CN114686197A - 一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及降阻剂技术领域，公开了一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，该体系包括油相、水溶性单体、悬浮剂、引发剂、表面活性剂A、表面活性剂B、助排剂、防膨剂、清水；表面活性剂A为壬基酚聚氧乙烯醚、司盘80、吐温中的一种或几种组合物；表面活性剂B为烷基芳基聚氧乙烯醚、12‑羟基硬脂酸‑聚氧乙烯醚中的一种或几种组合物；助排剂为有机氟碳；所述防膨剂为六次甲基四胺氯化铵。本方案的有益效果：采用反相悬浮聚合法制备的降阻剂在水中分散溶解时间快，黏度高，摩阻低，并能有效降低压裂施工摩阻，降低施工泵压，同时降低施工安全风险；该体系具有助排和防膨性能，施工时不需通过混砂车额外泵注助排剂和防膨剂。
Description
技术领域
本发明涉及降阻剂技术领域，具体涉及一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系。
背景技术
页岩气作为一种重要的非常规天然气资源，近年来页岩气开发在我国发展迅速，引起各界广泛的关注。
在页岩气开采过程中，需要对储层进行压裂体积改造，使其产生复杂缝网导流，从而提高采收率，滑溜水压裂技术逐渐成为国内外页岩气开采主要增产技术，受到广泛关注，川渝地区页岩气储量十分丰富，目前川渝地区页岩气已进入大规模勘探开发阶段，页岩气滑溜水加砂压裂储层改造，是目前川渝地区页岩气重要的增产手段，降阻剂作为页岩气加砂压裂液重要的添加剂，滑溜水压裂液具有施工摩阻低，黏度低、无残渣、易返排、对储层伤害低、残留凝胶量少、低成本等优点，被川渝地区页岩气加砂压裂液广泛采用。根据现场以及相关标准要求，页岩气工厂化加砂压裂液用降阻剂的性能包括：(1)施工摩阻低；(2)在水中的快速溶解起黏能力；(3)较高耐剪切能力；(4)较高耐温、抗盐性；(5)具有较低的表、界面张力；(6)具有较好的防膨效果；(7)配伍性良好；(8)成本低，无对环境友好，满足环保要求。
当前，国内常用的降阻剂大多采用分散聚合法制备乳液降阻剂，是由聚丙烯酰胺等一种或多种不同的单体共聚生成，性能单一，不具备助排、防膨等性能，施工时需通过混砂车额外泵注助排剂和防膨剂，增加了施工工序和生产成本。
并且，国内常用的降阻剂在水中溶解分散时间长，起粘时间慢，加量为0.1％条件下，运动黏度为1～1.65mm2/s，粘度较低，降阻率一般在65％～70％之间，在现场加砂压裂施工作业中不能很好的起到降低摩阻的效果，造成施工泵压高，增加施工安全风险。
因此，现提出一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，在页岩气现场加砂压裂中能很好的起到降低摩阻作用，降阻性能优越，且具有助排和防膨性能，施工时不需通过混砂车额外泵注助排剂和防膨剂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，本发明采用反相悬浮聚合法制备的降阻剂，在水中分散溶解时间快，黏度高，摩阻低，并能有效降低压裂施工摩阻，降低施工泵压，同时降低施工安全风险；且该体系具有助排和防膨性能，施工时不需通过混砂车额外泵注助排剂和防膨剂。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系：
包括油相、水溶性单体、悬浮剂、引发剂、表面活性剂A、表面活性剂B、助排剂、防膨剂、清水；
所述表面活性剂A为壬基酚聚氧乙烯醚、司盘80、吐温中的一种或几种组合物；
所述表面活性剂B为烷基芳基聚氧乙烯醚、12-羟基硬脂酸-聚氧乙烯醚中的一种或几种组合物；
所述助排剂为有机氟碳；
所述防膨剂为六次甲基四胺氯化铵。
进一步地，所述的水溶性单体为丙烯酰胺、丙烯酸钠、2-甲基丙烯酰胺基丙磺酸中的一种或几种组合物；
所述油相为白油、煤油、生物柴油中的一种或几种组合物；
所述悬浮剂为膨润土；
所述引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠、偶氮二异丁基脒盐酸盐中的一种或几种组合物。
