CN115612021A - 一种非常规储层水力压裂用纳米减阻剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种非常规储层水力压裂用纳米减阻剂及其制备方法。所述制备方法如下：在第一高位槽中加入丙烯酰胺和第一去离子水，在第二高位槽中加入引发剂；依次加入2,2,2‑三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4‑甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1‑乙烯基‑3‑苄基咪唑溴盐、TX‑10（壬基酚聚氧乙烯醚）、缓冲盐、第二去离子水，用氢氧化钠溶液调pH；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，滴加完毕后，反应釜升温然后降温，用氨水调pH，得到产品纳米减阻剂。本发明具有原料来源广泛、合成工艺简单、无副产物的优点；同时本发明具有高粘度、高减阻率的特点。

Description

一种非常规储层水力压裂用纳米减阻剂及其制备方法
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，涉及一种高分子聚合物及其制备方法，特别涉及一种非常规储层水力压裂用纳米减阻剂及其制备方法。
背景技术
国内油田大部分已进入注水开发中后期，由于油藏的非均质性，注入水容易沿高渗透层突破、冲刷使高渗透层的渗透率进一步提高，油藏的非均质性进一步扩大，致使油井大量出水，产能降低，经济效益变差。为了使注入水均匀推进，减少油井出水，提高石油采收率，最有效的方法就是从注水井注入化学调剖剂封堵高渗透层，调整水井的吸水剖面，即进行压裂作业。
压裂工艺是油气井增产的一项重要措施，在各油田普遍采用，它是利用地面高压泵组将压裂液以大大超过地层吸收能力的排量泵入地层，在地层形成裂缝，改善油气层的导流能力，提高油层的渗透能力，以增加注水量或产油量，从而达到增产目的。
伴随着常规油气藏的大规模开采和消耗，致密砂岩气、煤层气、页岩气等低渗透特低渗、深层高温非常规油气资源亟待开发利用。水力压裂技术是广泛用于低渗、特低渗油气井增产、注水井增注的重要技术手段之一。
将压裂液由高压泵注入设备进行增压后，通过管柱高速泵入地层，高压高速条件下流体在管内流动过程中紊流现象严重，压裂液与管壁之间有较大的摩擦阻力，流体的摩擦阻力限制了流体在管道中的流动，造成管道输量降低以及能量损耗增加。因此，需要采用在流体中添加减阻剂的方法来降低摩擦阻力的影响，从而提高施工效率。
CN103694984A公开了公开了一种页岩气酸化压裂减阻剂及其制备方法。该发明将单体丙烯酸与2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸混合，溶于水中，然后加入丙烯酰胺，最后再加入乙二胺四乙酸二钠配制成水相；将复配表面活性剂与基础油混合溶解，形成油相；然后将油相和水相进行反相乳液聚合，制备出页岩气酸化压裂减阻剂。该减阻剂中引入大量抗酸性单体，极大提高了减阻剂的抗酸能力；减阻剂外观为乳白色乳液，稳定性高，不燃、不爆，运输及储存安全；该减阻剂在水中溶解快，不会形成鱼眼，满足页岩气酸化压裂连续混配的要求；质量分数为0.2%的减阻剂水溶液，其降阻率就可达到70%以上。但是该专利配方中含有大量的有机溶剂，这种压裂液减阻剂注入地层后会造成地下水的污染，无法满足环保的要求。
CN103013488A公开了一种能应用于滑溜水压裂液的减阻剂及其制备方法，将有机盐加入丙烯酰胺与功能单体水溶液中制备水相，在高速搅拌下将水相加入到由表面活性剂与基础油构成的油相体系中，形成稳定的W/O型微乳液体系，再通氮气驱氧，加入引发剂聚合，形成无支化的长链结构。该聚合物微乳胶为透明或半透明状的热力学稳定体系，能够迅速溶胀于水中，可以直接使用，在流体输送时加入少量的该减阻剂，可一定程度的提高流量、降低能耗，与清水相比，减阻效果可达到30%～65%。该发明的减阻剂具有稳定性好、溶解速度快、溶解性能好、使用方便、减阻效果显著等特点，适用于滑溜水压裂技术，并且已经应用于现场压裂作业，取得了良好的增产效果。但是该减阻剂在水中分散效果较差，96小时后还是浑浊状态，会影响压裂液体系的性能，而且该减阻剂的减阻率为仅为30-60%，效果较差。
发明内容
本发明针对现有技术的不足而提供一种非常规储层水力压裂用纳米减阻剂及其制备方法。本发明具有原料来源广泛、合成工艺简单、无副产物的优点；同时本发明具有高粘度、高减阻率的特点。
为了实现上述目的，本发明的目的之一公开了一种非常规储层水力压裂用纳米减阻剂，所述纳米减阻剂分子结构式如下：
Figure 127470DEST_PATH_IMAGE001
其中：
a=20000-400000；
b=5000-100000；
c=10000-200000；
d=2000-40000；
e=2000-40000。
本发明另一个目的公开了上述非常规储层水力压裂用纳米减阻剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）在第一高位槽中加入丙烯酰胺和第一去离子水，搅拌溶解，在第二高位槽中加入引发剂；
（2）将反应釜用氮气吹扫3-5min，整个合成过程缓慢通入氮气，依次加入2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐、TX-10（壬基酚聚氧乙烯醚）、缓冲盐、第二去离子水，高速搅拌，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用4-5wt%的氢氧化钠溶液调节pH7-8；
（3）将反应釜搅拌速度调节为300-500rpm，同时缓慢升温，温度达到50-55℃后，停止升温，继续搅拌；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，第一高位槽滴加时间控制在2-3h，第二高位槽较第一高位槽的滴加时间长10-30min，滴加完毕后，将反应釜升温到80-90℃，继续搅拌2-3h，降温到40-50℃，用18-20wt%的氨水调节pH7-8；得到产品纳米减阻剂。
本发明是以丙烯酰胺、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐为单体的五元高分子聚合物。其中，丙烯酰胺为聚合物主体；2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯具有普通表面活性剂无法比拟的低表面张力和界面张力，可以大幅度降低压裂液运移过程中的摩擦阻力；烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷液也可以大幅度降低表面张力和界面张力，降低压裂液运移过程中的摩擦阻力，同时苯环结构可以提高压裂液的刚性、提高耐剪切力；丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐含有季铵阳离子，一方面可以降低表面张力和界面张力，一方面电荷的排斥作用抑制了单体分子的弯曲，提高了分子粘度；1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐的苯环结构进一步提高了分子的耐剪切力；TX-10为常规的非离子表面活性剂，可以提高产品聚合质量，提高分子量和均匀程度，从而提高产品的粘度，同时可以进一步加强减阻效果。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
（1）本发明的纳米减阻剂合成为一锅法，原材料易得，合成工艺简单，没有副产物，安全环保；
（2）本发明的纳米减阻剂具有高表观粘度，在温度30℃条件下，0.5wt%浓度时表观粘度≥180mPa.s；
（3）本发明纳米减阻剂具有较好的减阻效应，0.5wt%浓度的减阻率≥70%。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
根据本发明的第一方面，本发明公开了一种非常规储层水力压裂用纳米减阻剂，所述纳米减阻剂分子结构式如下：
Figure 713304DEST_PATH_IMAGE002
其中：
a=20000-400000，优选为50000-100000；
b=5000-100000，优选为10000-20000；
c=10000-200000，优选为20000-50000；
d=2000-40000，优选为5000-20000；
e=2000-40000，优选为5000-10000。
所述纳米减阻剂粘均分子量为10000000-50000000。
第二方面，本发明公开了上述非常规储层水力压裂用纳米减阻剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）在第一高位槽中加入丙烯酰胺和第一去离子水，搅拌溶解，在第二高位槽中加入引发剂；
（2）将反应釜用氮气吹扫3-5min，整个合成过程缓慢通入氮气，依次加入2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐、TX-10（壬基酚聚氧乙烯醚）、缓冲盐、第二去离子水，高速搅拌，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用4-5wt%的氢氧化钠溶液调节pH7-8；
（3）将反应釜搅拌速度调节为300-500rpm，同时缓慢升温，温度达到50-55℃后，停止升温，继续搅拌；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，第一高位槽滴加时间控制在2-3h，第二高位槽较第一高位槽的滴加时间长10-30min，滴加完毕后，将反应釜升温到80-90℃，继续搅拌2-3h，降温到40-50℃，用18-20wt%的氨水调节pH7-8；得到产品纳米减阻剂。
在本发明中，优选地，所述丙烯酰胺、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐的摩尔比为1：0.1-0.3：0.2-0.5：0.05-0.1：0.05-0.1；更优选地，所述丙烯酰胺、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐的摩尔比为1：0.1-0.2：0.2-0.3：0.05-0.08：0.05-0.07。
在本发明中，优选地，步骤（1）中所述第一去离子水与丙烯酰胺的重量比为3-4：1。
在本发明中，优选地，所述引发剂为过硫酸盐和还原性含硫盐的混合溶液，所述引发剂与丙烯酰胺的重量比为0.1-0.3：1。
优选情况下，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种，所述还原性含硫盐为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种。
优选情况下，所述过硫酸盐的质量浓度为8-10%，还原性含硫盐的质量浓度为3-5%。
在本发明中，优选地，步骤（2）中所述缓冲盐为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的一种。
优选情况下，所述TX-10（壬基酚聚氧乙烯醚）、缓冲盐、第二去离子水与丙烯酰胺的重量比为0.02-0.05：0.02-0.05：4-5：1。
在本发明中，优选地，步骤（2）中所述高速搅拌速度为1000-1500rpm。
本发明所述纳米减阻剂的合成的反应方程式如下：
Figure 457269DEST_PATH_IMAGE003
Figure 897477DEST_PATH_IMAGE004
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和426g第一去离子水，搅拌溶解，在第二高位槽中加入14.2g引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠的混合溶液，其中过硫酸钾的浓度为10wt%，亚硫酸氢钠的浓度为5wt%。
（2）将反应釜用氮气吹扫3min，整个合成过程缓慢通入氮气；依次加入0.2mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.4mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.1mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.1mol 1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐、2.84gTX-10、2.84g磷酸氢二钾、710g第二去离子水，高速搅拌，搅拌速度为1000rpm，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用4wt%的氢氧化钠溶液调节pH7。
（3）将反应釜搅拌速度调节为300rpm，同时缓慢升温，温度达到50℃后，停止升温，继续搅拌；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，第一高位槽滴加时间为2.5h，第二高位槽的滴加时间为2.8h，滴加完毕后，将反应釜升温到80℃，继续搅拌2.2h，降温到40℃，用20wt%的氨水调节pH8；得到产品J1。
实施例2
（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和568g第一去离子水，搅拌溶解，在第二高位槽中加入19.3g引发剂过硫酸钾和硫代硫酸钠的混合溶液，其中过硫酸钾的浓度为9wt%，硫代硫酸钠的浓度为4wt%。
（2）将反应釜用氮气吹扫3min，整个合成过程缓慢通入氮气；依次加入0.25mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.5mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.2mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.2mol 1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐、3.44gTX-10、7.1g磷酸氢二钾、568g第二去离子水，高速搅拌，搅拌速度为1100rpm，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用4wt%的氢氧化钠溶液调节pH8。
（3）将反应釜搅拌速度调节为350rpm，同时缓慢升温，温度达到54℃后，停止升温，继续搅拌；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，第一高位槽滴加时间为2.6h，第二高位槽的滴加时间为3h，滴加完毕后，将反应釜升温到90℃，继续搅拌2.6h，降温到42℃，用18wt%的氨水调节pH7；得到产品J2。
实施例3
（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和451g第一去离子水，搅拌溶解，在第二高位槽中加入17.8g引发剂过硫酸钠和硫代硫酸钠的混合溶液，其中过硫酸钠的浓度为8wt%，硫代硫酸钠的浓度为4wt%。
（2）将反应釜用氮气吹扫5min，整个合成过程缓慢通入氮气；依次加入0.38mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.6mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.12mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.18mol 1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐、3.78gTX-10、4.55g磷酸二氢钾、683g第二去离子水，高速搅拌，搅拌速度为1200rpm，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用5wt%的氢氧化钠溶液调节pH7。
（3）将反应釜搅拌速度调节为380rpm，同时缓慢升温，温度达到51℃后，停止升温，继续搅拌；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，第一高位槽滴加时间为2.3h，第二高位槽的滴加时间为2.6h，滴加完毕后，将反应釜升温到80℃，继续搅拌2h，降温到43℃，用19wt%的氨水调节pH7；得到产品J3。
实施例4
（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和496g第一去离子水，搅拌溶解，在第二高位槽中加入27.6g引发剂过硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合溶液，其中过硫酸钠的浓度为8wt%，亚硫酸氢钠的浓度为3wt%。
（2）将反应釜用氮气吹扫5min，整个合成过程缓慢通入氮气；依次加入0.35mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.6mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.14mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.17mol 1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐、4.29gTX-10、6.78g磷酸二氢钾、588g第二去离子水，高速搅拌，搅拌速度为1300rpm，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用5wt%的氢氧化钠溶液调节pH8。
（3）将反应釜搅拌速度调节为400rpm，同时缓慢升温，温度达到53℃后，停止升温，继续搅拌；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，第一高位槽滴加时间为2.5h，第二高位槽的滴加时间为3h，滴加完毕后，将反应釜升温到90℃，继续搅拌2.5h，降温到50℃，用18wt%的氨水调节pH8；得到产品J4。
实施例5
（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和542g第一去离子水，搅拌溶解，在第二高位槽中加入31.4g引发剂过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合溶液，其中过硫酸铵的浓度为10wt%，亚硫酸氢钠的浓度为4wt%。
（2）将反应釜用氮气吹扫5min，整个合成过程缓慢通入氮气；依次加入0.4mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.7mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.16mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.16mol 1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐、5.11gTX-10、4.88g磷酸氢二钠、649g第二去离子水，高速搅拌，搅拌速度为1400rpm，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用4.5wt%的氢氧化钠溶液调节pH7。
（3）将反应釜搅拌速度调节为450rpm，同时缓慢升温，温度达到50℃后，停止升温，继续搅拌；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，第一高位槽滴加时间为2.2h，第二高位槽的滴加时间为2.5h，滴加完毕后，将反应釜升温到85℃，继续搅拌2.5h，降温到45℃，用19wt%的氨水调节pH7；得到产品J5。
实施例6
（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和500g第一去离子水，搅拌溶解，在第二高位槽中加入39.8g引发剂过硫酸铵和亚硫酸钠的混合溶液，其中过硫酸铵的浓度为9.5wt%，亚硫酸钠的浓度为4.5wt%。
（2）将反应釜用氮气吹扫3min，整个合成过程缓慢通入氮气；依次加入0.45mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.8mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.18mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.15mol 1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐、5.75gTX-10、6.14g磷酸氢二钠、638g第二去离子水，高速搅拌，搅拌速度为1500rpm，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用4.5wt%的氢氧化钠溶液调节pH8。
（3）将反应釜搅拌速度调节为480rpm，同时缓慢升温，温度达到52℃后，停止升温，继续搅拌；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，第一高位槽滴加时间为3h，第二高位槽的滴加时间为3.2h，滴加完毕后，将反应釜升温到82℃，继续搅拌2h，降温到46℃，用18.5wt%的氨水调节pH7；得到产品J6。
实施例7
（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和450g第一去离子水，搅拌溶解，在第二高位槽中加入42.6g引发剂过硫酸铵和亚硫酸钠的混合溶液，其中过硫酸铵的浓度为8.5wt%，亚硫酸钠的浓度为4.5wt%。
（2）将反应釜用氮气吹扫4min，整个合成过程缓慢通入氮气；依次加入0.5mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.95mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.15mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.13mol 1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐、6.23gTX-10、5.17g磷酸二氢钠、623g第二去离子水，高速搅拌，搅拌速度为1500rpm，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用4wt%的氢氧化钠溶液调节pH7；
（3）将反应釜搅拌速度调节为500rpm，同时缓慢升温，温度达到50℃后，停止升温，继续搅拌；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，第一高位槽滴加时间为2.5h，第二高位槽的滴加时间为3h，滴加完毕后，将反应釜升温到87℃，继续搅拌3h，降温到48℃，用19.5wt%的氨水调节pH8；得到产品J7。
实施例8
（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和520g第一去离子水，搅拌溶解，在第二高位槽中加入37.4g引发剂过硫酸钾和硫代硫酸钠的混合溶液，其中过硫酸钾的浓度为10wt%，硫代硫酸钠的浓度为4wt%。
（2）将反应釜用氮气吹扫4min，整个合成过程缓慢通入氮气；依次加入0.6mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、1mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.13mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.12mol 1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐、7.1gTX-10、5.88g磷酸二氢钠、594g第二去离子水，高速搅拌，搅拌速度为1500rpm，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用5wt%的氢氧化钠溶液调节pH8。
（3）将反应釜搅拌速度调节为500rpm，同时缓慢升温，温度达到55℃后，停止升温，继续搅拌；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，第一高位槽滴加时间为2h，第二高位槽的滴加时间为2.5h，滴加完毕后，将反应釜升温到83℃，继续搅拌3h，降温到50℃，用20wt%的氨水调节pH8；得到产品J8。
实施例9 纳米减阻剂表观粘度测试
测试本发明纳米减阻剂J1-J8的表观粘度，测试浓度为0.5wt%，方法参考SY/T6376－2008《压裂液通用技术条件》中7.1。用山东宝莫生物化工有限公司的压裂液减阻剂产品BM-3进行表观粘度对比，测试结果见表1。
实施例10 纳米减阻剂减阻率测试
测试本发明纳米减阻剂J1-J8的减阻率，测试浓度为0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%，方法参考SY/T 6376－2008《压裂液通用技术条件》中7.13.1。用山东宝莫生物化工有限公司的压裂液减阻剂产品BM-3进行减阻率对比，测试结果见表1。
表1 纳米减阻剂表观粘度、减阻率测试结果
Figure 75387DEST_PATH_IMAGE005
从表1可以看出：
（1）浓度为0.5wt%时，本发明纳米减阻剂J1-J8的表观粘度均大于180mPa.s，其中J8表观粘度最大达到246mPa.s；而BM-3的表观粘度为75mPa.s，明显低于本发明。
（2）浓度为0.1wt%时，本发明纳米减阻剂J1-J8的减阻率均大于50%，其中J8的减阻率最大达到62%，而BM-3的减阻率为39%；浓度为0.3wt%时，本发明纳米减阻剂J1-J8的减阻率均大于60%，其中J8的减阻率最大达到69%，而BM-3的减阻率为53%；浓度为0.5wt%时，本发明纳米减阻剂J1-J8的减阻率均大于70%，其中J8的减阻率最大达到80%，而BM-3的减阻率为59%明显低于本发明。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种非常规储层水力压裂用纳米减阻剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：
（1）在第一高位槽中加入丙烯酰胺和第一去离子水，搅拌溶解，在第二高位槽中加入引发剂；
（2）将反应釜用氮气吹扫3-5min，整个合成过程缓慢通入氮气，依次加入2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐、壬基酚聚氧乙烯醚、缓冲盐、第二去离子水，高速搅拌，直到所有原材料完全成为均匀的乳状液，用4-5wt%的氢氧化钠溶液调节pH7-8；
（3）将反应釜搅拌速度调节为300-500rpm，同时缓慢升温，温度达到50-55℃后，停止升温，继续搅拌；第一高位槽和第二高位槽中的液体同时滴加到反应釜中，第一高位槽滴加时间控制在2-3h，第二高位槽较第一高位槽的滴加时间长10-30min，滴加完毕后，将反应釜升温到80-90℃，继续搅拌2-3h，降温到40-50℃，用18-20wt%的氨水调节pH7-8；得到产品纳米减阻剂。
2.根据权利要求1所述非常规储层水力压裂用纳米减阻剂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰胺、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐的摩尔比为1：0.1-0.3：0.2-0.5：0.05-0.1：0.05-0.1。
3.根据权利要求2所述非常规储层水力压裂用纳米减阻剂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰胺、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1-乙烯基-3-苄基咪唑溴盐的摩尔比为1：0.1-0.2：0.2-0.3：0.05-0.08：0.05-0.07。
4.根据权利要求1所述非常规储层水力压裂用纳米减阻剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸盐和还原性含硫盐的混合溶液，所述引发剂与丙烯酰胺的重量比为0.1-0.3：1。
5.根据权利要求4所述非常规储层水力压裂用纳米减阻剂的制备方法，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种，所述还原性含硫盐为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种。
6.根据权利要求4或5所述非常规储层水力压裂用纳米减阻剂的制备方法，其特征在于，所述过硫酸盐的质量浓度为8-10%，还原性含硫盐的质量浓度为3-5%。
7.根据权利要求1所述非常规储层水力压裂用纳米减阻剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述缓冲盐为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的一种。
8.根据权利要求1所述非常规储层水力压裂用纳米减阻剂的制备方法，其特征在于，所述壬基酚聚氧乙烯醚、缓冲盐、第二去离子水与丙烯酰胺的重量比为0.02-0.05：0.02-0.05：4-5：1。
9.根据权利要求1-8任一项所述非常规储层水力压裂用纳米减阻剂的制备方法制备得到的纳米减阻剂，其特征在于，所述纳米减阻剂分子结构式如下：
Figure 446152DEST_PATH_IMAGE001
其中：
a=20000-400000；
b=5000-100000；
c=10000-200000；
d=2000-40000；
e=2000-40000；
所述纳米减阻剂粘均分子量为10000000-50000000。
10.根据权利要求9所述纳米减阻剂，其特征在于，所述纳米减阻剂分子结构式如下：
Figure 563013DEST_PATH_IMAGE002
其中：
a=50000-100000；
b=10000-20000；
c=20000-50000；
d=5000-20000；
e=5000-10000。
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