CN108841371A - 一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂及其制备方法 - Google Patents
一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108841371A CN108841371A CN201810675932.4A CN201810675932A CN108841371A CN 108841371 A CN108841371 A CN 108841371A CN 201810675932 A CN201810675932 A CN 201810675932A CN 108841371 A CN108841371 A CN 108841371A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal dust
- suspending agent
- parts
- dust suspending
- compound coal
- 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.)
- Granted
Links
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims abstract description 11
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 7
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 7
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 3
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 claims description 3
- NWGKJDSIEKMTRX-MDZDMXLPSA-N Sorbitan oleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C\CCCCCCCC(=O)OCC(O)C1OCC(O)C1O NWGKJDSIEKMTRX-MDZDMXLPSA-N 0.000 claims description 3
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 3
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000344 soap Substances 0.000 claims description 3
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- 229920001214 Polysorbate 60 Polymers 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- TVHALOSDPLTTSR-UHFFFAOYSA-H hexasodium;[oxido-[oxido(phosphonatooxy)phosphoryl]oxyphosphoryl] phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O TVHALOSDPLTTSR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 235000010989 polyoxyethylene sorbitan monostearate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001818 polyoxyethylene sorbitan monostearate Substances 0.000 claims description 2
- 229940113124 polysorbate 60 Drugs 0.000 claims description 2
- 229960002796 polystyrene sulfonate Drugs 0.000 claims description 2
- 239000011970 polystyrene sulfonate Substances 0.000 claims description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims 1
- 125000001844 prenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000015424 sodium Nutrition 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 abstract 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- PZNOBXVHZYGUEX-UHFFFAOYSA-N n-prop-2-enylprop-2-en-1-amine;hydrochloride Chemical compound Cl.C=CCNCC=C PZNOBXVHZYGUEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 polyoxy Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- KQSJSRIUULBTSE-UHFFFAOYSA-M sodium;3-(3-ethylcyclopentyl)propanoate Chemical compound [Na+].CCC1CCC(CCC([O-])=O)C1 KQSJSRIUULBTSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- DUIOKRXOKLLURE-UHFFFAOYSA-N 2-octylphenol Chemical compound CCCCCCCCC1=CC=CC=C1O DUIOKRXOKLLURE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKFIBMOQAPEKNZ-UHFFFAOYSA-N 5-amino-1h-indole-2-carboxylic acid Chemical compound NC1=CC=C2NC(C(O)=O)=CC2=C1 NKFIBMOQAPEKNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229940120693 copper naphthenate Drugs 0.000 description 1