进一步地，所述的一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，包括以下份数组分：
油相10～15份、水溶性单体20～25份、悬浮剂5～8份、引发剂0.01～0.05份、表面活性剂A6～10份、表面活性剂B10～20份、助排剂1～2份、防膨剂1～2份、清水18～20份。
进一步地，所述的一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，包括以下份数组分：
油相12～15份、水溶性单体22～25份、悬浮剂6～8份、引发剂0.02～0.05份、表面活性剂A 7～10份、表面活性剂B17～20份、助排剂1～1.5份、防膨剂1～1.5份、清水19～20份。
进一步地，所述的一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，包括以下份数组分：
油相14份、水溶性单体23份、悬浮剂7份、引发剂0.03份、表面活性剂A 8份、表面活性剂B 19份、助排剂1.2份、防膨剂1.2份、清水19份。
一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将油相和悬浮剂加入反应釜中，搅拌后得到混合溶液一；
步骤二：将助排剂和防膨剂溶于装清水的容器中，搅拌后得到水溶液；
步骤三：将步骤二所得的水溶液加入到步骤一所得的混合溶液一中，形成混合溶液二；
步骤四：将水溶性单体溶于混合溶液二中，得到单体溶液；
步骤五：在反应釜中通入蒸汽进行搅拌，同时缓慢加入引发剂，继续搅拌1小时；
步骤六：一次性向反应釜中加入表面活性剂A和表面活性剂B；
步骤七：反应釜中液体的温度控制在30～35℃，继续搅拌3～4小时得到所述的悬浮降阻剂体系。
本发明采用反相悬浮聚合法制备降阻剂，反相悬浮聚合法通常采用强烈的搅拌将单体或者单体混合物分散在介质中，成为细小的微粒在滴加引发剂的作用下进行聚合，水为连续相，单体为分散相；本发明将其用于页岩气工厂化加砂压裂用降阻剂，加入油相、悬浮剂、防膨剂、助排剂、后通入蒸汽在搅拌的条件下缓慢加入单体溶液，最后加入引发剂，反应聚合而得到的降阻剂，在水中1min内，迅速溶解分散，形成具有一定黏度的滑溜水体系。在页岩气加砂压裂液中加入降阻剂形成滑溜水，改变了压裂液在管柱中流动速度剖面，使压裂液与管柱接触的边界剪切力趋于均匀分布，所述情况使产生湍流的剪切力强度特征发生了改变，从而降低了雷诺数，实现降低摩阻的目的。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用反相悬浮聚合法制备的降阻剂，关键成分悬浮在体系中，被油相包裹，在水中能够快速破乳溶解分散，室内实验时间在1min以内，加量在0.1％的条件下，运动粘度为2.2～3.5mm2/s，室内采用摩阻测试仪测试降阻率为76％；而现有降阻剂在水中溶解分散时间长，起粘时间慢，加量为0.1％条件下，运动黏度仅为1～1.65mm2/s，粘度较低；因此，本方案分散时间短，起粘时间快，同时，本方案可提高降阻率达76％，体系降低摩阻的效果更好；
(2)本方案中的防膨剂采用六次甲基四胺氯化铵，其分子为笼状结构，并可能因其分子独特的笼状结构，使得本方案制备的降阻剂，能有利于在水中更快的溶解分散，具有在水中溶解分散时间短，起粘时间快的特性；同时也由于六次甲基四胺氯化铵其特殊的立体结构，可以更好的结合、稳固周边的膨润土从而形成立体无机整体，避免了传统线型防膨剂将膨润土稳定为片状单层结构；
(3)本发明一种多功能反相悬浮降阻剂体系，采用反相悬浮聚合法制备的降阻剂在水中分散溶解时间快，黏度高，摩阻低，在页岩气加砂压裂液中添加悬浮降阻剂体系，可以有效降低压裂施工摩阻，提高降阻率达76％，从而能降低施工泵压，降低施工安全风险；该体系同时具有助排和防膨性能，施工时不需通过混砂车额外泵注助排剂和防膨剂；该体系引入甜菜碱抗盐基团，由于其呈电中性，因此在高含盐体系中，可以确保聚合物水化层不被无机离子过度压缩，从而确保该降阻剂在高矿化度条件下仍具有粘度高，降阻效果好，耐温性能强的优势，特别适合页岩气平台工厂化压裂加砂改造。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，其份数组成为：油相为12份、水溶性单体为20份、悬浮剂为6份、表面活性剂A为6份、表面活性剂B为12份、助排剂为1份、防膨剂为1份、引发剂为0.01份、清水为20份；
