CN116285938B - 一种功能复合型压裂液稠化剂及其制备方法 - Google Patents

一种功能复合型压裂液稠化剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116285938B
CN116285938B CN202310567348.8A CN202310567348A CN116285938B CN 116285938 B CN116285938 B CN 116285938B CN 202310567348 A CN202310567348 A CN 202310567348A CN 116285938 B CN116285938 B CN 116285938B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fracturing fluid
cyclodextrin
functional composite
gum
cationic guar
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.)
Active
Application number
CN202310567348.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116285938A (zh
Inventor
姜红
李江岳
刘源
王广西
任飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongying Baiyang Petroleum Technology Co ltd
Original Assignee
Dongying Baiyang Petroleum Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongying Baiyang Petroleum Technology Co ltd filed Critical Dongying Baiyang Petroleum Technology Co ltd
Priority to CN202310567348.8A priority Critical patent/CN116285938B/zh
Publication of CN116285938A publication Critical patent/CN116285938A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116285938B publication Critical patent/CN116285938B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/66Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/68Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52Amides or imides
    • C08F220/54Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/56Acrylamide; Methacrylamide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/882Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/90Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose

Abstract

本发明涉及油田化学试剂技术领域,具体涉及一种功能复合型压裂液稠化剂及其制备方法。利用阳离子瓜尔胶优异的增稠功效提升稠化剂的增稠性能,使用环糊精对阳离子瓜尔胶进行包覆,防止其在贮存过程中被生物分解,提高稠化剂贮存稳定性,无需额外加入杀菌剂。阳离子瓜尔胶分子中的阳离子基团可吸附到粘土表面以中和其负电荷,起到防膨作用,防止储层中水敏性矿物对油气层造成伤害。本发明稠化剂组分复配科学合理,具有优良的增稠性能、贮存稳定性、耐剪切性能,稠化剂溶解迅速,具有良好的防膨性能,无需额外添加防膨试剂,有效简化作业流程、节省作业成本。

Description

一种功能复合型压裂液稠化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田化学试剂技术领域,具体涉及一种功能复合型压裂液稠化剂及其制备方法。
背景技术