- SEVNKWFHTNVOLD-UHFFFAOYSA-L copper;3-(4-ethylcyclohexyl)propanoate;3-(3-ethylcyclopentyl)propanoate Chemical compound [Cu+2].CCC1CCC(CCC([O-])=O)C1.CCC1CCC(CCC([O-])=O)CC1 SEVNKWFHTNVOLD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229940059939 kayexalate Drugs 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000007785 strong electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C09K8/66—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/68—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
-
- 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
- C09K8/602—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation containing surfactants
-
- 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
- C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/882—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- 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
- C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/885—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
Abstract
本发明公开了一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其包括如下重量份的原料：聚电解质5～30份、表面活性剂2～20份、多元醇10～30份、无机盐2～10份。本发明的聚电解质经过电离后生成带有电荷的长链高分子，该长链高分子容易吸附于煤粉颗粒表面，使煤粉颗粒带有电荷，煤粉颗粒之间通过静电排斥作用和空间位阻作用，会互相排斥，从而改善了煤粉颗粒的分散性，再协同表面活性剂的润湿作用，使带电荷的煤粉颗粒容易与水分子相结合，提高了煤粉在水中的悬浮分散能力，与传统的煤粉悬浮剂，也进一步提高了煤层气水力压裂改造效果；本发明还提供了一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂的制备方法，工艺简单且安全性高，适宜于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气压裂技术领域，具体涉及一种用于煤层气压裂的复合煤粉悬浮剂及其制备方法。
背景技术
煤层气储层具有强度低、胶结差、易破碎等特点，常规煤层气直井如果不通过压裂改造很难获得产能，在水力压裂过程中由于压裂液和支撑剂的冲蚀、打磨作用，会产生大量的煤粉。由于煤是一种杨氏模量低、泊松比高、硬度低、易破碎的非常规储层，在压裂中易被压碎、压实，产生煤粉，煤粉表面疏水，形成的煤粉在水中不易分散，流动性差。压裂过程中若煤粉不能分散在压裂液中，团聚的煤粉容易造成压裂裂缝堵塞，造成施工压力过高。压裂结束后若煤粉不能随返排液排出则会造成支撑裂缝堵塞，影响压裂改造效果。
专利公开号为CN101693829A的申请文件提供了一种煤粉分散剂，该煤粉分散剂包括非离子表面活性剂、有机铵盐、醇，该分散剂改变了煤粉表面的润湿性，促进煤粉均匀分散；专利公开号为CN102329605A的申请文件提供了一种煤粉悬浮剂，它包括季铵盐表面活性剂、低级脂肪醇和水，该悬浮剂使用阳离子表面活性剂及其它添加剂改变煤粉表面的润湿性，促进煤粉的悬浮分散。张颈等人研究了一种煤粉分散剂，该分散剂使用一种阴离子型表面活性剂来促进煤粉分散。目前煤粉悬浮剂的研究都是利用表面活性剂改变煤粉表面的润湿性促进煤粉悬浮、分散，种类单一，效果有限。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂及其制备方法，解决目前的煤粉悬浮剂种类单一，效果有限的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，包括如下重量份的原料：聚电解质5～30份、表面活性剂2～20份、多元醇10～30份、无机盐2～10份。
本发明的技术方案还提供一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂的制备方法，包括如下步骤：
S1.按重量份称取各原料；
S2.用去离子水溶解聚电解质和无机盐，得到水相，再将表面活性剂和多元醇加入所述水相，混合均匀，得到成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1.聚电解质经过电离后生成带有电荷的长链高分子，该长链高分子容易吸附于煤粉颗粒表面，使煤粉颗粒带有电荷，煤粉颗粒之间通过静电排斥作用和空间位阻作用，会互相排斥，从而改善了煤粉颗粒的分散性，减少了煤粉颗粒的团聚现象；
2.表面活性剂以其疏水部分吸附于煤粉颗粒表面，亲水部分与溶剂接触，改善了煤粉颗粒的润湿性，同时由于不同分子间的相互作用力，进一步提高了煤粉颗粒的分散性；
3.通过聚电解质与表面活性剂的协同作用，带电荷的煤粉颗粒容易与水分子相结合，提高了煤粉在水中的悬浮分散能力，与传统的煤粉悬浮剂，也进一步提高了煤层气水力压裂改造效果；
4.本发明提供了一种新型的煤粉悬浮剂，该复合煤粉悬浮剂能显著降低煤粉浆液粘度，且在后期的返排过程中具有悬浮携带能力强的特点，其可在煤层气压裂液中的不同阶段使用。
5.本发明提供的复合煤粉悬浮剂的制备工艺简单，安全性高，适宜于工业化生产。
具体实施方式
本实施例提供了一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其包括如下重量份的原料：聚电解质5～30份、表面活性剂2～20份、多元醇10～30份、无机盐2～10份。
聚电解质是带有可电离基团的长链高分子，电离后长链高分子上带有电荷，为了使煤粉悬浮剂更容易吸附煤粉颗粒，选择亲水性较强的聚电解质，具体可以选择聚丙烯酸盐、聚苯乙烯磺酸盐、聚磷酸盐、聚乙烯亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚二甲基二烯丙基氯化铵或聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的任意一种。
为了避免表面活性剂受强电解质无机盐的影响，并使其在溶剂中有较好的溶解性，表面活性剂选择非离子型表面活性剂，具体可以选择司盘80、吐温60、辛基苯酚聚氧乙烯(10)醚(简称OP-10)、油酸、环烷酸皂、松香酸甘油酯中的至少一种，其中环烷酸皂可以为环烷酸钠、环烷酸钙、环烷酸铝或环烷酸铜等物质。
