CN108264604B - 一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法 - Google Patents

一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108264604B
CN108264604B CN201611251858.0A CN201611251858A CN108264604B CN 108264604 B CN108264604 B CN 108264604B CN 201611251858 A CN201611251858 A CN 201611251858A CN 108264604 B CN108264604 B CN 108264604B
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
monomer
carbon dioxide
fracturing fluid
accounts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611251858.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108264604A (zh
Inventor
郑焰
罗于建
白小丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Aipu Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Aipu Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Aipu Technology Co ltd filed Critical Beijing Aipu Technology Co ltd
Priority to CN201611251858.0A priority Critical patent/CN108264604B/zh
Publication of CN108264604A publication Critical patent/CN108264604A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108264604B publication Critical patent/CN108264604B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/14—Methyl esters, e.g. methyl (meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1804—C4-(meth)acrylate, e.g. butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate or tert-butyl (meth)acrylate

Abstract

本发明公开了一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法，所述干法压裂液减阻增稠剂包括如下各原料组分：按质量百分比计，亲二氧化碳溶剂45～65％、油溶性溶剂10～15％、助溶单体5～10％、增粘单体15～20％、结构单体3～5％、强亲二氧化碳单体1～3％、油溶性链转移剂0.5～1％、油溶性引发剂0.5～1％。本发明的产品制备方便、使用方便、具有超快速溶性、高效增粘性、优异的耐温耐剪切能力和携砂能力以及高效降阻性。

Description

一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田化学品中的压裂液增稠剂，属于压裂增产技术领域，具体地为一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法。
背景技术
所谓干法压裂，就是采用100％液体二氧化碳作为携砂液。由于使用液体的特殊性，其具有以下几种优点：(1)无水相：压裂液为100％的纯液体二氧化碳，因此避免了常规压裂液的水相对地层的伤害；(2)无残渣：压裂施工结束后，由于热量交换和压力扩散，储层中液体二氧化碳气化成气态快速返排到地面，因而无任何压裂液残留；(3)经济性：与常规压裂液相比，其返排时间短且返排时占用的设备费用相对较低，不需要压后抽汲及处理返排液。同时，当温度超过31.6℃、压力超过7.38MPa时，液体二氧化碳将处于超临界状态，该状态下表面张力为零，流动性极强，类似气体，而密度较高，类似液体。因此，超临界二氧化碳可以流入地层微裂缝，最大限度地沟通储集层中裂缝网络，从而大幅提高产量。虽然有以上的优点，但是其也存在两个主要问题。一个问题是，由于液体二氧化碳是牛顿流体，摩擦阻力较高，在73mm油管中运移时，当排量为2.2m3/min时，摩阻就达到8.6MPa/1000m，随着排量的增加，摩阻迅速增大，当排量提升到7.0m3/min时，摩阻已达到48MPa/1000m。另一个严重的缺点，就是液体二氧化碳在施工时粘度过低。室内实验研究表明，在施工过程中的温压条件下，二氧化碳的粘度范围在0.02～0.06mPa·s，导致地面混砂车内的携砂液的砂浓度很低，进而降低了裂缝的导流能力，从而影响增产效果，因此提高液体二氧化碳压裂液的粘度是压裂设计的难点之一。