到1重量份的白油中组成油相；
将上述水相1重量份与油相0.3-0.8重量份配比，充分混合后形成稳定的油包水反相乳液基液；
利用引发剂进行催化引发，最终合成分子式如下的降阻剂：
上式中，X、Y、Z为整数，m为3-6的整数，n为2-4的整数。
其中引发剂为过硫酸铵。
本发明实施例的降阻剂溶胀速度快、黏度低2～30mPa.s可调,浓度为0.05％时,降阻率可达到76.5％,表面张力降至25mN/m以下,返排液表面张力较低，具有回收再循环利用的基础。页岩防膨效果好，页岩防膨率超过80％,对页岩地层伤害率较低,仅为5.33％。
实施例2
适于页岩气压裂的压裂液，各组分的重量百分含量如下：0.1％降阻剂、0.3％的助排剂(ADB-1)、0.5％的粘土稳定剂(AND-1)和0.05％杀菌剂(ADS-1)。降阻剂为实施例1的降阻剂。
将实施例2的压裂液进行性能测试，结果见下表1。
表1
项目 指标
密度(20℃±1℃)，g/cm3 0.98
PH值 7
25℃下0.1％水溶液粘度，mPa·s 6
降阻率，％ 75.6
耐温性80℃，0.1％溶液剪切120min，mPa·s 5
溶胀时间，min(25℃下，0.1％水溶液) 2
表面张力，mN/m 22.4
防膨率，％ 87.5
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.压裂液用降阻剂，其特征在于：其分子式为：
其中，X、Y、Z为整数，m为3-6的整数，n为2-4的整数；
所述降阻剂由水相和油相结合进行反向乳液聚合而成，其中水相中各单体与水的重量份为：丙烯酰胺0.7-1.3，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.7-1.5，水1；
油相中各单体与油的重量份为：0.1-0.3份全氟丙烯酸酯,0.1-0.3份的吐温80，0.1-0.3份的OP-10和1份的白油；
水相与油相的重量份配比为：1：0.3-0.8。
2.根据权利要求1所述的降阻剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
选定丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，按照一定比例溶解于去离子水中，配制成水相；
选定全氟丙烯酸酯、吐温80和白油按照一定比例进行配比组成油相；
将上述水相与油相按照一定比例配比，充分混合后形成稳定的油包水反相乳液基液；
利用引发剂进行催化引发，最终合成所述降阻剂。
3.根据权利要求2所述的降阻剂的制备方法，所述引发剂为过硫酸铵。
4.适于页岩气压裂的压裂液，其特征在于，由下述组分按质量百分比组成：
其中所述降阻剂为权利要求1所述的降阻剂。
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