CN108373914A - 一种具有自破坏作用的压裂液增稠剂的制备方法 - Google Patents

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CN108373914A CN201810027299.8A CN201810027299A CN108373914A CN 108373914 A CN108373914 A CN 108373914A CN 201810027299 A CN201810027299 A CN 201810027299A CN 108373914 A CN108373914 A CN 108373914A
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Abstract

一种具有自破坏作用的压裂液增稠剂,其各组份的质量百分比为:单体水相5‑80%,油性溶剂12‑70%,乳化剂8‑25%;氧化还原引发剂中还原剂溶液用量为乳液质量的0.1‑0.5%;上述增稠剂的制备方法主要是将乳化剂溶解于油性溶剂中,并加入含有过量氧化性破坏剂的单体水相,搅拌除氧在10~40℃下加入还原剂溶液引发反应0.5~4小时,得到部分微球包覆氧化性破坏剂的反相乳液,将该乳液直接用水稀释配制或沉淀分离出微球后配制成具有自破坏作用的压裂液增稠剂。本发明可实现增稠剂与破坏剂的一体化生产,实现破坏剂的均匀放置和延迟释放,克服常规工艺中直接混入破坏剂破坏时间难于控制或胶囊破坏剂价格昂贵和破坏不均匀的问题。

Description

一种具有自破坏作用的压裂液增稠剂的制备方法
技术领域
本发明属于石油开采技术,特别涉及一种压裂液增稠剂的制备方法。
背景技术
非常规资源是指现今无法用常规方法和技术手段进行勘探、开发的资源,主要有页岩气、致密气、煤层气、油页岩、致密油及重油、油砂等,其资源总量大,开采技术要求高,储层物性差,一般空气渗透率小于0.1×10-3μm2,孔隙度小于10wt%(邹才能,石油勘探与开发,2013;邹才能,石油学报,2012)。致密灰岩油、砂岩油、砂岩气储层孔隙直径分别为40~500nm、50~900nm、40~700nm。这类储层具有低孔和极低渗透率的特征。大型压裂能在储层中产生大规模、相互沟通和稳定的裂缝网络,是此类储层开发的主体技术。其中,低伤害压裂液技术是压裂作业成败的关键技术之一。通常根据储层特性差异选择不同的压裂液。与美国海相页岩相比,我国有广泛发育的陆相页岩,它具有分布局限、厚度薄、脆性矿物含量低、黏土矿物含量高、水敏性较强的特点。因此迫切需要研究适用于我国陆相页岩储层特性的低伤害压裂液体系。
目前,滑溜水压裂液在非常规油气开采中应用最多。它是用聚丙烯酰胺或低浓度的线性凝胶做为减阻剂的压裂液。它有如下几个优点:1)由于聚合物和支撑剂的浓度低,成本较低;2)较低浓度的线性聚合物对裂缝的凝胶伤害降低;3)粘度低使得形成裂缝高度低。同时,它的缺点如下:1)需要较大的泵入速度,因此使用水量大,只有在水源充足的地方使用较经济,但是后续水处理量较大;2)支撑剂的输送及悬浮性能差,造成缝宽较小,裂缝的导流能力较差;3)形成裂缝的结构复杂,不利于模拟;4)滤失量大,超低渗透率地层的孔隙非常小,毛管力作用强,会造成严重的水锁伤害,并且大量滤失会使聚合物在裂缝端面聚集造成一定凝胶伤害(Schein Gary,2005,SPE108807)。因此该体系主要适用于无水敏、储层天然裂缝发育、脆性较高的地层。
针对黏土含量高、塑性较强的页岩气储层,在美国Barnett页岩的开发中,采用先注入滑溜水压裂液,再注入携带高砂比的冻胶压裂液,在直井压裂中取得了比常规压裂液更好的效果,但在水平井中冻胶压裂液使用效果不理想,冻胶会造成一定的储层伤害(Gerald R.Coulter,2006,SPE-102063)。