其中，助排剂为有机氟碳；防膨剂为六次甲基四胺氯化铵；表面活性剂A为壬基酚聚氧乙烯醚；表面活性剂B为辛基芳基聚氧乙烯醚。
采用壬基酚聚氧乙烯醚、辛基芳基聚氧乙烯醚复配可产生协同效应，复配后提高了助排剂有机氟碳耐温和抗盐性能。
进一步地，水溶性单体为丙烯酰胺；油相为白油；悬浮剂为膨润土；引发剂为过硫酸铵。
一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系的制备方法，包括以下步骤：
(1)将12份油相和6份悬浮剂加入反应釜中，搅拌得到其混合溶液一；
(2)将1份助排剂和1份防膨剂溶于装清水的容器中，搅拌得到水溶液；
(3)将水溶液加入到混合溶液一种形成混合溶液二中；
(4)将20份水溶性单体溶于混合溶液二中，搅拌得到单体溶液；
(5)在反应釜中通入蒸汽进行搅拌，同时缓慢加入0.01份引发剂，搅拌1小时；
(6)一次性加入6份表面活性剂A和12份表面活性剂B；
(7)反应釜中液体的温度控制在30℃，继续搅拌3小时得到悬浮降阻剂体系。
六次甲基四胺氯化铵其分子为特殊的立体结构，可以更好的结合、稳固周边的膨润土从而形成立体无机整体。
本方案制备的降阻剂，在工厂化页岩气加砂压裂液中，具有黏度可调，可以有效降低压裂施工摩阻，该体系粘度高，抗地层高矿化度、耐温性能好，同时具有助排、防膨的特点，现场施工不需要再添加其它添加剂，特别适合页岩气平台工厂化压裂加砂改造；实验测试制备的降阻剂在清水中1min内，迅速溶解；
在加量0.1％的条件下，运动黏度为2.2mm2/s，室内采用摩阻测试测试降阻率为75％；在加量0.2％的条件下，采计测定黏度用六速旋转黏度为7.5MPa.S，测试滑溜水破胶后，破胶液的表面张力值为25mN/m，CST比值为1.2。
实施例2
一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，其份数组成为：其中油相为13份、水溶性单体为23份、悬浮剂为7份、表面活性剂A为9份、表面活性剂B为15份、助排剂为1.3份、防膨剂为1.3份、引发剂为0.02份、清水为19份。
助排剂为有机氟碳；
防膨剂为六次甲基四胺氯化铵；
表面活性剂A为司盘80有4.5份，吐温4.5份；
表面活性剂B为辛基芳基聚氧乙烯醚7份，12-羟基硬脂酸-聚氧乙烯醚8份。
进一步地，水溶性单体为2-甲基丙烯酰胺基丙磺酸；
油相为煤油；
悬浮剂为膨润土；
引发剂为亚硫酸氢钠0.01份，偶氮二异丁基脒盐酸盐0.01份。
一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，包括以下步骤：
(1)将13份油相和7份悬浮剂加入反应釜中，搅拌得到其混合溶液一；
(2)将1.3份助排剂和1.3份防膨剂溶于装清水的容器中，搅拌得到水溶液；
(3)将水溶液加入到混合溶液一种形成混合溶液二中；
(4)将23份水溶性单体溶于混合溶液二中，搅拌得到单体溶液；
(5)在反应釜中通入蒸汽进行搅拌，同时缓慢加入0.02份引发剂，搅拌1小时；
(6)一次性加入9份表面活性剂A和15份表面活性剂B；
(7)反应釜中液体的温度控制在30℃，继续搅拌3.5小时得到悬浮降阻剂体系。
采用上述方法制备的降阻剂，在工厂化页岩气加砂压裂液中，具有黏度可调，可以有效降低压裂施工摩阻，该体系粘度高，抗地层高矿化度、耐温性能好，同时具有助排、防膨的特点，现场施工不需要再添加其它添加剂，特别适合页岩气平台工厂化压裂加砂改造；实验测试制备的降阻剂在清水中1min内，迅速溶解；
在加量0.1％的条件下，运动黏度为2.6mm2/s，室内采用摩阻测试测试降阻率为77％；在加量0.2％的条件下，采计测定黏度用六速旋转黏度为8.5MPa.S，测试滑溜水破胶后，破胶液的表面张力值为23mN/m，CST比值为1.1。
实施例3
一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，其份数组成为：油相为14份、水溶性单体为24份、悬浮剂为8份、表面活性剂A为9份、表面活性剂B为18份、助排剂为1.4份1.4份、防膨剂为1.4份、引发剂为0.025份、清水为19份。
助排剂为有机氟碳；
防膨剂为六次甲基四胺氯化铵；
表面活性剂A为壬基酚聚氧乙烯醚5份，吐温4份；
表面活性剂B为辛基芳基聚氧乙烯醚9份，12-羟基硬脂酸-聚氧乙烯醚9份。
进一步地，水溶性单体为丙烯酸钠；
油相为生物柴油；
悬浮剂为膨润土；
引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐。
一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，包括以下步骤：
(1)将14份油相和8份悬浮剂加入反应釜中，搅拌得到其混合溶液一；
(2)将1.4份助排剂和1.4份防膨剂溶于装清水的容器中，搅拌得到水溶液；
(3)将水溶液加入到混合溶液一种形成混合溶液二中；
(4)将24份水溶性单体溶于混合溶液二中，搅拌得到单体溶液；
(5)在反应釜中通入蒸汽进行搅拌，同时缓慢加入0.025份引发剂，搅拌1小时；
(6)一次性加入9份表面活性剂A和18份表面活性剂B；
(7)反应釜中液体的温度控制在30℃，继续搅拌4小时得到悬浮降阻剂体系。
采用上述方法制备的降阻剂，在工厂化页岩气加砂压裂液中，具有黏度可调，可以有效降低压裂施工摩阻，该体系粘度高，抗地层高矿化度、耐温性能好，同时具有助排、防膨的特点，现场施工不需要再添加其它添加剂，特别适合页岩气平台工厂化压裂加砂改造；实验测试制备的降阻剂在清水中1min内，迅速溶解；
在加量0.1％的条件下，运动黏度为3.5mm2/s，室内采用摩阻测试测试降阻率为77.5％；在加量0.2％的条件下，采计测定黏度用六速旋转黏度为9.0MPa.S，测试滑溜水破胶后，破胶液的表面张力值为22.5mN/m，CST比值为1.05。
实施例4
一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，其份数组成为：油相为15份、水溶性单体为25份、悬浮剂为8份、表面活性剂A为10份、表面活性剂B为20份、助排剂为1.5份、防膨剂为1.5份、引发剂为0.017份、清水为20份。
所述助排剂为有机氟碳；
所述防膨剂为六次甲基四胺氯化铵；
所述表面活性剂A为壬基酚聚氧乙烯醚5份，司盘80为3份、吐温2份；
所述表面活性剂B为辛基芳基聚氧乙烯醚10份，12-羟基硬脂酸-聚氧乙烯醚10份。
进一步地，所述的水溶性单体为丙烯酰胺；
所述油相为白油；
所述悬浮剂为膨润土；
所述引发剂为过硫酸铵。
一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，包括以下步骤：
(1)将15份油相和8份悬浮剂加入反应釜中，搅拌得到其混合溶液一；
(2)将1.5份助排剂和1.5份防膨剂溶于装清水的容器中，搅拌得到水溶液；
(3)将水溶液加入到混合溶液一种形成混合溶液二中；
(4)将25份水溶性单体溶于混合溶液二中，搅拌得到单体溶液；
(5)在反应釜中通入蒸汽进行搅拌，同时缓慢加入0.017％份，搅拌1小时；
(6)一次性加入10份表面活性剂A和20份表面活性剂B；
(7)反应釜中液体的温度控制在30℃，继续搅拌4.5小时得到悬浮降阻剂体系。
采用上述方法制备的降阻剂，在工厂化页岩气加砂压裂液中，具有黏度可调，可以有效降低压裂施工摩阻，该体系粘度高，抗地层高矿化度、耐温性能好，同时具有助排、防膨的特点，现场施工不需要再添加其它添加剂，特别适合页岩气平台工厂化压裂加砂改造；实验测试制备的降阻剂在清水中1min内，迅速溶解；
在加量0.1％的条件下，运动黏度为3.1mm2/s，室内采用摩阻测试测试降阻率为77.5％；在加量0.2％的条件下，采计测定黏度用六速旋转黏度为7.8MPa.S，测试滑溜水破胶后，破胶液的表面张力值为22.8mN/m，CST比值为1.09。
调研现有技术降阻剂的室内评价降阻率为70％，在清水中溶解分散时间为2min左右，而本发明制备的降阻剂在室内采用摩阻测试仪测试降阻率为77.5％，溶解分散时间在1min内，降摩阻率有所提高，溶解分散起黏时间有了进一步降低，同时在体系中加入了助排剂和黏土稳定剂，压裂施工时不需在额外加入添加剂，更适合现场页岩气工厂化加砂压裂施工要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，其特征在于：包括油相、水溶性单体、悬浮剂、引发剂、表面活性剂A、表面活性剂B、助排剂、防膨剂、清水；
所述表面活性剂A为壬基酚聚氧乙烯醚、司盘80、吐温中的一种或几种组合物；
所述表面活性剂B为烷基芳基聚氧乙烯醚、12-羟基硬脂酸-聚氧乙烯醚中的一种或几种组合物；
所述助排剂为有机氟碳；
所述防膨剂为六次甲基四胺氯化铵。
2.根据权利要求1所述的一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，其特征在于：
所述水溶性单体为丙烯酰胺、丙烯酸钠、2-甲基丙烯酰胺基丙磺酸中的一种或几种组合物；
所述油相为白油、煤油、生物柴油中的一种或几种组合物；
所述悬浮剂为膨润土；
所述引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠、偶氮二异丁基脒盐酸盐中的一种或几种组合物。
3.根据权利要求2所述的一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，其特征在于，包括以下份数组分：
油相10～15份、水溶性单体20～25份、悬浮剂5～8份、引发剂0.01～0.05份、表面活性剂A6～10份、表面活性剂B10～20份、助排剂1～2份、防膨剂1～2份、清水18～20份。
4.根据权利要求3所述的一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，其特征在于，包括以下份数组分：
油相12～15份、水溶性单体22～25份、悬浮剂6～8份、引发剂0.02～0.05份、表面活性剂A 7～10份、表面活性剂B 17～20份、助排剂1～1.5份、防膨剂1～1.5份、清水19～20份。
5.根据权利要求4所述的一种页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系，其特征在于，包括以下份数组分：
油相14份、水溶性单体23份、悬浮剂7份、引发剂0.03份、表面活性剂A 8份、表面活性剂B 19份、助排剂1.2份、防膨剂1.2份、清水19份。
6.一种应用于权利要求1至5任一项的页岩气工厂化加砂压裂液用多功能反相悬浮降阻剂体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将油相和悬浮剂加入反应釜中，搅拌后得到混合溶液一；
步骤二：将助排剂和防膨剂溶于装清水的容器中，搅拌后得到水溶液；
步骤三：将步骤二所得的水溶液加入到步骤一所得的混合溶液一中，形成混合溶液二；
步骤四：将水溶性单体溶于混合溶液二中，得到单体溶液；
步骤五：在反应釜中通入蒸汽进行搅拌，同时缓慢加入引发剂，继续搅拌1小时；
步骤六：一次性向反应釜中加入表面活性剂A和表面活性剂B；
步骤七：反应釜中液体的温度控制在30～35℃，继续搅拌3～4小时得到所述的悬浮降阻剂体系。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1094082A (zh) * | 1993-04-15 | 1994-10-26 | 华中理工大学 | 防止油层粘土膨胀多效稳定剂 |
| CN103013488A (zh) * | 2013-01-21 | 2013-04-03 | 西南石油大学 | 滑溜水压裂液减阻剂及其制备方法 |
| CN103694984A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 西南石油大学 | 一种页岩气酸化压裂减阻剂及其制备方法 |
| CN106496389A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-15 | 长江大学 | 一种兼具减阻、助排和粘土稳定功能的反相乳液滑溜水浓缩体系 |
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