多元醇可以使聚电解质、表面活性剂和无机盐混溶，具体可以选择乙二醇、丙三醇或季戊四醇中的任意一种。
无机盐可以协同表面活性剂和多元醇，避免煤粉团聚，为了增强对煤粉颗粒水化分散的抑制作用，并减少对地层的伤害，无机盐可以选择氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸铵、氯化铵、硝酸钠中的任意一种。
本实施例还提供了一种复合煤粉悬浮剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照如下重量份数备料：聚电解质5～30份、表面活性剂2～20份、多元醇10～30份、无机盐2～10份；
(2)将聚电解质和无机盐加入去离子水中，使用搅拌器高速搅拌，使聚电解质和无机盐完全溶于水中，得到水相；
(3)再将表面活性剂、多元醇加入步骤(2)的水相中，高速搅拌混合均匀，得到复合煤粉悬浮剂成品。
为了使煤粉有效的悬浮分散，并降低使用成本，复合煤粉悬浮剂的使用浓度(质量浓度)为0.1～5％。
下面将结合具体实施例对本发明提供的煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂及其制备方法予以进一步说明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料如无特殊说明，均为市售化学纯或工业纯。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
本实施例提供了一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其包括如下重量份的原料：聚丙烯酸钠20份、司盘8010份、丙三醇5份、氯化钾5份。
本实施例还提供了上述复合煤粉悬浮剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)备料：称取20g聚丙烯酸钠、10g司盘80、5g丙三醇、5g氯化钾；
(2)将聚丙烯酸钠和氯化钾加入去离子水中，使用机械搅拌器高速搅拌，使聚丙烯酸钠和氯化钾完全溶于水中，得到水相；
(3)将司盘80和丙三醇加入步骤(2)的水相中，高速搅拌混合均匀，得到复合煤粉悬浮剂成品。
测试本实施例中制得的复合煤粉悬浮剂的悬浮性能，具体采用以下方法测定：
在250ml烧杯中倒入90g一定浓度的复合煤粉悬浮剂水溶液和10g60～80目的煤粉，高速搅拌混匀后将煤粉悬浮液倒入100ml具塞比色皿中，静置8小时，观察分层现象。取悬浮液，在3000转/min下离心10min，倒掉上层清液，在105℃下烘干，恒重。悬浮液中煤粉的质量占总煤粉质量的百分数即为悬浮率。
测得质量浓度为1％的该煤粉悬浮剂水溶液8小时的悬浮率为100％。
实施例2：
本实施例提供了一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其包括如下重量份的原料：聚苯乙烯磺酸钠25份、吐温6015份、乙二醇10份、氯化钠10份。
本实施例中复合煤粉悬浮剂的制备方法与测定该煤粉悬浮剂的悬浮性能的方法与实施例1中的相同。
测得质量浓度为1％的该煤粉悬浮剂水溶液8小时的悬浮率为100％。
实施例3：
本实施例提供了一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其包括如下重量份的原料：聚二甲基二烯丙基氯化铵20份、油酸15份、乙二醇10份、氯化铵10份。
本实施例中复合煤粉悬浮剂的制备方法与测定该煤粉悬浮剂的悬浮性能的方法与实施例1中的相同。
测得质量浓度为1％的该煤粉悬浮剂水溶液8小时的悬浮率为100％。
实施例4：
本实施例提供了一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其包括如下重量份的原料：聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵15份、司盘8020份、季戊四醇8份、硫酸铵5份。
本实施例中复合煤粉悬浮剂的制备方法与测定该煤粉悬浮剂的悬浮性能的方法与实施例1中的相同。
测得质量浓度为1％的该煤粉悬浮剂水溶液8小时的悬浮率为100％。
实施例5：
本实施例提供了一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其包括如下重量份的原料：聚乙烯亚胺10份、环烷酸钠20份、乙二醇20份、氯化钾10份。
本实施例中复合煤粉悬浮剂的制备方法与测定该煤粉悬浮剂的悬浮性能的方法与实施例1中的相同。
测得质量浓度为1％的该煤粉悬浮剂水溶液8小时的悬浮率为100％。
实施例6：
本实施例提供了一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其包括如下重量份的原料：六偏磷酸钠5份、OP-1020份、乙二醇25份、硫酸钠2份。
本实施例中复合煤粉悬浮剂的制备方法与测定该煤粉悬浮剂的悬浮性能的方法与实施例1中的相同。
测得质量浓度为1％的该煤粉悬浮剂水溶液8小时的悬浮率为100％。
实施例7：
本实施例提供了一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其包括如下重量份的原料：聚乙烯吡咯烷酮30份、松香酸甘油酯2份、乙二醇30份、硝酸钠6份。
本实施例中复合煤粉悬浮剂的制备方法与测定该煤粉悬浮剂的悬浮性能的方法与实施例1中的相同。
测得质量浓度为1％的该煤粉悬浮剂水溶液8小时的悬浮率为100％。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚电解质5～30份、表面活性剂2～20份、多元醇10～30份、无机盐2～10份。
2.根据权利要求1所述的煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其特征在于，所述聚电解质为聚丙烯酸盐、聚苯乙烯磺酸盐、聚磷酸盐、聚乙烯亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚二甲基二烯丙基氯化铵或聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其特征在于，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。
4.根据权利要求3所述的煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其特征在于，所述非离子型表面活性剂为司盘80、吐温60、OP-10、油酸、环烷酸皂、松香酸甘油酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其特征在于，所述多元醇为乙二醇、丙三醇或季戊四醇中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂，其特征在于，所述无机盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸铵、氯化铵、硝酸钠中的任意一种。
7.一种如权利要求1所述的煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.按重量份称取各原料；