因此,针对我国陆相页岩地质特征,在压裂过程中要提高缝网密度和裂缝有效开度,就需要压裂液有较大的携砂能力;而且非常规储层纳米孔隙中的油、气、入井流体与有机质和黏土矿物分子间作用力更强,必须防止压裂液滤失对地层造成水敏、水锁伤害,提高压裂液的防膨率和压裂液的快速和高效返排能力,尽可能消除凝胶伤害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低、可以实现破坏剂的均匀放置和缓慢释放、克服常规工艺直接混入破坏剂时破坏时间难于控制或破坏不均匀的具有自破坏作用的压裂液增稠剂的制备方法。本发明主要是在合成过程中即在部分微球中预置大量氧化型破坏剂,通过对微球溶胀时间控制实现破坏剂的缓释。它的具体制备是在氧化还原引发剂作用下,由反相乳液聚合或反相微乳液聚合反应制得。
本发明的具有自破坏作用的压裂液增稠剂的各组份的质量百分比为:单体水相5-80%,油性溶剂12-70%,乳化剂8-25%;氧化还原引发剂中还原剂溶液用量为乳液质量的0.1-0.5%;
所述单体水相中各组成的质量百分比(以单体水相为基数计算)为:丙烯酰胺10-60%、离子型单体2-40%、破坏剂0.1-15%、水37-70%、交联剂0.01-1%;
所述离子型单体包括:丙烯酸、甲基烯酸、乙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、烯丙基磺酸、烯丙基苯磺酸、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸和/或其碱金属盐和铵盐、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2甲基丙基三甲基氯化铵;
所述破坏剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧乙酸、过碳酸钠或过氧异丁醇;
所述交联剂包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯或聚乙二醇二丙烯酸酯;
所述油性溶剂包括:汽油、煤油、柴油、白油、液体石蜡、溶剂油、植物油、甲苯、环己烷或异辛烷;
所述乳化剂包括:失水山梨醇脂肪酸酯(Span系列)、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(Tween系列)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP系列)、α烯烃磺酸盐(AOS系列)中的两种,其质量比为1-9:1-9;
所述氧化还原引发剂中的氧化剂与上述破坏剂相同;
所述氧化还原引发剂中的还原剂包括亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钾、硫代硫酸钠或氯化亚铁。
上述具有自破坏作用的压裂液增稠剂制备的方法包括以下步骤:
(1)还原剂溶液配制:将氧化还原引发剂中的还原剂配制成1wt%~10%的水溶液;
(2)破坏剂溶液配制:将破坏剂配制成0-40wt%的水溶液;
(3)油相配制:将乳化剂搅拌溶解于油性溶剂中,在10~40℃反应温度下恒温预热,并通高纯氮气除氧;
(4)单体水相配制:将丙烯酰胺、离子型单体、交联剂溶于水中,再加入破坏剂溶液,快速混合均匀;
(5)反相乳液的配制:取步骤(4)混合均匀水相,一次或分批次连续快速加入油相中,在200r/min~500r/min转速下搅拌混合均匀,得半透明的反相微乳液或乳白色反相乳状液;
(6)反相乳液聚合反应:对步骤(5)配制的反相微乳液或反相乳状液继续除氧10分钟后,设定反应体系温度10~40℃,通氮条件下再加入步骤(1)的还原剂溶液引发反应,反应持续0.5~4小时,得到反相微球乳液。将合成后的微球乳液加入无水乙醇得到白色沉淀物,在50-80℃下真空干燥,得白色块状固体,将块状固体轻碾即成粉末,然后使用蒸馏水配制成具有自破坏作用的压裂液增稠剂。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1、在聚合时部分或全部微球中预置适量破坏剂,可以实现破坏剂的均匀放置和缓慢释放,克服常规工艺直接混入破坏剂时破坏时间不好控制,以及胶囊破胶剂制备工艺复杂、价格昂贵且不易均匀放置导致破坏不均匀的缺点,降低了成本。
2、由于离子型聚合物微球溶胀作用,膨胀后的微球在水中堵塞成胶,在一定剪切速率下粘度较大,对支撑剂的悬浮和输送能力强;微球膨胀后与地层纳米级孔隙尺度匹配,通过滞留和架桥作用能有效降低滤失造成的基质伤害。另外,可以通过调整不同批次中氧化型破坏剂浓度、交联剂浓度、单体浓度等条件,控制微球溶胀时间调整破坏剂释放速度,进而改变破坏时间。