增加液体二氧化碳压裂液的粘度的普遍做法是加入增稠剂，一些是需要加入共溶剂的增稠剂，另一些是不需要加入共溶剂的增稠剂。国内外学者的研究结果表明，目前液体二氧化碳压裂液的增稠剂的增稠效果还达不到使用量少、绿色环保且增稠幅度大的效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法，以期解决上述现有技术中存在的至少部分技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种干法压裂液减阻增稠剂，所述干法压裂液减阻增稠剂包括如下各原料组分：按质量百分比计，亲二氧化碳溶剂45～65％、油溶性溶剂10～15％、助溶单体5～10％、增粘单体15～20％、结构单体3～5％、强亲二氧化碳单体1～3％、油溶性链转移剂0.5～1％、油溶性引发剂0.5～1％。
本发明还提供前述干法压裂液减阻增稠剂的制备方法，所述干法压裂液减阻增稠剂包括如下各原料组分：按质量百分比计，亲二氧化碳溶剂45～65％、油溶性溶剂10～15％、助溶单体5～10％、增粘单体15～20％、结构单体3～5％、强亲二氧化碳单体1～3％、油溶性链转移剂0.5～1％、油溶性引发剂0.5～1％；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)单体在溶剂中的溶解：
保持反应釜内温度30～40℃，在反应釜中依次加入配方量的亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂，搅拌均匀，保持搅拌状态；再依次加入配方量的助溶单体、增粘单体、结构单体和强亲二氧化碳单体，充分搅拌，使单体完全溶解；
(2)引发剂引发聚合反应：
保持搅拌状态下，先加入配方量的油溶性链转移剂，再加入配方量的油溶性引发剂引发聚合反应，密闭反应釜；再升温至90～100℃，保温反应8～12h，全程控制釜内压力≤0.4MPa；
(3)后处理：
反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至20～30℃，反应釜中得到的白色乳状液体即为所述干法压裂液减阻增稠剂。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的技术方案取得了下述积极进步效果：
本发明的产品制备方便、使用方便、具有超快速溶性、高效增粘性、优异的耐温耐剪切能力和携砂能力以及高效的降阻性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
本发明的研发人员在研发过程中逐渐认识到，具备压裂工程应用价值的液体二氧化碳增粘剂应具备无需助溶剂即可在工程温度压裂条件下溶于二氧化碳、在低浓度(低于1wt％)下即可使二氧化碳的粘度增大100倍以上的特点，且成本不宜过高。然而，目前液体二氧化碳专用增粘剂的研制尚处于实验阶段，有经济价值的增粘剂尚未面世。曾进入研究视野的液体二氧化碳备选增粘剂包括小分子增粘剂、表面活性剂以及聚合物增粘剂。其中，小分子增粘剂如12-羟基硬脂酸、半氟化三烷基锡、氟代醚双脲、2-乙基己醇等，表面活性剂如全氟聚醚碳酸铵、di-HCF4、F7H4、AOK、Dynol-604及Ls-36、Ls-45等，在二氧化碳中的增粘效果较差，即使质量浓度达到数个百分点，最多也仅能使二氧化碳的粘度增大3～5倍，无法满足压裂携砂的要求。含氟聚合物和有机硅聚合物可以在较低压力下溶于二氧化碳，增粘效果相对较好。例如，在54.4℃、17.35MPa、加入20wt％的甲苯作为助剂的条件下，6wt％的聚二甲基硅氧烷(PDMS)可以使二氧化碳的粘度增大90倍，达到3.48mPa.s。氟化丙烯酸酯-苯乙烯无规共聚物(polyFAST)可以在不需助溶剂的情况下使二氧化碳粘度增大100倍以上的增粘剂，在34.4MPa、25℃条件下，5wt％的氟化丙烯酸酯-苯乙烯无规共聚物可使二氧化碳的粘度增大400倍。但是由于成本及环境问题，含氟及有机硅聚合物增粘剂仅仅是一种概念验证，并不具有应用价值。具有应用前景的是廉价、环保的碳氢聚合物类增粘剂，而碳氢聚合物的亲二氧化碳性较差，在二氧化碳中的溶解度较低。
为此，本发明的研发人员经过深入的理论论证和大量的实验探究，最终发现应选取合适的亲二氧化碳官能团，设计合成液体二氧化碳专用增粘剂，才能满足工程应用的需要。
本发明的申请人北京爱普聚合科技有限公司长期专注油田专用聚合物的分子结构设计、室内合成、中试研究和规模化生产，经过多年的创新研发，积累了丰富经验。针对碳氢聚合物的亲二氧化碳性较差，在二氧化碳中的溶解度较低、增粘效果不理想的实际情况，公司研发团队对干法压裂液减阻增稠剂的溶解和增粘机理进行了深入研究，创造性的运用亲二氧化碳溶剂和多种功能性单体，通过不断创新和改进，成功制备了满足现场应用所需的干法压裂液减阻增稠剂产品。
具体地，在制备方法上，向减阻增稠剂中引入了碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯中的任意一种或两种的组合作为亲二氧化碳溶剂；引入了白油、硅油、石油醚中的任意一种或两种以上的组合作为油溶性溶剂；引入了二乙烯基醚、乙基丙烯醚、正丙基乙烯醚中的任意一种或两种以上的组合作为助溶单体参与共聚；引入丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或两种以上的组合作为增粘单体参与共聚；引入丙烯酸长碳链酯(碳链长度为8～18)、甲基丙烯酸长碳链酯(碳链长度8～18)、苯乙烯、苯丙烯、甲基苯乙烯中的任意一种或两种以上的组合作为结构单体参与共聚；引入碳酸烯丙基甲酯、碳酸烯丙基乙酯中的任意一种或两种的组合作为强亲二氧化碳单体参与共聚。
