CN113004882A - 一种微乳液型渗吸剂、其制备方法及驱油型压裂液体系 - Google Patents

一种微乳液型渗吸剂、其制备方法及驱油型压裂液体系 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种微乳液型渗吸剂、其制备方法及驱油型压裂液体系,微乳液型渗吸剂为“核‑壳”结构,其直径为9nm‑500nm,以重量百分比计,该微乳液型渗吸剂包括20‑35%的溶剂,15‑25%的乳化剂,1‑2.5%的络合剂,其余为水;所述乳化剂以重量百分比计,包括35‑60%的脂肪醇醚接枝梳形聚合物,25‑35%的两性离子表面活性剂,2‑5%的全氟烷基聚氧乙烯醚,其余为水。全氟烷基聚氧乙烯醚与脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂、两性离子表面活性剂相互作用,形成整体,即“核‑壳结构”的壳,有效降低表面张力。“核‑壳结构”微乳液型渗吸剂的0.3%水溶液表面张力小于20mN/m,界面张力小于0.5mN/m。包含“核‑壳结构”微乳液型渗吸剂的压裂液体系驱替能力强,与常规驱油剂相比驱油效率更高。

Description

一种微乳液型渗吸剂、其制备方法及驱油型压裂液体系
技术领域
本发明属于石油开采领域,具体涉及一种微乳液型渗吸剂、其制备方法及驱油型压裂液体系。
背景技术
国内许多油藏是属于低渗、超低渗、页岩、高温深层等条件。而且,随着非常规区块开采的深入进行,这些领域的勘探和开发已变的越来越重要。随之而来的是对这些储层的改造,使其能够形成有效的产能。而压裂是储层改造最为有效和最常用的增产措施。
到目前为止,所有的压裂施工主要的目的就是在储层中压开一条裂缝,然后填入支撑剂,在地层中形成一条人造高渗流通道。随着压裂液的返排,整个压裂过程结束。压裂效果的好坏以压裂井投产后的产量来评价。但地层中所残存的压裂液都被认为会对压裂效果起到不好的作用。正因如此,压裂后要求压裂液尽快返排,以减少由于压裂液的存在对地层带来的伤害而导致的油井产量不高、压裂效果不好的结果。
发明内容
针对目前低渗、超低渗、页岩、高温储层等在压裂中所存在的问题,本发明提供一种微乳液型渗吸剂、其制备方法及驱油型压裂液体系。微乳液型渗吸剂是一种具有“核-壳”结构的体系。微乳液型渗吸剂直径在9nm-500nm之间。具有超低界面张力、很高的增溶能力(增溶量可达60%-70%)的稳定热为学体系。由于微乳液型渗吸剂胶束粒径小、偏油湿(润湿性偏油润湿)、表面张力小,与常规表面活性剂相比,储层对液体吸附量小,能够进入微孔、微裂隙并顺利排出。而微乳液还具有自组装的功能。就是指基本结构单元如分子,纳米材料等小尺度或更大尺度的物质等在基于非共价键的相互作用下自发地缔结成热力学稳定、结构确定、性能特殊的有序聚集体的过程。其最大特点是一旦组装开始,便会自发进行到某个预期的终点而达到某一平衡状态,从而各种结构单元会自发有序排列或形成复杂的功能体系,且这些行为都不需要外力推动。因此,微乳液会依据环境发生改变,使得其形成一个缺陷最低的体系,即功能最大化。含有“核-壳”结构的微乳液型渗吸剂的驱油型压裂液体系是一种耐高温驱油型压裂液体系,是一种易溶解、无污染、无伤害、渗吸性能强、驱油性好能好的压裂液体系,可以用作不同的区块和不同的地质条件下特别是在低渗、超低渗、页岩、高温深层的压裂中。不仅可以将地层压开形成一条高渗通道,更重要是压裂液还可以渗入到地层中原有的毛细孔道和盲道中,改变储层表面的润湿性,降低油水界面张力,将毛细孔道和盲道中的油驱替到压裂所形成的高渗流通道中而被采出。压裂液体系不仅可以消除由于压裂液在地层中的滞留对储屋带来的伤害,还起到了驱油的作用,彻底改变了压裂液单一的功能,提高了压裂工艺的作用,变不利为有利,使得压裂后井的效果有了很大的提高和保障。另外,微乳液中含有的络合剂为多元杂环化合物,它可以促使带有不同电性的分子与络合剂环上的杂元子相互吸引,“加固”微乳液的“核-壳”结构,并改变原油中胶质、沥青质的电性分布,降低其大分子胶团间的吸引力,从而起到降粘分散的作用。