具体实施方式
实施例1:
首先配制质量浓度为10wt%的亚硫酸钠水溶液,然后配制质量浓度为20wt%的过硫酸铵溶液。称取44.78g环己烷,再加入由10.65g Span20和4.57g Tween80配制成的乳化剂,加热至30℃后摇晃为均匀溶液,即为油相,将其转移入事先置于20℃恒温水浴的带有搅拌棒的四口烧瓶中,搅拌并通N2除氧;接着将18.62g丙烯酰胺(AM)、7.58g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、0.01g亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、13.79g水配制单体水溶液,取5g 20wt%过硫酸铵(APS)溶液加入单体水溶液中,摇晃至均一透明溶液,即为单体水相。然后将单体水相迅速加入装有油相的四口烧瓶中,在300r/min下搅拌均匀,即得反相乳液。继续除氧10分钟后,向四口烧瓶中加入10wt%的亚硫酸钠水溶液(SMBS)0.10g引发自由基聚合反应。在20℃反应,放热高峰过后,继续反应0.5小时,即得微球反相乳液。
将合成的微球反相乳液使用乙醇沉淀提纯,在50℃下真空干燥,得白色块状固体,将块状固体轻碾即成粉末,然后使用蒸馏水配制1.0wt%增稠剂溶液。将增稠剂溶液在高温下放置不同时间后,应用旋转粘度计测量常温下粘度评价增粘度和破坏作用。在90℃使用30-40目的陶粒加砂量200g/L进行悬砂性能评价。通过重量法测定90℃破坏4小时后残渣含量。在70s-1时初始粘度180.10mPa·s,90℃下放置4h后粘度4.1mPa·s,支撑剂下降速度为0.016mm/min,破坏后残渣含量0.01wt%。体系的组成见表1。
表1体系的组成
实施例2:
首先配制质量浓度为10wt%的亚硫酸钠水溶液,然后配制质量浓度为20wt%的过硫酸铵溶液。称取44.78g环己烷,再加入由10.65g Span20和4.57g Tween40配制成的乳化剂,加热至30℃后摇晃为均匀溶液,即为油相,将其转移入事先置于10℃恒温水浴的带有搅拌棒的四口烧瓶中,搅拌并通N2除氧;接着将24.0g丙烯酰胺(AM)、0.8g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、0.01g亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、14.99g水配制单体水溶液,取0.2g 20wt%过硫酸铵(APS)溶液加入单体水溶液中,摇晃至均一透明溶液,即为单体水相。然后将单体水相迅速加入装有油相的四口烧瓶中,在400r/min下搅拌均匀,即得反相乳液。继续除氧10分钟后,向四口烧瓶中加入10wt%的亚硫酸钠水溶液(SMBS)0.10g引发自由基聚合反应。在10℃反应,放热高峰过后,继续反应1小时,即得微球反相乳液。
将合成的微球反相乳液使用乙醇沉淀提纯,在60℃下真空干燥,得白色块状固体,将块状固体轻碾即成粉末,然后使用蒸馏水配制1.0wt%增稠剂溶液。将增稠剂溶液在高温下放置不同时间后,应用旋转粘度计测量常温下粘度评价增粘度和破坏作用。在90℃使用30-40目的陶粒加砂量200g/L进行悬砂性能评价。通过重量法测定90℃破坏4小时后残渣含量。在70s-1时初始粘度180.10mPa·s,90℃下放置4h后粘度4.1mPa·s,支撑剂下降速度为0.016mm/min,破坏后残渣含量0.01wt%。体系的组成见表2。
表2体系的组成
实施例3:
首先配制质量浓度为10wt%的亚硫酸钠水溶液,然后配制质量浓度为20wt%的过硫酸铵溶液。称取12g煤油,再加入由6g Span80和2g Tween80配制成的乳化剂,加热至30℃后摇晃为均匀溶液,即为油相,将其转移入事先置于20℃恒温水浴的带有搅拌棒的四口烧瓶中,搅拌并通N2除氧;接着将33.00g丙烯酰胺(AM)、13.30g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、0.01g亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、24.39g水配制单体水溶液,取9g 20wt%过硫酸铵(APS)溶液加入单体水溶液中,摇晃至均一透明溶液,即为单体水相。然后将单体水相迅速加入装有油相的四口烧瓶中,在500r/min下搅拌均匀,即得反相乳液。继续除氧10分钟后,向四口烧瓶中加入10wt%的亚硫酸钠水溶液(SMBS)0.30g引发自由基聚合反应。在40℃反应,放热高峰过后,继续反应4小时,即得微球反相乳液。