具体地，本发明提供一种干法压裂液减阻增稠剂，所述干法压裂液减阻增稠剂包括如下各原料组分：按质量百分比计，亲二氧化碳溶剂45～65％、油溶性溶剂10～15％、助溶单体5～10％、增粘单体15～20％、结构单体3～5％、强亲二氧化碳单体1～3％、油溶性链转移剂0.5～1％、油溶性引发剂0.5～1％。
其中，优选地，所述的亲二氧化碳溶剂包括碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯中的任意一种或两种的组合；
优选地，所述的油溶性溶剂包括白油、硅油和石油醚中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述的助溶单体包括二乙烯基醚、乙基丙烯醚和正丙基乙烯醚中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述的增粘单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述的结构单体包括丙烯酸长碳链酯、甲基丙烯酸长碳链酯、苯乙烯、苯丙烯和甲基苯乙烯中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述的强亲二氧化碳单体包括碳酸烯丙基甲酯、碳酸烯丙基乙酯中的任意一种或两种的组合；
优选地，所述的油溶性链转移剂包括丁硫醇、十二烷基硫醇、十六烷基硫醇中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述的油溶性引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化苯甲酰中的任意一种；
更优选地，所述的丙烯酸长碳链酯的碳链长度为8～18；
所述的甲基丙烯酸长碳链酯的碳链长度为8～18。
优选地，所述干法压裂液减阻增稠剂的密度为0.9～1.1g/cm3、pH值为6.0～8.0。
优选地，0.5％质量分数的所述干法压裂液减阻增稠剂在液体二氧化碳中的溶解速度≤3min、粘度≥20mPa·s、降阻率≥60％。
本发明还提供前述干法压裂液减阻增稠剂的制备方法，所述干法压裂液减阻增稠剂包括如下各原料组分：按质量百分比计，亲二氧化碳溶剂45～65％、油溶性溶剂10～15％、助溶单体5～10％、增粘单体15～20％、结构单体3～5％、强亲二氧化碳单体1～3％、油溶性链转移剂0.5～1％、油溶性引发剂0.5～1％；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)单体在溶剂中的溶解：
保持反应釜内温度30～40℃，在反应釜中依次加入配方量的亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂，搅拌均匀，保持搅拌状态；再依次加入配方量的助溶单体、增粘单体、结构单体和强亲二氧化碳单体，充分搅拌，使单体完全溶解；
(2)引发剂引发聚合反应：
保持搅拌状态下，先加入配方量的油溶性链转移剂，再加入配方量的油溶性引发剂引发聚合反应，密闭反应釜；再升温至90～100℃，保温反应8～12h，全程控制釜内压力≤0.4MPa；
(3)后处理：
反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至20～30℃，反应釜中得到的白色乳状液体即为所述干法压裂液减阻增稠剂。
其中，优选地，所述的亲二氧化碳溶剂包括碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯中的任意一种或两种的组合；
优选地，所述的油溶性溶剂包括白油、硅油和石油醚中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述的助溶单体包括二乙烯基醚、乙基丙烯醚和正丙基乙烯醚中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述的增粘单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述的结构单体包括丙烯酸长碳链酯、甲基丙烯酸长碳链酯、苯乙烯、苯丙烯和甲基苯乙烯中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述的强亲二氧化碳单体包括碳酸烯丙基甲酯、碳酸烯丙基乙酯中的任意一种或两种的组合；
优选地，所述的油溶性链转移剂包括丁硫醇、十二烷基硫醇、十六烷基硫醇中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述的油溶性引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化苯甲酰中的任意一种。
更优选地，所述的丙烯酸长碳链酯的碳链长度为8～18；
所述的甲基丙烯酸长碳链酯的碳链长度为8～18。
下面举若干具体的实施例，以便对本发明的技术方案作更为详细的说明。下述各实施例中，所使用的试剂和仪器均为常规市售可得。
实施例1
