CN105601803A - 一种滑溜水减阻剂的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油田水平井组压裂技术领域，特别涉及一种低分子量高效滑溜水减阻剂的合成方法。该方法步骤如下：一、将反应釜内清洗干净后，根据生产总量倒入去离子水，将丙烯酰胺、丙烯酸、氢氧化钠和乙烯基磺酸钠依次倒入反应釜中，每种物质完全溶解后再倒入另外一种，将反应釜内溶液混合均匀，此时反应釜内总溶液质量为A。本发明实现了滑溜水减阻剂易溶于水，减阻效果好，降低液体管路流动摩阻效果明显，不堵塞油气产出通道，压后不对储层造成伤害，抗盐抗剪切能力强，配制简单，环保，可循环使用，使用成本低，具有较好通用性，尤其适用于对潜在储量较大的页岩油气藏和致密砂岩油气藏等资源进行压裂施工开发。

Description

一种滑溜水减阻剂的合成方法
技术领域：
本发明涉及油田水平井组压裂技术领域，特别涉及一种低分子量高效滑溜水减阻剂的合成方法。
背景技术：
滑溜水压裂液是水平井组压裂等大型压裂施工的关键工作液，通常压裂施工规模大、液量大、排量高，要求使用的滑溜水压裂液具有较低的泵注摩阻，使用成本低且可以循环使用。
在国内普遍使用的滑溜水体系中，主要添加低浓度的高分子材料作为减阻剂降低液体的摩阻，提高泵注效率。但是目前减阻剂的生产和滑溜水的配制等工艺技术多被国外公司垄断，采购提高了压裂施工成本。另一方面这些添加的高分子减阻剂分子量较高，进入地层后不易降解，形成高分子聚集体嵌入部分岩层裂缝中堵塞油气产出通道，容易对储层造成潜在伤害。对于孔隙度和渗透率较低的致密气资源开发，该问题尤为突出。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种滑溜水减阻剂的合成方法，该方法实现了滑溜水减阻剂易溶于水，减阻效果好，降低液体管路流动摩阻效果明显，不堵塞油气产出通道，压后不对储层造成伤害，抗盐抗剪切能力强，配制简单，环保，可循环使用，使用成本低，具有较好通用性，尤其适用于对潜在储量较大的页岩油气藏和致密砂岩油气藏等资源进行压裂施工开发。克服了现有滑溜水减阻剂施工成本高，进入地层后不易降解，易堵塞油气产出通道，容易对储层造成潜在伤害的不足。
本发明所采取的技术方案是：一种滑溜水减阻剂的合成方法，该方法步骤如下：
一、将反应釜内清洗干净后，根据生产总量倒入去离子水，将丙烯酰胺、丙烯酸、氢氧化钠和乙烯基磺酸钠依次倒入反应釜中，每种物质完全溶解后再倒入另外一种，将反应釜内溶液混合均匀，此时反应釜内总溶液质量为A，总溶液各组成成分及其质量百分比为：丙烯酰胺18.43％、丙烯酸3.74％、氢氧化钠2.08％，乙烯基磺酸钠1.69％，其余为水，各组分质量百分数之和为100％；
二、继续使用氢氧化钠调节反应釜内溶液的pH值至7.4-7.8，在溶液中通入氮气一小时以上鼓气除去溶液内氧气，同时控制反应釜内温度在18-25C之间；
三、将反应釜内溶液维持在无氧环境条件下，在搅拌条件下依次加入(0.025％～0.1％)*A的偶氮二异丁腈、(0.0002％～0.0003％)*A的次磷酸钠、(0.0004％～0.0005％)*A的过硫酸铵、(0.0007％～0.0008％)*A的甲醛合次硫酸氢钠、(0.00007％～0.0001％)*A的乙二胺四乙酸，均匀搅拌直至溶液温度开始升高，聚合反应开始；
四、若10分钟内溶液粘度不发生变化、溶液温度升高小于50℃，可加入(0.00005％～0.0001％)*A的硫酸铜；
五、聚合反应开始后，停止氮气通入，静置反应釜，充分熟化3-6h；
六、完全反应后，得到高分子凝胶，依次进行造粒、干燥、粉碎和筛选步骤，制得减阻剂产品。
本发明的有益效果是：本发明合成的滑溜水减阻剂易溶于水，减阻效果好，降低液体管路流动摩阻效果明显，不堵塞油气产出通道，压后不对储层造成伤害，抗盐抗剪切能力强，配制简单，环保，可循环使用，使用成本低，具有较好通用性，尤其适用于对潜在储量较大的页岩油气藏和致密砂岩油气藏等资源进行压裂施工开发。
具体实施方式：
一种滑溜水减阻剂的合成方法，其特征在于：
一、将反应釜内清洗干净后，根据生产总量倒入去离子水，将丙烯酰胺、丙烯酸、氢氧化钠和乙烯基磺酸钠依次倒入反应釜中，每种物质完全溶解后再倒入另外一种，将反应釜内溶液混合均匀，此时反应釜内总溶液质量为A，总溶液各组成成分及其质量百分比为：丙烯酰胺18.43％、丙烯酸3.74％、氢氧化钠2.08％，乙烯基磺酸钠1.69％，其余为水，各组分质量百分数之和为100％；