将合成的微球反相乳液使用乙醇沉淀提纯,在70℃下真空干燥,得白色块状固体,将块状固体轻碾即成粉末,然后使用蒸馏水配制1.0wt%增稠剂溶液。将增稠剂溶液在高温下放置不同时间后,应用旋转粘度计测量常温下粘度评价增粘度和破坏作用。在90℃使用30-40目的陶粒加砂量200g/L进行悬砂性能评价。通过重量法测定90℃破坏4小时后残渣含量。在70s-1时初始粘度269.30mPa·s,90℃下放置4h后粘度5.1mPa·s,支撑剂下降速度为0.013mm/min,破坏后残渣含量0.04wt%。体系的组成见表3。
表3体系的组成
实施例4:
首先配制质量浓度为10wt%的亚硫酸氢钠水溶液,然后配制质量浓度为40wt%的过硫酸铵溶液。称取70g溶剂油,再加入由20g Span60和5g Tween40配制成的乳化剂,加热至30℃后摇晃为均匀溶液,即为油相,将其转移入事先置于20℃恒温水浴的带有搅拌棒的四口烧瓶中,搅拌并通N2除氧;接着将2.0g丙烯酰胺(AM)、0.1g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、0.01g亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、1.01g水配制单体水溶液,取1.88g 40wt%过硫酸铵(APS)溶液加入单体水溶液中,摇晃至均一透明溶液,即为单体水相。然后将单体水相迅速加入装有油相的四口烧瓶中,在300r/min下搅拌均匀,即得反相乳液。继续除氧10分钟后,向四口烧瓶中加入10wt%的亚硫酸氢钠水溶液(SDS)0.10g引发自由基聚合反应。在20℃反应,放热高峰过后,继续反应1小时,即得微球反相乳液。
将合成的微球反相乳液使用乙醇沉淀提纯,在80℃下真空干燥,得白色块状固体,将块状固体轻碾即成粉末,然后使用蒸馏水配制2.0wt%增稠剂溶液。将增稠剂溶液在高温下放置不同时间后,应用旋转粘度计测量常温下粘度评价增粘度和破坏作用。在90℃使用30-40目的陶粒加砂量200g/L进行悬砂性能评价。通过重量法测定90℃破坏4小时后残渣含量。在70s-1时初始粘度435.30mPa·s,90℃下放置8h后粘度4.8mPa·s,支撑剂下降速度为0.007mm/min,破坏后残渣含量0.03wt%。体系的组成见表4。
表4体系的组成
实施例5:
首先配制质量浓度为10wt%的硫代硫酸钠水溶液,然后配制质量浓度为20wt%的过硫酸钠溶液。称取46g柴油,再加入由7.25g Span80和6.75g Tween80复配成的乳化剂,加热至30℃后摇晃即为均匀溶液,即为油相,将其转移入事先置于30℃恒温水浴的带有搅拌棒的四口烧瓶中,搅拌并通N2除氧。然后将8.89g丙烯酰胺(AM)、16.11g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、0.3g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、14.7g水配制单体水溶液,取5g20wt%的过硫酸钠(SPS)加入单体水溶液中,摇晃至均一透明溶液,即为单体水相;然后将单体水相迅速加入上述四口烧瓶中,在400r/min下搅拌均匀,即得反相微乳液;继续除氧10分钟后,向四口烧瓶中加入10wt%的硫代硫酸钠(SHPS)水溶液0.20g引发自由基聚合反应。当放热高峰过后,继续反应1小时,即得微球的反相乳液。
再次称量30g单体水相,由12.42g丙烯酰胺(AM)、7.58g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、0.01gMBA、9.99g水配制的单体水相,将其加入到105.20g第一次聚合产物中,在400r/min下搅拌均匀,即得反相乳液。继续通N2除氧10分钟,然后加入10wt%的硫代硫酸钠水溶液0.30g再次引发反应。放热高峰过后继续反应2小时,即得产品乳液。