本发明的技术方案如下:
一种微乳液型渗吸剂,为“核-壳”结构,其直径为9nm-500nm,以重量百分比计,该微乳液型渗吸剂包括20-35%的溶剂,15-25%的乳化剂,1-2.5%的络合剂,其余为水;所述乳化剂以重量百分比计,包括35-60%的脂肪醇醚接枝梳形聚合物,25-35%的两性离子表面活性剂,2-5%的全氟烷基聚氧乙烯醚,其余为水;
所述脂肪醇醚接枝梳形聚合物的分子式如下;
[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(PO4)]m
或[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(SO3H)]m
其中,R1:烷基,通式CnH2n+1,n为2-9;
R2:萘磺酸基;
R3:通式CnH2n+1,n为8-10;
m:>1;
n:7-10。
优选所述微乳液型渗吸剂中水和溶剂的质量比为1:0.42-0.56。
微乳液型渗吸剂中溶剂形成微乳液型渗吸剂的核,乳化剂,络合剂和水形成微乳液型渗吸剂的壳。
优选所述溶剂为含有6-30个碳的烷烃、环烷烃、芳香烃或聚合体。
优选所述络合剂为多元杂环化合物,进一步地,所述络合剂为乌洛托品。
优选所述全氟烷基聚氧乙烯醚的碳数为10-12,其HLB值为16-17。
所述两性离子表活剂阳离子基团为胺基、阴离子基团为羧酸基或磺酸基,碳数为14-18个碳。
所述脂肪醇醚接枝梳形聚合物的合成方法包括如下步骤:
S1合成单体A:R1(OCH2CH2)nOOCCH=CHCOONHR2
(1)顺丁烯二酸酐加入萘磺酸胺,用甲苯做溶剂,对苯二酚做阻聚剂,在N2保护下在60℃进行反应8-10小时,反应方程式为:
C4H2O3+R2NH2→HOOCCH=CHCOONHR2+H2O,R2:萘磺酸基;
(2)反应得到的生成物用甲苯做溶剂,对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在60℃下与脂肪醇聚氧乙烯醚R1(OCH2CH2)nOH反应,反应方程式为:HOOCCH=CHCOONHR2+R1(OCH2CH2)nOH→R1(OCH2CH2)nOOCCH=CHCOONHR2+H2O,记作单体A,其中,R1:烷基,通式CnH2n+1,n为2-9;n:7-10;
S2合成单体B:PH(OH)R3OOCCH=CHCOOC6H13O5
(1)顺丁烯二酸加入山梨醇,对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在170℃进行反应2-4小时,反应方程式为:
HOOCC=CCOOH+C6H14O6→HOOCC=CCOOC6H13O5+H2O
(2)反应得到的生成物用对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在85-100℃下与烷基酚脂肪醇PH(OH)R3OH反应,
HOOCC=CCOOC6H13O5+PH(OH)R3OH→PH(OH)R3OOCCH=CHCOOC6H13O5+H2O,记作单体B,其中,R3:通式CnH2n+1,n为8-10;
S3聚合反应
加入单体A和单体B,过氧化苯甲酰做引发剂,在110-120℃下反应1-4小时,
反应方程式为:
m R1(OCH2CH2)nOOCCH=CHCOONHR2+m PH(OH)R3OOCCH=CHCOOC6H13O5→[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(OH)]m
S4磷酸酯化或磺酸酯化:
磷酸酯化反应方程式为:
[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(OH)]m+P2O5
[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(PO4)]m