S2.用去离子水溶解聚电解质和无机盐，得到水相，再将表面活性剂和多元醇加入所述水相，混合均匀，得到成品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810675932.4A CN108841371B (zh) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | 一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810675932.4A CN108841371B (zh) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | 一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108841371A true CN108841371A (zh) | 2018-11-20 |
| CN108841371B CN108841371B (zh) | 2020-07-31 |
Family
ID=64202511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810675932.4A Active CN108841371B (zh) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | 一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108841371B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111042782A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-21 | 中石油煤层气有限责任公司 | 一种煤层气井复产方法 |
| CN115873583A (zh) * | 2021-09-26 | 2023-03-31 | 大庆油田有限责任公司 | 一种用于砂煤互层压裂的煤粉悬浮剂 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4995463A (en) * | 1990-06-04 | 1991-02-26 | Atlantic Richfield Company | Method for fracturing coal seams |
| CN1233618A (zh) * | 1998-04-24 | 1999-11-03 | 中国石油化工总公司 | 一种聚苯乙烯磺酸盐的制备方法 |
| CN101177640A (zh) * | 2007-11-30 | 2008-05-14 | 华南理工大学 | 一种稳定无灰纳米煤浆的制备方法 |
| CN101543744A (zh) * | 2009-04-03 | 2009-09-30 | 北京市紫东环保水处理药剂厂 | 一种多组分复合水煤浆分散剂及其应用 |
| CN101693829A (zh) * | 2009-10-28 | 2010-04-14 | 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司 | 煤层气井压裂用煤粉分散剂及活性水压裂液 |
| CN101948684A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-01-19 | 中联煤层气有限责任公司 | 煤层气井压裂用新型活性水压裂液 |
| CN102161923A (zh) * | 2011-03-17 | 2011-08-24 | 淮南市蔚蓝水处理技术有限公司 | 一种水煤浆分散剂 |
| CN102329605A (zh) * | 2011-10-16 | 2012-01-25 | 天津科技大学 | 一种用于煤层压裂的煤粉悬浮剂 |
| CN104293401A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-21 | 山东中大药业有限公司 | 一种水煤浆混合燃料及其制备方法 |
| CN104745172A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-07-01 | 成都理工大学 | 一种用于煤层气藏的煤粉稳定剂及其使用方法 |
| CN105062457A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-11-18 | 中国海洋石油总公司 | 一种防煤粉低伤害压裂液及其制备方法 |
| CN105219461A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-01-06 | 四川石达化学股份有限公司 | 一种多组分水煤浆添加剂及其应用 |
| CN105542886A (zh) * | 2014-11-03 | 2016-05-04 | 太原市天鼎恒砼外加剂科技发展有限公司 | 水煤浆分散剂及其制备方法 |
| CN105802602A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-07-27 | 长江大学 | 一种高稳定性聚合物粉末油基悬浮液及其制备方法 |
| CN106497617A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-03-15 | 中国五环工程有限公司 | 一种复合水煤浆添加剂的制备方法 |
-
2018
- 2018-06-27 CN CN201810675932.4A patent/CN108841371B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4995463A (en) * | 1990-06-04 | 1991-02-26 | Atlantic Richfield Company | Method for fracturing coal seams |
| CN1233618A (zh) * | 1998-04-24 | 1999-11-03 | 中国石油化工总公司 | 一种聚苯乙烯磺酸盐的制备方法 |
| CN101177640A (zh) * | 2007-11-30 | 2008-05-14 | 华南理工大学 | 一种稳定无灰纳米煤浆的制备方法 |
| CN101543744A (zh) * | 2009-04-03 | 2009-09-30 | 北京市紫东环保水处理药剂厂 | 一种多组分复合水煤浆分散剂及其应用 |
| CN101693829A (zh) * | 2009-10-28 | 2010-04-14 | 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司 | 煤层气井压裂用煤粉分散剂及活性水压裂液 |
| CN101948684A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-01-19 | 中联煤层气有限责任公司 | 煤层气井压裂用新型活性水压裂液 |