干法压裂液减阻增稠剂的制备和性能测试：
1、保持反应釜内温度35℃，在反应釜中依次加入碳酸丙烯酯194.1g、白油18g、石油醚18g，搅拌均匀，保持搅拌状态；再依次加入乙基丙烯醚6g、正丙基乙烯醚9g、丙烯酸甲酯24g、甲基丙烯酸甲酯12g、丙烯酸十八酯6g、苯乙烯6g、碳酸烯丙基甲酯3g，充分搅拌，使单体完全溶解。
2、保持搅拌状态下，先加入丁硫醇1.2g、十二烷基硫醇1.2g，再加入偶氮二异丁腈1.5g引发聚合反应，密闭反应釜；再升温至100℃，保温反应8h，全程控制釜内压力≤0.4MPa。
3、反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至30℃，反应釜中得到白色乳状液体，将其泵入塑料桶中，得到干法压裂液减阻增稠剂。
本实施例中的产品干法压裂液减阻增稠剂为白色乳状液体，测试结果为：密度1.05g/cm3，pH值7.5，0.5％质量分数减阻增稠剂在液体二氧化碳中溶解速度3min、粘度30mPa·s、降阻率67％。
实施例2
干法压裂液减阻增稠剂的制备和性能测试：
1、保持反应釜内温度40℃，在反应釜中依次加入碳酸二甲酯127g、硅油12g、石油醚18g，搅拌均匀，保持搅拌状态；再依次加入二乙烯基醚4g、乙基丙烯醚4g、丙烯酸乙酯12g、甲基丙烯酸乙酯8g、甲基丙烯酸十八酯2g、甲基苯乙烯4g、碳酸烯丙基乙酯6g，充分搅拌，使单体完全溶解。
2、保持搅拌状态下，先加入十二烷基硫醇0.5g、十六烷基硫醇0.5g，再加入过氧化苯甲酰2g引发聚合反应，密闭反应釜；再升温至90℃，保温反应12h，全程控制釜内压力≤0.4MPa。
3、反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至25℃，反应釜中得到白色乳状液体，将其泵入塑料桶中，得到干法压裂液减阻增稠剂。
本实施例中的产品干法压裂液减阻增稠剂为白色乳状液体，测试结果为：密度1.02g/cm3，pH值7.0，0.5％质量分数减阻增稠剂在液体二氧化碳中溶解速度3min、粘度27mPa·s、降阻率69％。
实施例3
干法压裂液减阻增稠剂的制备和性能测试：
1、保持反应釜内温度30℃，在反应釜中依次加入碳酸丙烯酯100g、碳酸二甲酯152.8g、石油醚40g，搅拌均匀，保持搅拌状态；再依次加入二乙烯基醚7g、正丙基乙烯醚5g、丙烯酸丁酯40g、甲基丙烯酸丁酯20g、甲基丙烯酸十二酯12g、苯丙烯8g、碳酸烯丙基甲酯4g、碳酸烯丙基乙酯4g，充分搅拌，使单体完全溶解。
2、保持搅拌状态下，先加入丁硫醇1.8g、十六烷基硫醇2.2g，再加入偶氮二异庚腈3.2g引发聚合反应，密闭反应釜；再升温至95℃，保温反应10h，全程控制釜内压力≤0.4MPa。
3、反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至20℃，反应釜中得到白色乳状液体，将其泵入塑料桶中，得到干法压裂液减阻增稠剂。
本实施例中的产品干法压裂液减阻增稠剂为白色乳状液体，测试结果为：密度0.95g/cm3，pH值6.0，0.5％质量分数减阻增稠剂在液体二氧化碳中溶解速度3min、粘度24mPa·s、降阻率65％。
上述实施例制备得到的干法压裂液减阻增稠剂产品经过实践应用表明，具有以下显著优势：
1、制备方便：通过以亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂作为反应溶剂，助溶单体、增粘单体、结构单体和强亲二氧化碳单体作为共聚单体，制备成为干法压裂液减阻增稠剂，反应结束后，共聚物成分已首先直接溶解于亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂中，无需分离和去除等后期处理工艺，制备方便。
2、使用方便：减阻增稠剂为可流动的白色乳状液体，配液时可通过液体管线快速泵送，泵送与计量方便；再通过静态混合器和液体二氧化碳混合时即可溶解，配液过程方便，满足了大规模连续配液的需求。
3、超快速溶性：在液体二氧化碳中溶解时，亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂成分与液体二氧化碳相似相溶，二者快速分散并溶解；同时将共聚物成分携带着快速分散于液体二氧化碳中。由于减阻增稠剂中的共聚物成分已直接溶解于亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂中，聚合物分子链已呈预舒展状态，在遇到液体二氧化碳后，分子链上的助溶基团与强亲二氧化碳基团即可迅速与液体二氧化碳相互作用，特别是强亲二氧化碳基团的存在，极易在液体二氧化碳中溶解，故具有超快速溶性。
4、高效增粘性：减阻增稠剂在液体二氧化碳的溶解过程中，分子链上的增粘基团溶解增稠，同时与分子内、分子间的结构基团通过氢键、色散力和诱导力等多元缔合作用以及路易斯酸碱作用力等，形成结构粘度，大大加强增稠效果。因此在0.5％浓度下粘度即可达到20mPa·s甚至更高，在超临界二氧化碳状态下，仍具有高效增粘性。
5、优异的耐温耐剪切能力和携砂能力：配制成为干法压裂液后，分子链上的结构基团由于具有长碳链或者苯环结构，分子内、分子间增粘基团、结构基团通过氢键、色散力和诱导力等多元缔合作用以及路易斯酸碱作用力等，使体系的三维网状结构更加稳定，具有了较高的储能模量。因此，石英砂或陶粒能在稳定结构不易沉降，同时干法压裂液也不易受温度和剪切的影响，从而提高了耐温耐剪切能力和携砂能力。