磺酸酯化反应方程式为:
[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(OH)]m+SO3/浓硫酸→[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(SO3H)]m
本发明还提供一种“核-壳结构”微乳液型渗吸剂制备方法,包括如下步骤:将有机溶剂与乳化剂混合,在60-70℃下搅拌反应1h;然后加入络合剂和水,在70-75℃下搅拌1-2.5h,得到“核-壳结构”微乳液型渗吸剂。
将脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂,两性离子表面活性剂、全氟烷基聚氧乙烯醚和水混合,在65℃下反应2h,即得到乳化剂;脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂与两性离子表面活性剂、全氟烷基聚氧乙烯醚混合后,在65℃下通过反应可以进行分子间的自组装,形成非共价键结合的结构。乳化剂、水和络合剂在70-75℃下混合,构成微乳液型渗吸剂中“核-壳结构”的“壳”。
优选络合剂和水加入机溶剂与乳化剂的混合物中的方法如下:边滴加水边反应,直到水滴加完毕,再加入络合剂。
本发明还提供一种驱油型压裂液体系,按重量百分份计,包括如下组分:降阻剂0.08-0.12%、防膨剂0.5%、“核-壳结构”微乳液型渗吸剂0.1-0.3%,其余为水。
所述降阻剂是一种乳液型聚合物,由丙烯酰胺单体与丙烯酸和amps(2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸)单体中的一种或几种共聚而成。
优选所述降阻剂通过反相乳液聚合,其分子量为不超过1000万。
降阻剂能够迅速溶解在水中,保持一定的粘度,减少水的流动阻力,减阻效率最高可达70%。减阻的同时还可以携砂。
所述防膨剂是一种小分子阳离子聚合物,由季胺盐单体和丙烯酰胺单体共聚而成,其分子量为4-5万。
所述季胺盐单体中主链的碳数小于20。
防膨剂具有用量小、防膨效率高、环保的性能。防膨效率可以达到80%。
本发明的有益效果如下:
本发明脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂中的支链结构有利于降低沥青质的粘度;全氟烷基聚氧乙烯醚与脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂、两性离子表面活性剂相互作用,形成整体,即“核-壳结构”的壳,有效降低表面张力,“核-壳结构”微乳液型渗吸剂的0.1%水溶液表面张力小于25mN/m,界面张力小于2.7mN/m;0.2%水溶液表面张力小于23mN/m,界面张力小于0.6mN/m;0.3%水溶液表面张力小于21mN/m,界面张力小于0.5mN/m。而常用的表活剂(如两性离子表面活性剂),0.3%水溶液表面张力在25-28mN/m。“核-壳结构”微乳液型渗吸剂含较多的溶剂,即形成一个有机核。润湿性偏油润湿,有利于增溶,而一般的微乳液水、油比为1:0.2-0.3。此外,具有“核-壳结构”的微乳液型渗吸剂的耐温性优异:经过高温280°处理,表面张力保持在25-27mN/m(大多数表活剂在280°处理后会丧失表面活性),接触角没有明显变化。耐酸碱性优异:PH值对微乳液型渗吸剂改善水润性几乎无影响。络合剂为多元杂环化合物,它可以促使带有不同电性的分子与络合剂环上的杂元子相互吸引,从而改变原油中胶质、沥青质的电性分布,降低其大分子胶团间的吸引力。