将合成后的微球乳液使用乙醇沉淀提纯,在60℃下真空干燥,得白色块状固体,将块状固体轻碾即成粉末,然后使用蒸馏水配制1.0wt%增稠剂溶液。将增稠剂溶液在高温下放置不同时间后,应用旋转粘度计测量常温下粘度评价增粘度和破坏作用。在90℃使用30-40目的陶粒加砂量200g/L进行悬砂性能评价。通过重量法测定90℃破坏4小时后残渣含量。在70s-1时初始粘度296.30mPa·s,90℃下放置4h后粘度5.06mPa·s,支撑剂下降速度为0.005mm/min,破坏后残渣0.02wt%。体系的组成见表5。
表5体系的组成
实施例6:
首先配制质量浓度为10wt%的亚硫酸氢钠水溶液,然后配制质量浓度为20wt%的过硫酸钠溶液。称取46g白油,再加入由7.25g Span80和6.75g Tween60复配成的乳化剂,加热至30℃后摇晃即为均匀溶液,即为油相,将其转移入事先置于20℃恒温水浴的带有搅拌棒的四口烧瓶中,搅拌并通N2除氧。然后将8.89g丙烯酰胺(AM)、16.17g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、0.74g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、14.20g水配制单体水溶液,取5g20wt%的过硫酸钠(SPS)加入单体水溶液中,摇晃至均一溶液,即为单体水相;然后将水相迅速加入装有油相的四口烧瓶中,在400r/min下搅拌均匀,即得反相微乳液;继续除氧10分钟后,向四口烧瓶中加入质量浓度为10wt%的亚硫酸氢钠水溶液(SDS)0.38g引发自由基聚合反应,放热高峰过后,继续反应1小时,即得微球的反相乳液。
再次称量30g水相,由12.42g丙烯酰胺(AM)、7.58g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、0.01gMBA、9.99g水配制的单体水相,将其加入到105.38g第一次聚合产物中,在450r/min下搅拌均匀,即得反相乳液。继续通N2除氧10分钟,然后加入质量浓度为10wt%的亚硫酸氢钠水溶液0.30g再次引发反应。放热高峰过后继续反应3小时,即得产品乳液。
将合成后的微球乳液使用乙醇沉淀提纯,在60℃下真空干燥,得白色块状固体,将块状固体轻碾即成粉末,然后使用蒸馏水配制1.0wt%增稠剂溶液。将增稠剂溶液在高温下放置不同时间后,应用旋转粘度计测量常温下粘度评价增粘度和破坏作用。在90℃使用30-40目的陶粒加砂量200g/L进行悬砂性能评价。通过重量法测定90℃破坏4小时后残渣含量。在70s-1时初始粘度252.30mPa·s,90℃下放置8h后粘度4.36mPa·s,支撑剂下降速度为0.006mm/min,破坏后残渣0.04wt%。体系的组成见表6。
表6体系的组成
实施例7:
首先配制质量浓度为1.0wt%的亚硫酸钾,然后配制质量浓度为4wt%的过硫酸钾溶液。称取24g液体石蜡,再加入由6g Span85和2g Tween60复配成的乳化剂,加热后摇晃即为均匀溶液,即为油相,将其转移入事先置于35℃恒温水浴的带有搅拌棒的四口烧瓶中,搅拌并通N2除氧;然后将5g丙烯酰胺、20g 2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸钠(AMPSNa)、0.05g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、14.95g水配制成单体水溶液,取10g 4wt%过硫酸钾(KPS)加入单体水溶液中,摇晃至均一透明乳液,即为单体水相;然后将单体水相迅速加入搅拌的装有油相的四口烧瓶中,在350r/min下搅拌均匀,即得反相微乳液;继续通N2除氧10分钟后,向四口烧瓶中加入质量浓度为1.0wt%的亚硫酸钾水溶液(KDS)0.40g引发自由基聚合反应,放热高峰过后,继续反应2h,即得微球反相的乳液。