6、高效降阻性：配制成为干法压裂液后，减阻增稠剂溶解形成了聚合物，分子链的主链和支链在液体二氧化碳中的空间分布方式，将牛顿流体转变为非牛顿流体。大流量下，非牛顿流体由于多元缔合作用的存在，具有剪切稀释性，通过削弱流体与管壁间的相互作用，减少流动能量损耗，从而有效降低摩阻。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种干法压裂液减阻增稠剂，其特征在于：所述干法压裂液减阻增稠剂包括如下各原料组分：按质量百分比计，亲二氧化碳溶剂45~65%、油溶性溶剂10~15%、助溶单体5~10%、增粘单体15~20%、结构单体3~5%、强亲二氧化碳单体1~3%、油溶性链转移剂0.5~1%、油溶性引发剂0.5~1％；
其中，所述结构单体包括丙烯酸长碳链酯、甲基丙烯酸长碳链酯、苯乙烯、苯丙烯和甲基苯乙烯中的任意一种或两种以上的组合；
所述强亲二氧化碳单体包括碳酸烯丙基甲酯、碳酸烯丙基乙酯中的任意一种或两种的组合；
所述亲二氧化碳溶剂包括碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯中的任意一种或两种的组合；
所述助溶单体包括二乙烯基醚、乙基丙烯醚和正丙基乙烯醚中的任意一种或两种以上的组合；
所述增粘单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或两种以上的组合。
2.根据权利要求1所述的干法压裂液减阻增稠剂，其特征在于，
所述油溶性溶剂包括白油、硅油和石油醚中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的干法压裂液减阻增稠剂，其特征在于，
所述油溶性链转移剂包括丁硫醇、十二烷基硫醇、十六烷基硫醇中的任意一种或两种以上的组合；
所述油溶性引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化苯甲酰中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的干法压裂液减阻增稠剂，其特征在于，
所述丙烯酸长碳链酯的碳链长度为8~18；
所述甲基丙烯酸长碳链酯的碳链长度为8~18。
5.根据权利要求1~4任一项所述的干法压裂液减阻增稠剂，其特征在于，所述干法压裂液减阻增稠剂的密度为0.9~1.1g/cm3、pH值为6.0~8.0。
6.根据权利要求1~4任一项所述的干法压裂液减阻增稠剂，其特征在于，0.5%质量分数的所述干法压裂液减阻增稠剂在液体二氧化碳中的溶解速度≤3min、粘度≥20mPa•s、降阻率≥60%。
7.一种干法压裂液减阻增稠剂的制备方法，其特征在于，
所述干法压裂液减阻增稠剂包括如下各原料组分：按质量百分比计，亲二氧化碳溶剂45~65%、油溶性溶剂10~15%、助溶单体5~10%、增粘单体15~20%、结构单体3~5%、强亲二氧化碳单体1~3%、油溶性链转移剂0.5~1%、油溶性引发剂0.5~1％；
其中，所述结构单体包括丙烯酸长碳链酯、甲基丙烯酸长碳链酯、苯乙烯、苯丙烯和甲基苯乙烯中的任意一种或两种以上的组合；所述强亲二氧化碳单体包括碳酸烯丙基甲酯、碳酸烯丙基乙酯中的任意一种或两种的组合；所述亲二氧化碳溶剂包括碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯中的任意一种或两种的组合；所述助溶单体包括二乙烯基醚、乙基丙烯醚和正丙基乙烯醚中的任意一种或两种以上的组合；所述增粘单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或两种以上的组合；
所述制备方法包括如下步骤：
（1）单体在溶剂中的溶解：
保持反应釜内温度30~40℃，在反应釜中依次加入配方量的亲二氧化碳溶剂和油溶性溶剂，搅拌均匀，保持搅拌状态；再依次加入配方量的助溶单体、增粘单体、结构单体和强亲二氧化碳单体，充分搅拌，使单体完全溶解；
（2）引发剂引发聚合反应：
保持搅拌状态下，先加入配方量的油溶性链转移剂，再加入配方量的油溶性引发剂引发聚合反应，密闭反应釜；再升温至90~100℃，保温反应8~12h，全程控制釜内压力≤0.4MPa；
（3）后处理：
反应结束后，通过冷却水循环反应釜夹套，降温至20~30℃，反应釜中得到的白色乳状液体即为所述干法压裂液减阻增稠剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
所述油溶性溶剂包括白油、硅油和石油醚中的任意一种或两种以上的组合。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
所述油溶性链转移剂包括丁硫醇、十二烷基硫醇、十六烷基硫醇中的任意一种或两种以上的组合；
所述油溶性引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化苯甲酰中的任意一种。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，
所述丙烯酸长碳链酯的碳链长度为8~18；
所述甲基丙烯酸长碳链酯的碳链长度为8~18。