包含“核-壳结构”微乳液型渗吸剂由于具有自组装的功能,可以依据接触环境改变成最佳结构。因此,驱油型压裂液体系驱替能力强,与常规驱油剂相比驱油效率更高。由于含有了微乳液型渗吸剂,使得压裂液可以进入到储层的微孔、微裂隙中,而且还可以出的来。这是由于“核-壳结构”的渗吸剂具有低表面张、低界面张力,在降低表面张力后,就可以解除或降低水锁带来的伤害。而在进入微孔中后,可以改变润湿性降低油、气、水之间的界面张力,结果是把油、气从微孔或盲道中驱出来,从而提高压裂后油气井的产量。具有“核-壳结构”的微乳液型渗吸剂解决了驱油型压裂液的扩散和返排问题;解决了增溶问题;解决了起动压力问题,使得驱油型压裂液不仅可以在压裂过程中起造缝的作用,还可以起到驱替的作用。可以快速地驱替出油和气。使得压裂后投产的井初期产量高,后期递减慢。极大的提高了压裂的综合效果。特别适合于低渗、超低渗、页岩、高温储层等非常规油气田。
说明书附图
图1为实施例1页岩油渗吸测试结果。
图2为实施例1致密油渗吸测示结果。
图3为实施例1低渗透稠油岩心渗吸实验测试结果。
图4为Y+10-1E井采油曲线。
实施例1
“核-壳结构”的微乳液型渗吸剂
具体实施方式
1.脂肪醇醚接枝梳形聚合物的合成
S1合成单体A:C9H19(OCH2CH2)10OOCCH=CHCOONHR2
(1)顺丁烯二酸酐加入萘磺酸胺,用甲苯做溶剂,对苯二酚做阻聚剂,在N2保护下在60℃进行反应8-10小时,反应方程式为:
C4H2O3+R2NH2→HOOCCH=CHCOONHR2+H2O,R2:萘磺酸基;
(2)反应得到的生成物用甲苯做溶剂,对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在60℃下与脂肪醇聚氧乙烯醚C9H19(OCH2CH2)10OH反应,反应方程式为:
HOOCCH=CHCOONHR2+C9H19(OCH2CH2)10OH→C9H19(OCH2CH2)10OOCCH=CHCOONHR2+H2O,记作单体A;
S2合成单体B:Ph(OH)C8H17OOCCH=CHCOOC6H13O5
(1)顺丁烯二酸加入山梨醇,对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在170℃进行反应2-4小时,反应方程式为:
HOOCC=CCOOH+C6H14O6→HOOHC=CCOOC6H13O5+H2O
(2)反应得到的生成物用对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在85-100℃下与烷基酚脂肪醇PH(OH)C8H17OH反应,
HOOCC=CCOOC6H13O5+PH(OH)C8H17OH→PH(OH)C8H17OOCCH=CHCOOC6H13O5+H2O,记作单体B;
S3将3份15%C9H19(OCH2CH2)10OOCCH=CHCOONHR2(溶剂为水)和3份15%Ph(OH)C8H17OOCCH=CHCOOC6H13O5(溶剂为水)加入反应器中混合,再加入混合单体总量2%的过氧化苯甲酰,于110-120℃温度下进行加成反应,反应时间为4h;然后向其中加入3份五氧化二磷于50℃温度下进行磷酸酯化反应,反应时间为2h,得到脂肪醇醚接枝梳形聚合物;其反应方程式如下:
(1)聚合反应:3C9H19(OCH2CH2)10OOCCH=CHCOONHR2+3Ph(OH)C8H17OOCCH=CHCOOC6H13O5→[C9H19(OCH2CH2)10OOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOC8H17Ph(OH)]3
(2)磷酸酯化反应
[C9H19(OCH2CH2)10OOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOC8H17Ph(OH)]3+P2O5
[C9H19(OCH2CH2)10OOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOC8H17Ph(PO4)]3
2.乳化剂合成
按重量百分比计,将35%上述脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂、25%16烷基羟丙基乙基磺基甜菜碱,2.6%12碳全氟烷基聚氧乙烯醚和37.4%的水混合,在65℃下反应2h,即得到本实施例所用的乳化剂。