压裂是指采油过程中,利用水力作用,使油层形成裂缝的一种方法。在油田开发作业中,压裂由于可改造油层物性,增大地层流体的流通面积,减少阻力,提高油井生产能力,已成为油田增产中至关重要的一环,在各大油田应用愈发广泛。压裂作业中使用的压裂液,是由多种添加剂按一定配比形成的非均质不稳定的化学体系,通常由稠化剂、分散剂、防膨剂、杀菌剂等各种功能添加剂构成。传统稠化剂主要为粉剂形式,使用时需充分溶胀后方可使用,存在溶解时间长、增稠速度慢、不适合大规模压裂施工等缺点,而乳液型稠化剂无需溶解耗时,增稠速度快,作业施工方便,因此乳液型稠化剂应用愈发广泛,研究也愈发深入。
CN114350341A公开了一种压裂用乳液型稠化剂及其制备方法,通过将溶质马来酸酐和六次甲基二胺溶解在溶剂甲苯中进行反应,得到中间单体;将中间单体和丙烯酸甲酯用复合乳化剂溶解于白油中,得到油相;将丙烯酰胺和丙烯酸甲酯溶解于水中,再加入氧化剂,得到水相;将油相和水相进行混合,调节pH值,滴加还原剂进行引发反应,随后继续进行反应后得到一种压裂用乳液型稠化剂。该文献通过将稠化剂做成乳液型,缩短了施工周期;在高温井中由于聚合物分子间通过酰胺化反应交联,增强体系的粘度,避免了交联剂的使用,降低了生产成本。
CN108329901A公开了一种压裂液用乳液型稠化剂及其制备方法,按重量份计,所述稠化剂是由3~5份的复合乳化剂,30~50份的油类物质,30~45份的水、20~35份的聚合物单体和0.5~2份的稳定剂通过反相乳液聚合合成。制备方法包括:将油类物质和复合乳化剂高速剪切乳化形成第一混合物;将水和稳定剂搅拌溶解形成第二混合物;将第一混合物与第二混合物混合高速剪切乳化形成第三混合物;向第三混合物中加入聚合物单体和引发剂,搅拌溶解后于50-55℃的温度下聚合反应5-6h,得到所述乳液型稠化剂。
CN106939159A公开了一种用于油气井压裂乳液型减阻稠化剂及其制备方法,包括称量原料丙烯酰胺、功能单体、司盘80、过硫酸钾、环己烷、OP-10和去离子水;在聚合单体中搅拌混合分散剂和环己烷;引发并聚合形成乳液型减阻稠化剂。与现有技术相比,该方法工艺简单,环境友好,且获得的乳液型减阻稠化剂的性能稳定,且油藏温度最高能达到150℃,减阻率达到70%以上。
可见,现有技术中压裂液用稠化剂还存在功能较为单一、制备工艺繁琐、增稠等性能尚有提高空间等缺陷,因此,有必要研发一种功效多样且各项性能优异的一种功能复合型压裂液稠化剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种功能复合型压裂液稠化剂,改善现有稠化剂功能单一、各项性能不佳等问题。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种功能复合型压裂液稠化剂,其特征在于,包括如下重量百分比的组分:高分子聚合物原料40%-50%、环糊精6%-12%、胶质4%-6%、乳化剂5%-10%、分散剂2%-6%、引发剂0.5%-2.5%,余量为去离子水;其中,所述高分子聚合物原料由质量比为15-20:5-8:55-60:15-20的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、丙烯酸、丙烯酰胺、双十八烷基二甲基氯化铵构成;所述乳化剂包括烷基乳化剂、醚基乳化剂、醇基乳化剂、酰胺基乳化剂、硅醇乳化剂中的一种或多种。
进一步地,所述胶质为阳离子瓜尔胶与汉生胶中的一种或两种。
作为优选方案,所述胶质为质量比1:2-1:4的阳离子瓜尔胶与汉生胶。
进一步地,所述环糊精与所述胶质质量比为(1.5-2):1。
进一步地,所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或焦亚硫酸钠。
作为优选,本发明功能复合型压裂液稠化剂包含高分子聚合物原料45%-50%、环糊精8%-12%、胶质4%-5%、乳化剂6%-10%、分散剂5%-6%、引发剂1.3%-2.1%,余量为去离子水,其中,所述胶质为阳离子瓜尔胶及汉生胶中的一种或两种。
作为优选,本发明功能复合型压裂液稠化剂包含高分子聚合物原料46%、环糊精10%、胶质5%、乳化剂8%、分散剂6%、引发剂1.7%,余量为去离子水。
此外,本发明还提供一种功能复合型压裂液稠化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:将所述高分子聚合物原料与一半质量的去离子水混合均匀,得混合物A;
S2:将所述环糊精及所述胶质加入剩余去离子水中,搅拌分散均匀,得混合物B;
S3:将混合物A、混合物B与所述乳化剂、分散剂、引发剂及剩余的去离子水搅拌分散均匀,保温搅拌3-5h,静置降温,即得所述一种功能复合型压裂液稠化剂;其中,所述搅拌为水浴搅拌,水浴温度为50-60℃。
根据本发明,还可获得环糊精与胶质的混合物用于提高所述的功能复合型压裂液稠化剂性能的应用,其中,所述胶质为阳离子瓜尔胶与汉生胶中的一种或多种,所述性能包括贮存稳定性、增稠性能、防膨性能中的一种或多种。
本发明的有益效果:
(1)加入阳离子瓜尔胶,利用其本身优异的增稠功效提升稠化剂的增稠性能,并且加入环糊精对阳离子瓜尔胶进行有效包覆,防止其在贮存过程中被生物分解从而避免稠化剂稳定性下降,无需额外加入杀菌剂。
(2)环糊精也具有一定的增稠能力,分散于体系中时可先于阳离子瓜尔胶发挥增稠作用,然而释放出阳离子瓜尔胶进一步提升体系粘度,既对阳离子瓜尔胶提供了良好的保护作用,也避免了阳离子瓜尔胶被包覆导致的增稠速度大幅降低的问题。
(3)阳离子瓜尔胶分子中的阳离子基团可以吸附到粘土表面以中和其负电荷,减少晶层间的斥力,起到防膨作用,并且可通过范德华力、氢键等作用吸附在粘土表面上,从而达到抑制粘土水化膨胀、分散运移的作用,防止储层中水敏性矿物对油气层造成伤害。
(4)本发明功能复合型压裂液稠化剂组分复配科学合理,在20℃及50℃条件下贮存6个月,不出现分层现象,具有优异的稳定性;在高矿化度环境中具有优良的增稠性能,并且本发明稠化剂溶解性能优异,可在较短时间内充分溶解,迅速发挥增稠功效;耐剪切性能优异,经90℃、170s-1剪切120min,粘度保持率稳定在80%以上;科学调控阳离子瓜尔胶与汉生胶的用量比例,使得本发明稠化剂既具有优异的增稠性能,同时也保持了较好的耐剪切性能;防膨性能优异,防膨率均在89%以上,压裂作业中无需额外添加防膨试剂,可有效简化作业流程、节省作业成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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它实施例,都属于本发明保护的范围。下面具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
试验例1
压裂液中使用的稠化剂能够发挥预期的稠化等作用,前提应是可以稳定贮存。因此,首先测试本发明功能复合型压裂液稠化剂的在常温下及加速贮存条件下的稳定性。采用如下方法进行测试:按照表1所示组分配制实施例及对比例稠化剂样品,将各稠化剂样品于20℃及50℃恒温静置,观察其在放置1个月、2个月、4个月和6个月时的样品外观情况,按照表2所示标准进行稳定性分级,测试结果见表3。
表1
本发明功能复合型压裂液稠化剂的制备方法包括如下步骤:S1:将所述高分子聚合物原料与一半质量的去离子水混合均匀,得混合物A;S2:将环糊精及胶质(阳离子瓜尔胶或汉生胶)加入剩余去离子水中,搅拌分散均匀,得混合物B;S3:将混合物A、混合物B与乳化剂(OP-10)、分散剂(丙酮)、引发剂(过硫酸铵)及剩余的去离子水搅拌分散均匀,保温搅拌3-5h,静置降温,即得所述一种功能复合型压裂液稠化剂;其中,所述搅拌为水浴搅拌,水浴温度为50-60℃;所述高分子聚合物原料为质量比为18:8:56:18的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、丙烯酰胺、双十八烷基二甲基氯化铵。
如实施例或对比例不含某组分,则在制备对比例样品时省略相应组分加入步骤。
本发明物料来源:
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠:获自济南远祥化工有限公司;丙烯酸:获自济南鑫真源化工有限公司;丙烯酰胺:获自济南世纪通达化工有限公司;双十八烷基二甲基氯化铵:获自江苏豪隆化工有限公司;环糊精:获自江苏东聚生物科技有限公司;阳离子瓜尔胶:获自苏州市森菲达化工有限公司;汉生胶:获自山东正虹生物科技有限公司;烷基酚聚氧乙烯醚OP-10:获自山东永旺化工有限公司;丙酮:获自深圳市吉田化工有限公司;过硫酸铵:获自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;卡松:获自山东永旺化工有限公司。
表2
等级 样品外观
A 外观良好,无分层、无沉淀
B 无分层、少许沉淀
C 无分层、较多沉淀
D 少许分层、较多沉淀
E 明显分层、较多沉淀
稳定性等级为A级或B级,可满足实际作业中的贮存需要。稳定性等级为C级或D级或E级,则稳定性不达标。
表3
由表3结果可知,在20℃及50℃条件下贮存6个月,绝大部分实施例测试样品均外观良好,无分层、无沉淀,仅少数样品在50℃下贮存4个月或6个月时出现少许沉淀,但均未出现分层现象,表明本发明功能复合型压裂液稠化剂具有优异的稳定性。发明人通过大量研究试验发现,当环糊精与阳离子瓜尔胶、汉生胶等具有增稠作用的胶质以一定用量比例混合搅拌时可形成环糊精包覆胶质,由于环糊精分子呈腔体状并且外表面亲水而内部疏水,因此环糊精包覆的胶质可在乳液体系中良好分散,同时包覆层的环糊精可为内部胶质提供良好屏蔽保护作用,防止胶质在贮存过程中被生物分解从而影响产品稳定性及增稠等作业性能。此外,环糊精分子中含有大量亲水羟基,其与高分子聚合物分子结构中的氨基可形成分子间氢键,从而使得大分子团较易形成,可一定程度提高体系的增稠作用;并且,氢键键能通常为数十KJ/mol,有时可达上百KJ/mol,需要更多外力做功方可破坏氢键的连接,因此众多的分子间氢键对提高体系的稳定性也有一定的辅助功效。由实施例的稳定性测试结果对比可知,实施例2环糊精与胶质的用量比为1.5:1,其在50℃加速贮存4个月时出现少许沉淀,而实施例3同样也是环糊精与胶质的用量比为1.5:1,但其加速贮存6个月时才出现少许沉淀,应该是由于实施例3中高分子聚合物用量相对更大,因此能提供更多氨基与环糊精形成分子间氢键,而环糊精中羟基数量较多,简单提高其用量并不能形成更多的氢键。由此导致了实施例3贮存稳定性稍好于实施例2,但总体上差别并不明显。而实施例1高分子聚合物用量比实施例2少,但其50℃加速贮存时稳定性比实施例2稍好,主要是由于实施例1的环糊精与胶质的用量比更高,可以保证胶质被更完整地包覆,包覆层也更加稳定,由此也可知,相较于环糊精与高分子聚合物形成分子间氢键,环糊精包覆胶质对本发明稠化剂体系贮存稳定性的影响更加显著。
与实施例4相比,对比例1不含环糊精,以去离子水补足,从稳定性测试结构可知,对比例1稳定性不佳,无论是20℃还是50℃条件下贮存,一个月时均已出现较多沉淀,并且随着贮存时间增加,体系出现分层,无法满足贮存需要。对比例2加入少量环糊精,其贮存稳定性有所提高,表明环糊精在本发明体系中确实可改善体系的贮存稳定性,但是,由于环糊精加入量过少,难以对胶质形成完整有效包覆,因此稳定性提高较为有限。对比例3在实施例4基础上进一步加大了环糊精用量,环糊精与胶质质量比达到了3:1,然而稳定性测试结果显示,对比例3贮存稳定性虽较对比例1、2具有较大优势,但与实施例4相比存在一定差距,可能是由于,环糊精本身也具有一定的增稠功效,过量的环糊精造成体系粘度过大导致过多分子团聚集现象,随着贮存时间增加,上述分子团聚集超出了体系的分散承受能力,从而样品在贮存4个月或6个月时出现少许沉淀。
对比例4未加入胶质组分,由于导致稠化剂体系稳定性下降的主要因素是胶质被分解,因此未加入胶质的对比例4贮存稳定性与本发明实施例无明显差异。对比例5含有少量胶质成分,但同时也含有大量的环糊精,可对胶质形成有效包覆,但由于环糊精过量对体系稳定性存在一定劣化作用,因此对比例5贮存稳定性相较于对比例4稍有下降。对比例6进一步提高胶质用量,导致环糊精无法对其进行有效完整包覆,贮存稳定性显著变差。
对比例7使用等量的高分子聚合物替代环糊精和胶质,由于高分子聚合物含量过高,超过体系分散能力,因此对比例7贮存稳定性较差。对比例8使用等量的去离子水替代环糊精和胶质,则贮存稳定性并无显著变化。对比例9使用等量环糊精替代高分子聚合物,虽然环糊精本身具有一定的增稠作用,但体系中缺少了高分子聚合物,体系粘度并不会由于环糊精的加入而过大,因此样品贮存稳定性尚可。对比例10使用等量胶质替代高分子聚合物,胶质组分过量,导致体系稳定性显著变差。
由上述稳定性测试结果可知,本发明功能复合型压裂液稠化剂通过科学调控体系中各组分用量,高分子聚合物、环糊精与胶质等主要成分配比适当,使得本发明稠化剂储存稳定性优良,无需现配现用,具有较好的使用便利性。
试验例2
其次,测试本发明功能复合型压裂液稠化剂的溶解性能、增稠性能以及耐剪切性 能。采用如下方法进行测试:准备矿化度35000的空白液,将各测试样品按0.8wt%加入所述 空白液,搅拌分散。在搅拌1min、2min、4min、6min、9min时,参照SY/T 5107-2016《水基压裂 液性能评价方法》测试表观粘度,各样品重复三次,测试数据取平均值并取整,结果见表4。 其中,空白液表观粘度为30mPas。
表4
通过表4测试结果可以看到,本发明功能复合型压裂液稠化剂在35000矿化度的空 白液中具有优良的增稠性能,加入空白液中可显著增大体系粘度,并且在搅拌2min时与搅 拌9min时表观粘度差异不大,实施例样品基本能在搅拌6min时使体系达到最大粘度,表明 本发明稠化剂溶解性能优异,可在很短的时间内充分溶解,迅速发挥增稠功效。表4结果也 可反映出,本发明稠化剂具有较好的耐剪切性能,在90℃、170s-1条件下连续剪切120min,表 观粘度可稳定在115mPas以上,粘度保持率可达80%以上,表明本发明功能复合型压裂液 稠化剂耐剪切能力强,增稠性能稳定,可满足长时间压裂施工需求。
对比例1在实施例4基础上省略了环糊精,可以看到,对比例1样品的表观粘度较实施例4有较为明显的降低,但增稠速度较快,搅拌4-6min可达到最大表观粘度。对比例2加入少量环糊精,体系粘度较对比例1稍大,但由于环糊精对胶质形成一定程度包覆,胶质需要一定时间方可溶于水中发挥增稠作用,因此对比例2增稠速度相对较慢,在搅拌9min时才基本上达到最大粘度。对比例3进一步提高环糊精用量,体系粘度较对比例2进一步提高,并且与实施例4没有明显差异,可见简单增大环糊精并不能持续获得理想的增稠效果,反而会导致生产成本的不必要上升。
对比例4未加入胶质组分,缺少重要增稠活性成分,体系表观粘度显著降低。对比例5含有少量胶质成分,体系粘度得到较为显著的改善。对比例6进一步提高胶质用量,体系粘度较实施例4稍高但并无明显优势,另外,由于胶质过量,导致胶质无法完全被环糊精包覆,因此对比例6的增稠速度较实施例4稍快。
对比例7使用等量的高分子聚合物替代环糊精和胶质,由于高分子聚合物具有优异的增稠能力,因此对比例7具有较高的体系表观粘度,但其耐剪切性能较差,可能是由于高分子聚合物的分子链段在长时间的搅拌过程中趋向于有序排列从而导致其空间构型由三维网状结构转变成线型结构,因此在剪切力持续作用下难以维持体系粘度。对比例8使用等量的去离子水替代环糊精和胶质,由于缺少重要增稠活性成分胶质及辅助增稠成分环糊精,在测试中表现出最小的体系表观粘度。对比例9使用等量环糊精替代高分子聚合物,虽然环糊精本身具有一定的增稠作用,但较高分子聚合物在增稠能力尚有不小差距,因此体系粘度显著降低。对比例10使用等量胶质替代高分子聚合物,增稠性能较对比例9有一定提升,但与本发明实施例相比仍具有显著差距。
由上述增稠测试及耐剪切性能测试结果可知,本发明功能复合型压裂液稠化剂具有优异的增稠性能,可快速溶解分散发挥增稠功效,并且耐剪切性能优良,可在长时间压裂作业中应用。
试验例3
按照表5所述组分配制实施例7-10及对比例11-12,并按照前文测试方法对其贮存稳定性及增稠性能、耐剪切性能进行测试,以探究胶质组分及其用量比例对本发明稠化剂的影响,结果见表6及表7。
表5
表6
实施例7-10及对比例11与实施例4区别在于,实施例7-10及对比例11胶质由阳离子瓜尔胶与汉生胶分别以质量比1:1、1:2、1:3、1:4、2:1构成。由表6结果可知,胶质成分的具体组成对本发明稠化剂贮存稳定性没有明显影响,各样品在20℃及50℃贮存条件下均未出现分层、沉淀等劣化情况。
对比例12与实施例4区别在于,对比例12使用等量的卡松替代环糊精。在石化行业中,生物胶等胶质具有良好的增稠作用,但其容易被生物分解从而导致产品稳定性较差无法长期保存,为防止胶质组分被生物分解,通常需加入杀菌剂等试剂。通过表6测试结果可以看到,对比例12的20℃贮存稳定性与本发明无差异,但在50℃贮存6个月时出现少许沉淀,稳定性稍差。可能是由于卡松不能与其他组分形成分子间氢键,降低了体系中组分之间的链接程度,一定程度导致体系稳定性下降。
表7
由表7测试结果可以看到,随着胶质成分中汉生胶用量比例逐渐增大,稠化剂样品的增稠性能出现小幅下降,但是汉生胶用量比例越大,剪切后的样品表观粘度也越大。应该是由于阳离子瓜尔胶的增稠作用强于汉生胶,但耐温耐盐性能弱于汉生胶,导致了稠化剂增稠性能随汉生胶用量比例增大而增强但耐剪切性能随汉生胶用量比例增大而下降。因此,本发明中阳离子瓜尔胶与汉生胶的用量比例需保持在特定范围内才能在增稠性能和耐剪切性能中获得平衡。
试验例4
参照SY/T 5107-2016《水基压裂液性能评价方法》对本发明实施例1-10样品进行破胶性能测试及表面张力、界面张力测试,其中,测试溶液为矿化度35000的空白液,稠化剂加入量为0.8wt%,加入破胶剂后搅拌均匀,于90℃条件下破胶2h;参照SY/T 5971-2016《油气田压裂酸化及注水用粘土稳定剂性能评价方法》测试本发明实施例1-10样品防膨性能。各样品重复三次,测试数据取平均值,上述性能测试结果见表8。
表8
从表8测试结果可以看到,本发明实施例样品在0.8wt%加入量、90℃、2h的条件下可成功破胶,并且破胶后破胶液表面张力小于22mN•m-1,破胶液界面张力小于1.1mN•m-1,破胶后有助于快速返排,满足高矿化度条件下的压裂作业要求。此外,本发明稠化剂中含有阳离子瓜尔胶,其分子结果中含有的阳离子基团可以吸附到粘土表面以中和其负电荷,减少晶层间的斥力,起到防膨作用,并且可通过范德华力、氢键等作用吸附在粘土表面上,从而达到抑制粘土水化膨胀、分散运移的作用,防止储层中水敏性矿物对油气层造成伤害。由表8结果可知,本发明稠化剂具有优异的防膨性能,防膨率均在89%以上,压裂作业中无需额外添加防膨试剂,可有效简化作业流程、节省作业成本。
上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其他方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种功能复合型压裂液稠化剂,其特征在于,包括如下重量百分比的组分:高分子聚合物原料40%-50%、环糊精6%-12%、胶质4%-6%、乳化剂5%-10%、分散剂2%-6%、引发剂0.5%-2.5%,余量为去离子水;其中,所述高分子聚合物原料由质量比为15-20:5-8:55-60:15-20的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、丙烯酸、丙烯酰胺、双十八烷基二甲基氯化铵构成;所述乳化剂包括烷基乳化剂、醚基乳化剂、醇基乳化剂、酰胺基乳化剂、硅醇乳化剂中的一种或多种;所述胶质为阳离子瓜尔胶与汉生胶中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的一种功能复合型压裂液稠化剂,其特征在于,所述胶质为质量比1:2-1:4的阳离子瓜尔胶与汉生胶。
3.根据权利要求1所述的一种功能复合型压裂液稠化剂,其特征在于,所述环糊精与所述胶质质量比为(1.5-2):1。
4.根据权利要求1所述的一种功能复合型压裂液稠化剂,其特征在于,所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或焦亚硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种功能复合型压裂液稠化剂,其特征在于,包含高分子聚合物原料45%-50%、环糊精8%-12%、胶质4%-5%、乳化剂6%-10%、分散剂5%-6%、引发剂1.3%-2.1%,余量为去离子水,其中,所述胶质为阳离子瓜尔胶及汉生胶中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种功能复合型压裂液稠化剂,其特征在于,包含高分子聚合物原料46%、环糊精10%、胶质5%、乳化剂8%、分散剂6%、引发剂1.7%,余量为去离子水。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种功能复合型压裂液稠化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:将所述高分子聚合物原料与一半质量的去离子水混合均匀,得混合物A;
S2:将所述环糊精及所述胶质加入剩余去离子水中,搅拌分散均匀,得混合物B;
S3:将混合物A、混合物B与所述乳化剂、分散剂、引发剂及剩余的去离子水搅拌分散均匀,保温搅拌3-5h,静置降温,即得所述一种功能复合型压裂液稠化剂;
其中,所述搅拌为水浴搅拌,水浴温度为50-60℃。
CN202310567348.8A 2023-05-19 2023-05-19 一种功能复合型压裂液稠化剂及其制备方法 Active CN116285938B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310567348.8A CN116285938B (zh) 2023-05-19 2023-05-19 一种功能复合型压裂液稠化剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310567348.8A CN116285938B (zh) 2023-05-19 2023-05-19 一种功能复合型压裂液稠化剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116285938A CN116285938A (zh) 2023-06-23
CN116285938B true CN116285938B (zh) 2023-07-18

Family

ID=86790994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310567348.8A Active CN116285938B (zh) 2023-05-19 2023-05-19 一种功能复合型压裂液稠化剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116285938B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116769460B (zh) * 2023-08-17 2023-11-03 山东德坤工贸有限公司 一种防止物料堆积的压裂用稠化剂及制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111205390A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 北京爱普聚合科技有限公司 一体化自交联乳液型压裂液增稠剂、其制备方法及应用
CN113025302A (zh) * 2019-12-25 2021-06-25 北京爱普聚合科技有限公司 一体化自交联压裂方法、所用压裂液、其制备方法及应用
CN113549443A (zh) * 2021-07-23 2021-10-26 长江大学 一种生物胶压裂液稠化剂及其制备方法
CN116102693A (zh) * 2021-11-09 2023-05-12 万华化学集团股份有限公司 一种调理性丙烯酸悬浮增稠剂、制备方法及含其的组合物、制备方法及应用
CN116200183A (zh) * 2023-03-02 2023-06-02 四川申和新材料科技有限公司 深层煤层气开发的高效能变粘压裂液及一体化施工方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111205390A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 北京爱普聚合科技有限公司 一体化自交联乳液型压裂液增稠剂、其制备方法及应用
CN113025302A (zh) * 2019-12-25 2021-06-25 北京爱普聚合科技有限公司 一体化自交联压裂方法、所用压裂液、其制备方法及应用
CN113549443A (zh) * 2021-07-23 2021-10-26 长江大学 一种生物胶压裂液稠化剂及其制备方法
CN116102693A (zh) * 2021-11-09 2023-05-12 万华化学集团股份有限公司 一种调理性丙烯酸悬浮增稠剂、制备方法及含其的组合物、制备方法及应用
CN116200183A (zh) * 2023-03-02 2023-06-02 四川申和新材料科技有限公司 深层煤层气开发的高效能变粘压裂液及一体化施工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116285938A (zh) 2023-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105219372B (zh) 一种多功能复合压裂液体系
CN108329901B (zh) 一种压裂液用乳液型稠化剂及其制备方法和应用
CN116285938B (zh) 一种功能复合型压裂液稠化剂及其制备方法
US20140158355A1 (en) Crosslinked synthetic polymer gel systems for hydraulic fracturing
CN107474816B (zh) 可连续混配的抗高温海水基聚合物压裂液及其配制方法
US20170327733A1 (en) High temperature viscoelastic surfactant (ves) fluids comprising polymeric viscosity modifiers
CN112979870B (zh) 一种速溶减阻剂及其制备方法
CN112126422B (zh) 一种稳定性高的减阻剂及其制备方法和应用
CN107236531A (zh) 页岩气压裂用环保型滑溜水降阻剂及其制备方法
CN112322268A (zh) 一种可拉伸的缓膨丙烯酸树脂及其制备工艺和应用
CN113372485A (zh) 一种油包水型纳米乳液、纳米乳液复合响应型变粘酸稠化剂及其制备方法
CN108690597A (zh) 一种滑溜水压裂液
CN116640565A (zh) 一种乳液型压裂液用稠化剂及其制备方法和应用
CN116655850B (zh) 一种压裂液体系用增粘剂及其制备方法
CN110357995B (zh) 一种末端功能改性的低分子量聚合物及其制备方法
US11370957B2 (en) Oil-based slurries and methods for making thereof
CN113136197B (zh) 一种加重压裂液及其制备方法
CN115772399A (zh) 一种高浓度超支化抗盐聚丙烯酰胺乳液及其制备方法
CN109265605A (zh) 一种适用于页岩储层压裂改造的低吸附耐盐降阻剂
CN109749009B (zh) 一种减阻膜组合物的制备方法
CN111849452A (zh) 一种耐高温耐盐含海水一体化压裂液及其制备方法
CN112500845A (zh) 一种海水基压裂液用稠化剂、压裂液及稠化剂制备方法
CN111592870A (zh) 复合清洁压裂液、制备方法及其在油气田压裂中的应用
CN112169719A (zh) 一种具有多重交联结构的am/pf微球及其制备方法和应用
CN115873584A (zh) 免混配变粘浓缩压裂液及其制备方法

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