CN201611251858.0A 2016-12-30 2016-12-30 一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法 Active CN108264604B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611251858.0A CN108264604B (zh) 2016-12-30 2016-12-30 一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611251858.0A CN108264604B (zh) 2016-12-30 2016-12-30 一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108264604A CN108264604A (zh) 2018-07-10
CN108264604B true CN108264604B (zh) 2020-08-11

Family

ID=62753842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611251858.0A Active CN108264604B (zh) 2016-12-30 2016-12-30 一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108264604B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110331972A (zh) * 2019-06-26 2019-10-15 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 低压致密气藏液态co2及co2泡沫体系混合压裂工艺
CN111019627B (zh) * 2019-12-17 2021-11-26 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 一种减阻剂及其制备方法和应用
CN112341567B (zh) * 2020-10-21 2021-09-17 中国石油大学(北京) 一种超临界二氧化碳驱油用增稠剂及其制备方法和应用
US11708750B2 (en) 2020-11-13 2023-07-25 Saudi Arabian Oil Company Methods of enhanced oil recovery using dense carbon dioxide compositions
US11578572B2 (en) 2020-11-13 2023-02-14 Saudi Arabian Oil Company Methods of controlling water production from hydrocarbon bearing subterranean formations using dense carbon dioxide compositions
CN113136196A (zh) * 2020-11-20 2021-07-20 中国石油天然气股份有限公司 压裂液组合物、压裂液的制备方法、压裂液和压裂方法
CN115703862B (zh) * 2021-08-11 2024-01-30 北京爱普聚合科技有限公司 一种稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法
CN116478676A (zh) * 2023-03-08 2023-07-25 四川孔墨能源科技有限公司 一种液体二氧化碳高效增稠剂及制备工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5346787A (en) * 1993-04-19 1994-09-13 Valence Technology, Inc. Allyl carbonate polymer solid electrolytes
CN1164862A (zh) * 1995-08-23 1997-11-12 三井石油化学工业株式会社 新颖的丙烯酸酯、烯丙醚、碳酸烯丙酯、丙烯酸酯聚合物、烯丙醚聚合物、碳酸烯丙酯聚合物及聚合物固体电解质
CN104817657A (zh) * 2015-05-19 2015-08-05 长江大学 一种憎水憎油含氟基团修饰的反相乳液水力压裂用减阻剂
CN104910889A (zh) * 2015-07-06 2015-09-16 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 一种液态co2压裂用增稠剂及其制备方法
US20150307770A1 (en) * 2014-04-23 2015-10-29 Yan Zheng Clean fracturing fluid thickener of multi-block associative copolymer (apcf) and method preparing thereof
CN105601823A (zh) * 2016-02-03 2016-05-25 中国科学院上海高等研究院 一种超临界二氧化碳增稠剂及其制备与应用