二、继续使用氢氧化钠调节反应釜内溶液的pH值至7.4-7.8，在溶液中通入氮气一小时以上鼓气除去溶液内氧气，同时控制反应釜内温度在18-25C之间；
三、将反应釜内溶液维持在无氧环境条件下，在搅拌条件下依次加入(0.025％～0.1％)*A的偶氮二异丁腈、(0.0002％～0.0003％)*A的次磷酸钠、(0.0004％～0.0005％)*A的过硫酸铵、(0.0007％～0.0008％)*A的甲醛合次硫酸氢钠、(0.00007％～0.0001％)*A的乙二胺四乙酸，均匀搅拌直至溶液温度开始升高，聚合反应开始；
四、若10分钟内溶液粘度不发生变化、溶液温度升高小于50℃，可加入(0.00005％～0.0001％)*A的硫酸铜；
五、聚合反应开始后，停止氮气通入，静置反应釜，充分熟化3-6h；
六、完全反应后，得到高分子凝胶，依次进行造粒、干燥、粉碎和筛选步骤，制得50-70目减阻剂产品；
七、如需生产分子量高于2000万的减阻剂时，可以在步骤三中在反应釜内溶液搅拌的条件下加入(0.05％～0.1％)*A的偶氮二异戊腈和(0.00005％～0.0001％)*A的叔丁基过氧化氢，以提高减阻剂的分子量。
实施例1
取去离子水689.9公斤，丙烯酰胺184.3公斤，丙烯酸37.4公斤，乙烯基磺酸钠(25％水溶液)67.6公斤，氢氧化钠20.8公斤，偶氮二异丁腈0.25公斤，次磷酸钠0.002公斤，甲醛合次硫酸氢钠0.007公斤，过硫酸铵0.004公斤，硫酸铜0.0005公斤，乙二胺四乙酸0.0007公斤，按上述步骤制得减阻剂产品a。
实施例2
取去离子水689.9公斤，丙烯酰胺184.3公斤，丙烯酸37.4公斤，乙烯基磺酸钠(25％水溶液)67.6公斤，氢氧化钠20.8公斤，偶氮二异丁腈0.5公斤，次磷酸钠0.0025公斤，甲醛合次硫酸氢钠0.0075公斤，过硫酸铵0.0045公斤，硫酸铜0.00075公斤，乙二胺四乙酸0.00075公斤，按上述步骤制得减阻剂产品b。
实施例3
取去离子水689.9公斤，丙烯酰胺184.3公斤，丙烯酸37.4公斤，乙烯基磺酸钠(25％水溶液)67.6公斤，氢氧化钠20.8公斤，偶氮二异丁腈1公斤，次磷酸钠0.003公斤，甲醛合次硫酸氢钠0.008公斤，过硫酸铵0.005公斤，硫酸铜0.001公斤，乙二胺四乙酸0.001公斤，按上述步骤制得减阻剂产品c。
产品a、b、c的性能指标如下表所示：
经检测，三种产品均符合性能要求，以上实施方法均能生产符合性能要求的产品。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种滑溜水减阻剂的合成方法，其特征在于：该方法步骤如下：
一、将反应釜内清洗干净后，根据生产总量倒入去离子水，将丙烯酰胺、丙烯酸、氢氧化钠和乙烯基磺酸钠依次倒入反应釜中，每种物质完全溶解后再倒入另外一种，将反应釜内溶液混合均匀，此时反应釜内总溶液质量为A，总溶液各组成成分及其质量百分比为：丙烯酰胺18.43％、丙烯酸3.74％、氢氧化钠2.08％，乙烯基磺酸钠1.69％，其余为水，各组分质量百分数之和为100％；
二、继续使用氢氧化钠调节反应釜内溶液的pH值至7.4-7.8，在溶液中通入氮气一小时以上鼓气除去溶液内氧气，同时控制反应釜内温度在18-25C之间；
三、将反应釜内溶液维持在无氧环境条件下，在搅拌条件下依次加入(0.025％～0.1％)*A的偶氮二异丁腈、(0.0002％～0.0003％)*A的次磷酸钠、(0.0004％～0.0005％)*A的过硫酸铵、(0.0007％～0.0008％)*A的甲醛合次硫酸氢钠、(0.00007％～0.0001％)*A的乙二胺四乙酸，均匀搅拌直至溶液温度开始升高，聚合反应开始；
四、若10分钟内溶液粘度不发生变化、溶液温度升高小于50℃，可加入(0.00005％～0.0001％)*A的硫酸铜；
五、聚合反应开始后，停止氮气通入，静置反应釜，充分熟化3-6h；
六、完全反应后，得到高分子凝胶，依次进行造粒、干燥、粉碎和筛选步骤，制得减阻剂产品。
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