将合成后的微球乳液使用乙醇沉淀提纯,在60℃下真空干燥,得白色块状固体,将块状固体轻碾即成粉末,然后使用蒸馏水配制1.0wt%增稠剂溶液。将增稠剂溶液在高温下放置不同时间后,应用旋转粘度计测量常温下粘度评价增粘度和破坏作用。在90℃使用30-40目的陶粒加砂量200g/L进行悬砂性能评价。通过重量法测定90℃破坏4小时后残渣含量。在70s-1时初始粘度236mPa·s,90℃下放置4h后粘度6.05mPa·s,支撑剂下降速度为0.008mm/min,破坏后残渣0.05wt%。体系的组成见表7。
表7体系的组成
实施例8:
首先配制质量浓度为10wt%的焦亚硫酸钠,然后配制质量浓度为10wt%的过硫酸钠溶液。称取24g异辛烷,再加入由6.5g Span40和1.5g OP10复配成的乳化剂,加热至30℃后摇晃为均匀溶液,即为油相,将其转移入事先置于35℃恒温水浴的带有搅拌棒的四口烧瓶中,搅拌并通N2除氧;然后将由7.39g丙烯酰胺(AM)、6.46g二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)、0.15g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、26.0g水配制单体水溶液,取10g 10wt%过硫酸钠(SPS)加入单体水溶液中,摇晃至均一乳液,即为单体水相;然后将单体水相迅速加入装有油相的四口烧瓶中,在200r/min下搅拌均匀,即得反相微乳液;继续通N2除氧10分钟后,向四口烧瓶中加入质量浓度为10wt%的焦亚硫酸钠水溶液(SMTBS)0.20g引发自由基聚合反应,放热高峰过后,继续反应4h,即得微球的反相乳液。
将合成后的微球乳液使用乙醇沉淀提纯,在60℃下真空干燥,得白色块状固体,将块状固体轻碾即成粉末,然后使用蒸馏水配制1.0wt%增稠剂溶液。将增稠剂溶液在高温下放置不同时间后,应用旋转粘度计测量常温下粘度评价增粘度和破坏作用。在90℃使用30-40目的陶粒加砂量200g/L进行悬砂性能评价。通过重量法测定90℃破坏4小时后残渣含量。在70s-1时初始粘度198mPa·s,90℃下放置4h后粘度5.46mPa·s,支撑剂下降速度为0.007mm/min,破坏后残渣0.04wt%。体系的组成见表8。
表8体系的组成

Claims (10)

1.一种具有自破坏作用的压裂液增稠剂,其特征在于:它的各组份的质量百分比为:单体水相5-80%,油性溶剂12-70%,乳化剂8-25%;氧化还原引发剂中还原剂溶液用量为乳液质量的0.1-0.5%。
2.根据权利要求1所述的具有自破坏作用的压裂液增稠剂,其特征在于:所述单体水相中各组成的质量百分比以单体水相为基数计算为:丙烯酰胺10-60%、离子型单体2-40%、破坏剂0.1-15%、水37-70%、交联剂0.01-1%。
3.根据权利要求1所述的具有自破坏作用的压裂液增稠剂,其特征在于:所述油性溶剂包括:汽油、煤油、柴油、白油、液体石蜡、溶剂油、植物油、甲苯、环己烷或异辛烷。
4.根据权利要求1所述的具有自破坏作用的压裂液增稠剂,其特征在于:所述油性溶剂包括:汽油、煤油、柴油、白油、液体石蜡、溶剂油、植物油、甲苯、环己烷或异辛烷。
5.根据权利要求1所述的具有自破坏作用的压裂液增稠剂,其特征在于:所述乳化剂包括:失水山梨醇脂肪酸酯(Span系列)、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(Tween系列)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP系列)、α烯烃磺酸盐(AOS系列)中的两种,其质量比为1-9:1-9。
6.根据权利要求1所述的具有自破坏作用的压裂液增稠剂,其特征在于:所述氧化还原引发剂中的氧化剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧乙酸、过碳酸钠或过氧异丁醇;所述氧化还原引发剂中的还原剂包括亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钾、硫代硫酸钠或氯化亚铁。