| CN102161923A (zh) * | 2011-03-17 | 2011-08-24 | 淮南市蔚蓝水处理技术有限公司 | 一种水煤浆分散剂 |
| CN102329605A (zh) * | 2011-10-16 | 2012-01-25 | 天津科技大学 | 一种用于煤层压裂的煤粉悬浮剂 |
| CN104293401A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-21 | 山东中大药业有限公司 | 一种水煤浆混合燃料及其制备方法 |
| CN105542886A (zh) * | 2014-11-03 | 2016-05-04 | 太原市天鼎恒砼外加剂科技发展有限公司 | 水煤浆分散剂及其制备方法 |
| CN104745172A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-07-01 | 成都理工大学 | 一种用于煤层气藏的煤粉稳定剂及其使用方法 |
| CN105062457A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-11-18 | 中国海洋石油总公司 | 一种防煤粉低伤害压裂液及其制备方法 |
| CN105219461A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-01-06 | 四川石达化学股份有限公司 | 一种多组分水煤浆添加剂及其应用 |
| CN105802602A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-07-27 | 长江大学 | 一种高稳定性聚合物粉末油基悬浮液及其制备方法 |
| CN106497617A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-03-15 | 中国五环工程有限公司 | 一种复合水煤浆添加剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| DANDAN CHEN: "The effect of anionic dispersants on the moisture distribution of a coal water slurry", 《FUEL PROCESSING TECHNOLOGY》 * |
| HONG ZHU: "Preparation and rheological properties of oil–water–coal triplex synfuel using petroleum sulfonate as the dispersants", 《FUEL PROCESSING TECHNOLOGY》 * |
| 刘晓霞: "水煤浆添加剂的研究进展", 《应用化工》 * |
| 刘通义: "煤层压裂用悬浮分散剂BC-11的研究", 《应用化工》 * |
| 周明松: "水煤浆分散剂的研究进展", 《化工进展》 * |
| 张菲菲: "水煤浆添加剂研究进展浅析", 《煤炭技术》 * |
| 王双妮: "水煤浆复配分散剂研究进展", 《应用化工》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111042782A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-21 | 中石油煤层气有限责任公司 | 一种煤层气井复产方法 |
| CN111042782B (zh) * | 2019-11-29 | 2022-04-26 | 中石油煤层气有限责任公司 | 一种煤层气井复产方法 |
| CN115873583A (zh) * | 2021-09-26 | 2023-03-31 | 大庆油田有限责任公司 | 一种用于砂煤互层压裂的煤粉悬浮剂 |
| CN115873583B (zh) * | 2021-09-26 | 2023-12-15 | 大庆油田有限责任公司 | 一种用于砂煤互层压裂的煤粉悬浮剂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108841371B (zh) | 2020-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8911638B2 (en) | Silicon dioxide dispersion comprising polyol | |
| DE3012332C2 (de) | Flüssiges Feinpoliermittel mit nichttrocknenden Eigenschaften | |
| CN105731855A (zh) | 一种立磨矿渣助磨剂及其制备方法 | |
| JP2008538593A5 (zh) | ||
| CN103556502B (zh) | 用于印花糊料的助剂及制备方法和使用方法 | |
| CN105293511B (zh) | 一种易分散钠基膨润土及其制备方法 | |
| CN108841371A (zh) | 一种煤层气压裂用复合煤粉悬浮剂及其制备方法 | |
| CN103771427A (zh) | 一种类球状介孔二氧化硅的制备方法 | |
| CN108676424A (zh) | 一种水溶性环保纳米色浆及其制备方法 | |
| CN107771791A (zh) | 一种木质素磺酸盐‑二氧化硅介孔纳米球及其制备方法 | |
| CN108394926B (zh) | 一种纳米氧化镝粉体的制备方法 | |
| CN105968933A (zh) | 改性高岭土及其制备方法和应用 | |
| CN106927464A (zh) | 一种碳化硅微粉的改性方法 | |
| CN104592946B (zh) | 一种纳米胶囊复合相变储能材料制备方法 | |
| CN104559972A (zh) | 一种钻井用微裂缝微纳封堵材料及制备方法 | |
| CN103194096B (zh) | 一种纳米材料表面改性方法 | |
| EP1266875A2 (en) | Slurry rheology modifier | |
| JPWO2009063725A1 (ja) | 洗剤ビルダー顆粒 | |
| CN102408957A (zh) | 一种高性能浆状荧光增白剂及其制备方法 | |
| CN108213325A (zh) | 一种以钙基膨润土为悬浮剂的铸造涂料及制备方法 | |
| CN101279860A (zh) | 提高磷酸二铵料浆造粒外观质量的方法 | |
| CN114395388A (zh) | 一种改性纳米蒙脱土及其制备方法和聚合物压裂液增效剂及其制备方法和应用 | |
| CN100377997C (zh) | 从钙基膨润土中提取纳米二氧化硅的方法 | |
| CN1927436A (zh) | 一种金刚石纳米粉的分散方法 | |
| EP2280059A1 (en) | Particle containing alkali |
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 |