3.“核-壳结构”的微乳液型渗吸剂合成
按重量百分比计,在60℃的温度下加入30%的二烯萜和25%上述所制备的乳化剂搅拌反应1h;然后将温度提升到70℃,边滴加44%的水边反应,直到水滴加完毕,再加入1%的乌洛托品,继续搅拌反应1h,即得到“核-壳结构”的微乳液型渗吸剂。其粒径为9-131.1nm,水溶液表面张力如表1所示,其水溶液表面张力<23mN/m(胍胶33.82mN/m)。0.3%微乳液型渗吸剂经过高温280°处理,表面张力保持在25mN/m,经350℃老化后,表面张力30.68mN/m,略有增加。
表1 0.1%-0.3%水溶液表面张力
Figure BDA0002975850370000071
4.渗吸能力测试
4.1采用静态渗吸法
将天然岩心饱和原油,将其放入到渗吸瓶中,加入配制好的一定浓度的微乳液型渗吸剂,在地层温度下恒温进行自发渗吸驱油过程。计量不同时间驱替出的油量,计算渗吸驱油效率或渗吸驱油采收率。
模拟页岩油采油
实验条件:渗透率<10-7mD,孔隙度10%左右,模拟地层油(25mPa·s),
1号岩心对应渗析剂:“核-壳结构”的微乳液型渗吸剂,0.3%浓度。
2号岩心对应渗析剂:表活剂-AOS(α-烯烃磺酸钠),0.5%浓度
3号岩心对应渗析剂:表活剂-AES(脂肪酸甲酯磺钠),0.5%浓度
测试结果如图1所示,1号岩心洗油,2、3号未洗油,均通过原油饱和,实验均在12小时后见油,前期2、3两岩心原油渗吸采收量高于1号,在100小时后1号岩心开始平稳上升,200小时后2、3岩心变化幅度明显减缓,而1号岩心仍在提高。与常规表面活性剂(2、3号岩心,10-20%之间)相比,“核-壳”结构的微乳液型渗吸剂作用的页岩油渗吸采收率提高10%以上。
4.2致密油渗吸
如图2所示,在常温、常压下,用渗吸瓶进行测示,“核-壳”结构的微乳液型渗吸剂与常规助排剂相比,致密油渗吸采收率提高9.3%。
4.3低渗透稠油岩心渗吸实验
实验条件如下:
低渗透稠油岩心渗吸增溶稠油:
原油粘度(50℃):5235mPa.s;
实验温度:70℃;
微乳液型渗吸剂浓度:0.3%。岩心物性参数如表2,测试结果如表3和图3所示,可以得到微乳液型渗吸剂具有很强的渗吸驱油作用。在低渗介质条件下对稠油具有很好的渗吸驱替效果。
低渗透稠油岩心渗吸采收率:4.15%-4.66%。
表2岩心物性参数
Figure BDA0002975850370000081
表3渗吸采出程度随时间关系
Figure BDA0002975850370000082
实施例2
按重量百分比计,将45%实施例1得到的脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂,25%18烷基羟丙基乙基磺基甜菜碱、2.2%10碳全氟烷基聚氧乙烯醚和27.8%的水混合,在65℃下反应2h,通过自组装反应,即得到本发明所用的乳化剂。
在60℃的温度下加入25%的200#溶剂油和20%上述所制备的乳化剂搅拌反应1h;然后将温度提升到70℃,边滴加54%的水边反应,直到水滴加完毕,加入1%的乌洛托品,继续搅拌反应1h,即得到微乳液型渗吸剂。
0.1%表面张力为24.77mN/m,0.2%表面张力为23.42mN/m,0.3%表面张力为22.82mN/m。
实施例3
按重量百分比计,将40%实施例1得到的脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂,25%主链为18烷基羟丙基乙基磺基甜菜碱,3%10碳全氟烷基聚氧乙烯醚和32%水混合,在65℃下反应2h,即得到本发明所用的乳化剂。
在60℃的温度下加入30%的二烯萜和20%上述所制备的乳化剂搅拌反应1h;然后将温度提升到70℃,边滴加49%的水边反应,直到水滴加完毕,加入1%的乌洛托品,继续搅拌反应1h,即得到微乳液型渗吸剂。
0.1%表面张力为21.45mN/m,0.2%表面张力为20.94mN/m,0.3%表面张力为19.64mN/m。
实施例4
1.脂肪醇醚接枝梳形聚合物合成
S1合成单体A:C8H17(OCH2CH2)7OOCCH=CHCOONHR2
(1)顺丁烯二酸酐加入萘磺酸胺,用甲苯做溶剂,对苯二酚做阻聚剂,在N2保护下在60℃进行反应8-10小时,反应方程式为:
C4H2O3+R2NH2→HOOCCH=CHCOONHR2+H2O,R2:萘磺酸基;
(2)反应得到的生成物用甲苯做溶剂,对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在60℃下与脂肪醇聚氧乙烯醚C8H17(OCH2CH2)7OH反应,反应方程式为:HOOCCH=CHCOONHR2+C8H17(OCH2CH2)7OH→C8H17(OCH2CH2)7OOCCH=CHCOONHR2+H2O,记作单体A;
S2合成单体B:Ph(OH)C10H21OOCCH=CHCOOC6H13O5
(1)顺丁烯二酸加入山梨醇,对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在170℃进行反应2-4小时,反应方程式为:
HOOCC=CCOOH+C6H14O6→HOOCC=CCOOC6H13O5+H2O
(2)反应得到的生成物用对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在85-100℃下与烷基酚脂肪醇PH(OH)C8H17OH反应,HOOCC=CCOOC6H13O5+PH(OH)C10H21OH→PH(OH)C10H21OOCCH=CHCOOC6H13O5+H2O记作单体B;
S3将3份20%C8H17(OCH2CH2)7OOCCH=CHCOONHR2(溶剂为水)和3份20%Ph(OH)C10H21OOCCH=CHCOOC6H13O5(溶剂为水)加入反应器中混合,再加入混合单体总量3%的过氧化苯甲酰,于110-120℃温度下进行加成反应,反应时间为4h;然后向其中加入3份五氧化二磷于50℃下进行磺酸酯化反应,反应时间为2h,得到脂肪醇醚接枝梳形聚合物;其反应方程式如下:
(1)聚合反应反应:
3C8H17(OCH2CH2)7OOCCH=CHCOONHR2+3Ph(OH)C10H21OOCCH=CHCOOC6H13O5→[C8H17(OCH2CH2)7OOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOC10H21Ph(OH)]3
(2)磺酸酯化反应
[C8H17(OCH2CH2)7OOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOC10H21Ph(OH)]3+SO3/浓硫酸→
[C8H17(OCH2CH2)7OOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOC10H21Ph(SO3H)]3
2.乳化剂合成
加入35%上述脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂、25%16烷基羟丙基乙基磺基甜菜碱和2.6%12碳全氟烷基聚氧乙烯醚,并加入37.4%的水,加热搅拌,在65℃下反应2h,通过自组装反应,即得到本发明所用的乳化剂。
3.微乳液型渗吸剂合成
在60℃的温度下加入30%的二烯萜和25%上述所制备的乳化剂搅拌反应1h;然后将温度提升到70℃,边滴加44%的水边反应,直到水滴加完毕,加入1%的乌洛托品,继续搅拌反应1h,即得到微乳液型渗吸剂。
0.1%表面张力为20.88mN/m,0.2%表面张力为19.83mN/m,0.3%表面张力为19.94mN/m。
实施例5
加入60%实施例4的脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂、25%16烷基羟丙基乙基磺基甜菜碱和5%12碳全氟烷基聚氧乙烯醚,并加入10%的水,加热搅拌,在65℃下反应2h,即得到本发明所用的乳化剂。
在60℃的温度下加入35%的二烯萜和15%上述所制备的乳化剂搅拌反应1h;然后将温度提升到70℃,边滴加47.5%的水边反应,直到水滴加完毕,加入2.5%的乌洛托品,继续搅拌反应1h,即得到微乳液型渗吸剂。
实施例6
加入55%实施例4的脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂、35%16烷基羟丙基乙基磺基甜菜碱和5%12碳全氟烷基聚氧乙烯醚,并加入5%的水,加热搅拌,在65℃下反应2h,即得到本发明所用的乳化剂。
在60℃的温度下加入20%的二烯萜和25%上述所制备的乳化剂搅拌反应1h;然后将温度提升到70℃,边滴加54%的水边反应,直到水滴加完毕,加入1%的乌洛托品,继续搅拌反应1h,即得到微乳液型渗吸剂。
实施例7压裂液体系
压裂液前置液:0.12%聚丙烯酰胺聚合物+0.5%小分子季胺盐阳离子防膨剂(由季胺盐单体和丙烯酰胺单体共聚而成)+0.3%本发明实施例1微乳液型渗吸剂,其余为水。按浓度分别加入上述材料,混合均匀。
压裂液携砂液:0.15%聚丙烯酰胺聚合物+0.5%小分子季胺盐阳离子防膨剂(由季胺盐单体和丙烯酰胺单体共聚而成)+0.1%本发明实施例1微乳液型渗吸剂,其余为水。按浓度分别加入上述材料,混合均匀。
Y+10-1E井
第一层,破裂压力33.0MPa,平均排量10-12m3/min,正常施工压力44.0MPa,最高压力47.0MPa,停泵压力37.4MPa,总液量1794.9m3,粉陶32.06m3
第二层,破裂压力42.0MPa,平均排量10m3/min,正常施工压力44.0MPa,最高压力45.9MPa,停泵压力37.0MPa,总液量1615.4m3,粉陶26.07m3
第三层,破裂压力42.5MPa,平均排量10m3/min,正常施工压力40.5MPa,最高压力42.5MPa,停泵压力32.5MPa,总液量1567m3,粉陶20m3,中陶6m3
第四层,破裂压力36.7MPa,平均排量10m3/min,正常施工压力35.1MPa,最高压力37.3MPa,停泵压力26.7MPa,总液量2020m3,粉陶24.0m3,中陶10m3
Y+10-1E压后关井11天放喷,放喷36m3后开始见油。临井Y+12-3、Y+8-3在压裂后出现明显的增产效果。

Claims (10)

1.一种微乳液型渗吸剂,其特征在于:为“核-壳”结构,微乳液型渗吸剂的直径为9nm-500nm,以重量百分比计,该微乳液型渗吸剂包括20-35%的溶剂,15-25%的乳化剂,1-2.5%的络合剂,其余为水;所述乳化剂以重量百分比计,包括35-60%的脂肪醇醚接枝梳形聚合物,25-35%的两性离子表面活性剂,2-5%的全氟烷基聚氧乙烯醚,其余为水;
所述脂肪醇醚接枝梳形聚合物的分子式如下;
[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(PO4)]m或[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(SO3H)]m
其中,R1:烷基,通式CnH2n+1,n为2-9;
R2:萘磺酸基;
R3:通式CnH2n+1,n为8-10;
m:>1;
n:7-10。
2.如权利要求1所述的一种微乳液型渗吸剂,其特征在于:所述溶剂为含有6-30个碳的烷烃、环烷烃、芳香烃或聚合体;所述络合剂为多元杂环化合物。
3.如权利要求1所述的一种微乳液型渗吸剂,其特征在于:所述全氟烷基聚氧乙烯醚的碳数为10-12,其HLB值为16-17;所述两性离子表活剂阳离子基团为胺基、阴离子基团为羧酸基或磺酸基,碳数为14-18。
4.如权利要求1所述的一种微乳液型渗吸剂,其特征在于:所述微乳液型渗吸剂中水和溶剂的质量比为1:0.42-0.56。
5.如权利要求1所述的一种微乳液型渗吸剂,其特征在于:所述脂肪醇醚接枝梳形聚合物的合成方法包括如下步骤:
S1合成单体A:R1(OCH2CH2)nOOCCH=CHCOONHR2
(1)顺丁烯二酸酐加入萘磺酸胺,用甲苯做溶剂,对苯二酚做阻聚剂,在N2保护下在60℃进行反应8-10小时,反应方程式为:
C4H2O3+R2NH2→HOOCCH=CHCOONHR2+H2O,R2:萘磺酸基;
(2)反应得到的生成物用甲苯做溶剂,对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在60℃下与脂肪醇聚氧乙烯醚R1(OCH2CH2)nOH反应,
HOOCCH=CHCOONHR2+R1(OCH2CH2)nOH→R1(OCH2CH2)nOOCCH=CHCOONHR2+H2O,记作单体A,其中,R1:烷基,通式CnH2n+1,n为2-9;n:7-10;
S2合成单体B:PH(OH)R3OOCCH=CHCOOC6H13O5
(1)顺丁烯二酸加入山梨醇,对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在170℃进行反应2-4小时,反应方程式为:
HOOCC=CCOOH+C6H14O6→HOOCC=CCOOC6H13O5+H2O
(2)反应得到的生成物用对苯二酚做阻聚剂,对甲基苯磺酸为催化剂,在85-100℃下与烷基酚脂肪醇PH(OH)R3OH反应,
HOOCC=CCOOC6H13O5+PH(OH)R3OH→PH(OH)R3OOCCH=CHCOOC6H13O5+H2O,记作单体B,其中,R3:通式CnH2n+1,n为8-10;
S3聚合反应
加入单体A和单体B,过氧化苯甲酰做引发剂,在110-120℃下反应1-4小时,
反应方程式为:
m R1(OCH2CH2)nOOCCH=CHCOONHR2+m PH(OH)R3OOCCH=CHCOOC6H13O5→[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(OH)]m
S4磷酸酯化或磺酸酯化:
磷酸酯化反应方程式为:
[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(OH)]m+P2O5→[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(PO4)]m
磺酸酯化反应方程式为:
[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(OH)]m+SO3/浓硫酸→[R1(OCH2CH2)nOOCCH(COONHR2)CH—CHCOOC6H13O5CHCOOR3Ph(SO3H)]m
6.一种权利要求1所述的一种微乳液型渗吸剂的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:将有机溶剂与乳化剂混合,在60-70℃下搅拌反应1h;然后加入络合剂和水,在70-75℃下搅拌1-2.5h,得到“核-壳结构”的微乳液型渗吸剂。
7.如权利要求6所述的一种微乳液型渗吸剂的制备方法,其特征在于:所述乳化剂是将脂肪醇醚接枝梳形聚合物活性剂、两性离子表面活性剂、全氟烷基聚氧乙烯醚和水混合,在65℃下反应2h得到的。
8.如权利要求6所述的一种微乳液型渗吸剂的制备方法,其特征在于:络合剂和水加入有机溶剂与乳化剂的混合物中的方法如下:边滴加水边反应,直到水滴加完毕,再加入络合剂。
9.一种驱油型压裂液体系,其特征在于:按重量百分份计,包括如下组分:降阻剂0.08-0.12%、防膨剂0.5%、权利要求1所述微乳液型渗吸剂0.1-0.3%,其余为水。
10.如权利要求9所述的一种驱油型压裂液体系,其特征在于:所述降阻剂是一种乳液型聚合物,由丙烯酰胺单体与丙烯酸单体和amps单体中的一种或几种共聚而成;所述防膨剂是一种小分子阳离子聚合物,由季胺盐单体和丙烯酰胺单体共聚而成,其分子量为4-5万。
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