7.根据权利要求2所述的具有自破坏作用的压裂液增稠剂,其特征在于:所述离子型单体包括:丙烯酸、甲基烯酸、乙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、烯丙基磺酸、烯丙基苯磺酸、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸和/或其碱金属盐和铵盐、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2甲基丙基三甲基氯化铵。
8.根据权利要求2所述的具有自破坏作用的压裂液增稠剂,其特征在于:所述破坏剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧乙酸、过碳酸钠或过氧异丁醇。
9.根据权利要求2所述的具有自破坏作用的压裂液增稠剂,其特征在于:所述交联剂包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯或聚乙二醇二丙烯酸酯。
10.权利要求1的具有自破坏作用的压裂液增稠剂的制备方法,其特征在于:它包括以下步骤:
(1)还原剂溶液配制:将氧化还原引发剂中的还原剂配制成1wt%~10%的水溶液;
(2)破坏剂溶液配制:将破坏剂配制成0-40wt%的水溶液;
(3)油相配制:将乳化剂搅拌溶解于油性溶剂中,在10~40℃反应温度下恒温预热,并通高纯氮气除氧;
(4)单体水相配制:将丙烯酰胺、离子型单体、交联剂溶于水中,再加入破坏剂溶液,快速混合均匀;
(5)反相乳液的配制:取步骤(4)混合均匀水相,一次或分批次连续快速加入油相中,在200r/min~500r/min转速下搅拌混合均匀,得半透明的反相微乳液或乳白色反相乳状液;
(6)反相乳液聚合反应:对步骤(5)配制的反相微乳液或反相乳状液继续除氧10分钟后,设定反应体系温度10~40℃,通氮条件下再加入步骤(1)的还原剂溶液引发反应,反应持续0.5~4小时,得到反相微球乳液。将合成后的微球乳液加入无水乙醇得到白色沉淀物,在50-80℃下真空干燥,得白色块状固体,将块状固体轻碾即成粉末,然后使用蒸馏水配制成具有自破坏作用的压裂液增稠剂。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109536157A (zh) * 2018-12-28 2019-03-29 权冉(银川)科技有限公司 可调功能的材料及其滑溜水、复用压裂液用于能源开发
CN109627380A (zh) * 2018-12-11 2019-04-16 广州天赐高新材料股份有限公司 一种阳离子反相乳液增稠剂及其制备方法
CN111205390A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 北京爱普聚合科技有限公司 一体化自交联乳液型压裂液增稠剂、其制备方法及应用
CN112266779A (zh) * 2020-10-21 2021-01-26 西安凯尔文石化助剂制造有限公司 一种耐高温速溶型压裂液用稠化剂及其制备方法
CN112592497A (zh) * 2020-12-15 2021-04-02 陕西科技大学 一种可分相存储高温触发的压裂液及其制备方法和应用
CN113372485A (zh) * 2021-08-13 2021-09-10 山东诺尔生物科技有限公司 一种油包水型纳米乳液、纳米乳液复合响应型变粘酸稠化剂及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1654590A (zh) * 2005-01-18 2005-08-17 湖北大学 快速交联易破胶高分子稠化剂制备方法
CN101270277A (zh) * 2008-04-30 2008-09-24 中国石油天然气股份有限公司 自破胶液体胶塞水平井分段射孔压裂工艺及胶塞
CN103146361A (zh) * 2013-02-22 2013-06-12 中国石油天然气股份有限公司 一种环保型油基钻井液增粘剂及其制备方法
CN103387823A (zh) * 2013-07-22 2013-11-13 中国科学技术大学 一种剪切增稠堵水调剖剂、其制备方法及其在油田的应用
CN104277174A (zh) * 2013-07-09 2015-01-14 中国石油化工股份有限公司 聚丙烯酰胺纳米微球体系及其制备方法