CN107236091A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 中国石油化工股份有限公司 一种超临界二氧化碳增稠剂及其制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2552510C3 (de) * 1975-11-22 1981-02-19 Behringwerke Ag, 3550 Marburg Biologisch aktive Verbindungen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5346787A (en) * 1993-04-19 1994-09-13 Valence Technology, Inc. Allyl carbonate polymer solid electrolytes
CN1164862A (zh) * 1995-08-23 1997-11-12 三井石油化学工业株式会社 新颖的丙烯酸酯、烯丙醚、碳酸烯丙酯、丙烯酸酯聚合物、烯丙醚聚合物、碳酸烯丙酯聚合物及聚合物固体电解质
US20150307770A1 (en) * 2014-04-23 2015-10-29 Yan Zheng Clean fracturing fluid thickener of multi-block associative copolymer (apcf) and method preparing thereof
CN104817657A (zh) * 2015-05-19 2015-08-05 长江大学 一种憎水憎油含氟基团修饰的反相乳液水力压裂用减阻剂
CN104910889A (zh) * 2015-07-06 2015-09-16 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 一种液态co2压裂用增稠剂及其制备方法
CN105601823A (zh) * 2016-02-03 2016-05-25 中国科学院上海高等研究院 一种超临界二氧化碳增稠剂及其制备与应用
CN107236091A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 中国石油化工股份有限公司 一种超临界二氧化碳增稠剂及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"CO2在碳酸二甲酯溶剂中溶解度的测定";艾宁等;《化学工程》;20050630;第33卷(第3期);第51-54页 *
"亲二氧化碳碳氢聚合物及其应用";陈可平等;《化学进展》;20091031;第21卷(第10期);第2199-2204页 *
"液态CO2增稠剂的研究现状";黄洲等;《现代化工》;20161031;第36卷(第10期);第25-38页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108264604A (zh) 2018-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108264604B (zh) 一种干法压裂液减阻增稠剂及其制备方法
CN103627380A (zh) 一种水溶性减阻剂及其制备和应用
CN103772624A (zh) 一种早强型聚羧酸盐混凝土减水剂及其制备方法
CN108728075A (zh) 一种液态及超临界二氧化碳的增粘体系
WO2019024476A1 (zh) 一种稠油活化剂及其制备方法与应用
CN110386883B (zh) 一种致密油气藏开采用超临界二氧化碳稠化剂的制备方法
CN101270178B (zh) 一种水分散疏水阳离子聚合物及制备方法
CN111205390A (zh) 一体化自交联乳液型压裂液增稠剂、其制备方法及应用
CN104744630A (zh) 一种疏水改性油基反相乳液低伤害水力压裂用减阻剂
CN102876313A (zh) 疏水缔合聚合物—复合表面活性剂二元复合驱体系及方法
CN101240701B (zh) 一种非强水敏特殊油藏的热力采油方法
CN104817657A (zh) 一种憎水憎油含氟基团修饰的反相乳液水力压裂用减阻剂
CN114891493A (zh) 一种海水基免混配多功能压裂液稠化剂及其制备方法
CN114560967B (zh) 一种压裂用低温抗冻性乳液聚合物稠化剂制备方法
CN103394305A (zh) pH响应性星型高分子乳化剂及其制备方法
CN115785335A (zh) 一种高携砂易返排水基压裂液用减阻型稠化剂及其制备方法与应用
CN102274701A (zh) 一种表面活性剂及其制备和应用
CN113372489B (zh) 一种温敏延迟型堵水剂及其制备方法与应用
WO2023029459A1 (zh) 含硅类超临界co 2干法压裂液增稠剂及制备方法
CN107459985B (zh) 一种二氧化碳增稠方法及增稠体系
CN115703862B (zh) 一种稠化二氧化碳驱油高效增稠剂及其制备方法
CN116948079A (zh) 一种页岩气藏压裂用减阻剂及其制备方法
CN108728074A (zh) 一种液态及超临界二氧化碳增粘开关表面活性剂及其复配体系
CN102585792A (zh) 一种用于超稠油的低成本环保油溶性降黏剂
CN107794023A (zh) 一种应用于超临界co2干法压裂的增稠剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant