CN113621105A - 一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，包括：水相，所述水相包括以下重量分数的原料，聚合单体水溶液500‑700份、耐温单体100‑120份，辅助增溶引发剂2‑5份、增溶表活剂20‑40份、稳定剂0.1‑0.3份和水解剂18‑22份；油相，所述油相包括白油200‑280份；乳化剂26‑32份。能够使深层段压裂顺利进行，提高施工效率，增加产量，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及油气开发领域，具体涉及一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液及其制备方法。
背景技术
现有技术情况：油井生产到一定阶段后，产能和渗透率降低，为了增强排油能力，提高油井产量，人们发明了压裂工艺技术。压裂的方法分水力压裂和高能气体压裂两大类，水力压裂是靠地面高压泵车车组将流体高速注入井中，借助井底憋起的高压，使油层岩石破裂产生裂缝。为防止泵车停止工作后，压力下降，裂缝又自行合拢，在地层破裂后的注入液体中，混入比地层密度大数倍的砂子，同流体一并进入裂缝，并永久停留在裂缝中，支撑裂缝处于开启状态，使油流环境长期得以改善。当前水力压裂技术已经非常成熟，油井增产效果明显，早已成为人们首选的常用技术。特别对于油流通道很小，也就是渗透率较底的油层增产效果特别突出。但现在的压裂作业规模大，温度高，返排需清洁环保是需要在工作中解决的问题，针对于此，继续一种油田压裂作业中清洁高粘压裂液，为此提出了本发明。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，包括：
水相，所述水相包括以下重量分数的原料，聚合单体水溶液500-700份、耐温单体100-120份，辅助增溶引发剂2-5份、增溶表活剂20-40份、稳定剂0.1-0.3份和水解剂18-22份；
油相，所述油相包括白油200-280份；
乳化剂26-32份。
具体的，还包括低温引发剂和增溶剂，所述低温引发剂的质量用量为聚合单体质量用量的0.6-0.8‰，所述增溶剂质量用量为聚合单体质量用量的0.9-1.1‰。
具体的，所述油相还包括高温引发剂，且高温引发剂的质量用量为聚合单体质量用量的0.04-0.06%。
具体的，所述乳化剂包括司盘80和吐温80，所述司盘80和吐温80的质量比为5-6：1。
具体的，所述聚合单体水溶液为丙烯酰胺水溶液，故所述聚合单体为丙烯酰胺，所述耐温单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，所述辅助增溶引发剂为尿素，所述水解剂为氢氧化钠。
具体的，所述丙烯酰胺水溶液的质量浓度为35-40%。
具体的，所述增溶剂为甲酸钠和带氨基有机醇类物质。
具体的，所述高温引发剂为偶氮二异丁腈。
一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液的制备方法，包括以下步骤：
（1）单体准备：向水相调配釜中泵入高浓度丙烯酰胺溶液，且加水调配至质量浓度为35-40%，之后向釜内加入合适份数的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，搅拌溶解，在搅拌过程中加入合适份数的辅助增溶引发剂、增溶表活剂和稳定剂；
（2）中和：在维持搅拌的条件下，向步骤（1）的溶液中缓慢加入水解剂，之后调节PH值至7，并且添加EDTA2Na0.1g实现络合作用，得到混合液体。
（3）油相配制：向油相反应釜中加入合适重量分数的白油、司盘80和吐温80，调配至HLB值达到6.0-7.0，搅拌成均匀液体；
（4）乳液制备：继续进行步骤（3）的低速搅拌过程，待搅拌完成后缓慢加入步骤（2）中得到的混合液体，加热混合液体过程中逐渐调高转速。并且在混合液体加入一半后将转速提高至800转每分钟以上，将体系乳化，如果乳化效率较低，可以将反应釜中物质加入乳化机乳化得到乳液；
（5）聚合反应：将油相反应釜中的温度调节至30℃，调低转速，并且向乳液中通入氮气约40-45min，聚合过程中使用微量进样器缓慢加入低温引发剂进样时间为6小时；
（6）加反向剂：将乳液以转速450转/分搅拌，分批加入反相剂，搅拌20min。
具体的，所述步骤（5）中的低温引发剂分两次加入，转速调低之后加入一般低温引发剂，剩余一般则通过微量进样器持续缓慢加入。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：随着美国页岩油压裂技术不断成熟，我国压裂作业领域也进入高速增长期，压裂施工规模增大，单井施工需压裂液几万方。压裂深度增加，地层温度130℃以上，我公司速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液可在压裂现场混配，大幅减少配液运输工作量，在低浓度时做减阻剂使用，高浓度时做携砂液使用，使用压裂现场水源配置，目前在胜利油田大规模压裂施工和难动用储层压裂施工中广泛应用，能够使深层段压裂顺利进行，提高施工效率，增加产量，节能环保。
附图说明
图1 本发明制备流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例提供的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的较佳实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。下面对本发明作进一步详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。前述定义仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，包括：
水相，所述水相包括以下重量分数的原料，聚合单体水溶液（质量浓度为40%的丙烯酰胺水溶液）500份、耐温单体（2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸）110份，辅助增溶引发剂（尿素）5份、增溶表活剂30份、稳定剂0.1份和水解剂（氢氧化钠）20份；
油相，所述油相包括白油280份；
乳化剂30份。
具体的，还包括低温引发剂和增溶剂，所述低温引发剂的质量用量为聚合单体质量用量的0.6‰，所述增溶剂（甲酸钠和带氨基有机醇类物质）质量用量为聚合单体质量用量的1.0‰。
具体的，所述油相还包括高温引发剂（偶氮二异丁腈），且高温引发剂的质量用量为聚合单体质量用量的0.06%。
具体的，所述乳化剂包括司盘80和吐温80，所述司盘80和吐温80的质量比为5.6：1。
以上述配比按照一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液的制备方法得到的成品，也就是一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，能够完成压裂作业过程。
实施例2
一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，包括：
水相，所述水相包括以下重量分数的原料，聚合单体水溶液（质量浓度为37%的丙烯酰胺水溶液）700份、耐温单体（2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸）120份，辅助增溶引发剂（尿素）2份、增溶表活剂20份、稳定剂0.3份和水解剂（氢氧化钠）22份；
油相，所述油相包括白油200份；
乳化剂26份。
具体的，还包括低温引发剂和增溶剂，所述低温引发剂的质量用量为聚合单体质量用量的0.8‰，所述增溶剂（甲酸钠和带氨基有机醇类物质）质量用量为聚合单体质量用量的1.1‰。
具体的，所述油相还包括高温引发剂（偶氮二异丁腈），且高温引发剂的质量用量为聚合单体质量用量的0.04%。
具体的，所述乳化剂包括司盘80和吐温80，所述司盘80和吐温80的质量比为5：1。
以上述配比按照一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液的制备方法得到的成品，也就是一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，能够完成压裂作业过程。
实施例3
一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，包括：
水相，所述水相包括以下重量分数的原料，聚合单体水溶液（质量浓度为35%的丙烯酰胺水溶液）600份、耐温单体（2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸）100份，辅助增溶引发剂（尿素）4份、增溶表活剂40份、稳定剂0.2份和水解剂（氢氧化钠）18份；
油相，所述油相包括白油240份；
乳化剂32份。
具体的，还包括低温引发剂和增溶剂，所述低温引发剂的质量用量为聚合单体质量用量的0.7‰，所述增溶剂（甲酸钠和带氨基有机醇类物质）质量用量为聚合单体质量用量的0.9‰。
具体的，所述油相还包括高温引发剂（偶氮二异丁腈），且高温引发剂的质量用量为聚合单体质量用量的0.05%。
具体的，所述乳化剂包括司盘80和吐温80，所述司盘80和吐温80的质量比为6：1。
以上述配比按照一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液的制备方法得到的成品，也就是一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，能够完成压裂作业过程。
一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液的制备方法，包括以下步骤：
（1）单体准备：向水相调配釜中泵入高浓度丙烯酰胺溶液，且加水调配至质量浓度为35-40%，之后向釜内加入合适份数的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，搅拌溶解，在搅拌过程中加入合适份数的辅助增溶引发剂、增溶表活剂和稳定剂；
（2）中和：在维持搅拌的条件下，向步骤（1）的溶液中缓慢加入水解剂，之后调节PH值至7，并且添加EDTA2Na0.1g实现络合作用，得到混合液体。
（3）油相配制：向油相反应釜中加入合适重量分数的白油、司盘80和吐温80，调配至HLB值达到6.0-7.0，搅拌成均匀液体；
（4）乳液制备：继续进行步骤（3）的低速搅拌过程，待搅拌完成后缓慢加入步骤（2）中得到的混合液体，加热混合液体过程中逐渐调高转速。并且在混合液体加入一半后将转速提高至800转每分钟以上，将体系乳化，如果乳化效率较低，可以将反应釜中物质加入乳化机乳化得到乳液；
（5）聚合反应：将油相反应釜中的温度调节至30℃，调低转速，并且向乳液中通入氮气约40-45min，聚合过程中使用微量进样器缓慢加入低温引发剂进样时间为6小时；低温引发剂分两次加入，转速调低之后加入一般低温引发剂，剩余一般则通过微量进样器持续缓慢加入；
（6）加反向剂：将乳液以转速450转/分搅拌，分批加入反相剂，搅拌20min。（加完反相剂得到成品，前期聚合乳液是油包水，聚合后为了使产品速溶，加反相剂，将乳液性能调整为水包油）
本发明对实施例3中的产品进行检验，并得到下述检测报告：
通过上述的检测报告可以得出，本发明能够完成技术效果中的各项要求，能够一定程度下解决现有技术问题。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，包括：水相，所述水相包括以下重量分数的原料，聚合单体水溶液500-700份、耐温单体100-120份，辅助增溶引发剂2-5份、增溶表活剂20-40份、稳定剂0.1-0.3份和水解剂18-22份；油相，所述油相包括白油200-280份；乳化剂26-32份。
2.根据权利要求1所述的一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，还包括低温引发剂和增溶剂，所述低温引发剂的质量用量为聚合单体质量用量的0.6-0.8‰，所述增溶剂质量用量为聚合单体质量用量的0.9-1.1‰。
3.根据权利要求1所述的一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述油相还包括高温引发剂，且高温引发剂的质量用量为聚合单体质量用量的0.04-0.06%。
4.根据权利要求1所述的一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述乳化剂包括司盘80和吐温80，所述司盘80和吐温80的质量比为5-6：1。
5.根据权利要求1所述的一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述聚合单体水溶液为丙烯酰胺水溶液，故所述聚合单体为丙烯酰胺，所述耐温单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，所述辅助增溶引发剂为尿素，所述水解剂为氢氧化钠。
6.根据权利要求5所述的一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述丙烯酰胺水溶液的质量浓度为35-40%。
7.根据权利要求1所述的一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述增溶剂为甲酸钠和带氨基有机醇类物质。
8.根据权利要求3所述的一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液，其特征在于，所述高温引发剂为偶氮二异丁腈。
9.根据权利要求1-8所述的一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）单体准备：向水相调配釜中泵入高浓度丙烯酰胺溶液，且加水调配至质量浓度为35-40%，之后向釜内加入合适份数的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，搅拌溶解，在搅拌过程中加入合适份数的辅助增溶引发剂、增溶表活剂和稳定剂；
（2）中和：在维持搅拌的条件下，向步骤（1）的溶液中缓慢加入水解剂，之后调节PH值至7，并且添加EDTA2Na0.1g实现络合作用，得到混合液体；
（3）油相配制：向油相反应釜中加入合适重量分数的白油、司盘80和吐温80，调配至HLB值达到6.0-7.0，搅拌成均匀液体；
（4）乳液制备：继续进行步骤（3）的低速搅拌过程，待搅拌完成后缓慢加入步骤（2）中得到的混合液体，加热混合液体过程中逐渐调高转速。并且在混合液体加入一半后将转速提高至800转每分钟以上，将体系乳化，如果乳化效率较低，可以将反应釜中物质加入乳化机乳化得到乳液；
（5）聚合反应：将油相反应釜中的温度调节至30℃，调低转速，并且向乳液中通入氮气约40-45min，聚合过程中使用微量进样器缓慢加入低温引发剂进样时间为6小时；
（6）加反向剂：将乳液以转速450转/分搅拌，分批加入反相剂，搅拌20min。
10.根据权利要求9所述的一种速溶耐盐抗高温多用途聚丙烯酰胺乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中的低温引发剂分两次加入，转速调低之后加入一般低温引发剂，剩余一般则通过微量进样器持续缓慢加入。
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