CN104877657A (zh) * 2015-04-07 2015-09-02 大庆市华瑞信化工助剂有限公司 一种提高采收率用压裂液
CN106279523A (zh) * 2015-06-25 2017-01-04 中国石油天然气股份有限公司 一种增稠剂及其制备方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1654590A (zh) * 2005-01-18 2005-08-17 湖北大学 快速交联易破胶高分子稠化剂制备方法
CN101270277A (zh) * 2008-04-30 2008-09-24 中国石油天然气股份有限公司 自破胶液体胶塞水平井分段射孔压裂工艺及胶塞
CN103146361A (zh) * 2013-02-22 2013-06-12 中国石油天然气股份有限公司 一种环保型油基钻井液增粘剂及其制备方法
CN104277174A (zh) * 2013-07-09 2015-01-14 中国石油化工股份有限公司 聚丙烯酰胺纳米微球体系及其制备方法
CN103387823A (zh) * 2013-07-22 2013-11-13 中国科学技术大学 一种剪切增稠堵水调剖剂、其制备方法及其在油田的应用
CN104877657A (zh) * 2015-04-07 2015-09-02 大庆市华瑞信化工助剂有限公司 一种提高采收率用压裂液
CN106279523A (zh) * 2015-06-25 2017-01-04 中国石油天然气股份有限公司 一种增稠剂及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曾湘楚等: "油包水乳液型聚丙烯酰胺的制备及性能研究", 《应用化工》 *
杨彪等: "HTC-160高温压裂液交联剂的研制与现场应用", 《油气地质与采收率》 *
林波等: "一种海水基清洁压裂液体系研究", 《油田化学》 *
王飞等: "丙烯酰胺共聚物乳液增稠剂的合成及性能研究", 《日用化学工业》 *
邹胜林等: "反相悬浮法合成高分子量聚丙烯酸钠", 《化学反应工程与工艺》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111205390A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 北京爱普聚合科技有限公司 一体化自交联乳液型压裂液增稠剂、其制备方法及应用
CN111205390B (zh) * 2018-11-22 2021-10-08 北京爱普聚合科技有限公司 一体化自交联乳液型压裂液增稠剂、其制备方法及应用
CN109627380A (zh) * 2018-12-11 2019-04-16 广州天赐高新材料股份有限公司 一种阳离子反相乳液增稠剂及其制备方法
CN109627380B (zh) * 2018-12-11 2021-09-07 广州天赐高新材料股份有限公司 一种阳离子反相乳液增稠剂及其制备方法
CN109536157A (zh) * 2018-12-28 2019-03-29 权冉(银川)科技有限公司 可调功能的材料及其滑溜水、复用压裂液用于能源开发
CN112266779A (zh) * 2020-10-21 2021-01-26 西安凯尔文石化助剂制造有限公司 一种耐高温速溶型压裂液用稠化剂及其制备方法
CN112592497A (zh) * 2020-12-15 2021-04-02 陕西科技大学 一种可分相存储高温触发的压裂液及其制备方法和应用
CN113372485A (zh) * 2021-08-13 2021-09-10 山东诺尔生物科技有限公司 一种油包水型纳米乳液、纳米乳液复合响应型变粘酸稠化剂及其制备方法
CN113372485B (zh) * 2021-08-13 2021-10-29 山东诺尔生物科技有限公司 一种油包水型纳米乳液、纳米乳液复合响应型变粘酸稠化剂及其制备方法

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