本發(fā)明屬于油氣開發(fā),具體涉及一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑及其制備方法和壓裂液。
背景技術(shù):
1、壓裂液的主要功能是傳導(dǎo)地面壓力,在地層中形成裂縫;攜帶支撐劑,使支撐劑在裂縫中鋪展;降低外來液體在地層中的濾失。要求壓裂液在高溫下具有較高的粘度,高的抗剪切性能、良好的攜砂能力及對地層傷害小且破膠等特點。目前國內(nèi)使用的水基壓裂液主要還是以胍膠及其衍生物為主。這類稠化劑體系增稠效果好,但是植物膠體系極限耐溫177℃,超過后就會快速降解,且含有較多水不溶性植物纖維,破膠后大量殘渣會堵塞裂縫孔喉,造成傷害,影響壓裂效果。
2、現(xiàn)有油氣藏壓裂改造過程中體積壓裂具有用液量大特點,相應(yīng)會產(chǎn)生大量返排液量,僅長慶油田一年就產(chǎn)生返排液200萬方以上。各類型返排液成分復(fù)雜,礦化度高、懸浮物及細(xì)菌含量高,處理及回收利用困難。胍膠體系利用返排液配液受細(xì)菌、礦化度及硼離子影響大,易腐敗或交聯(lián)后性能差。
3、現(xiàn)有清潔壓裂液體系主要為粘彈性表面活性劑體系,具有體系破膠后無殘渣不傷害地層的特點,但是其使用成本高。
4、cn202210554376.1一種清潔壓裂液組合物和清潔壓裂液及其應(yīng)用,清潔壓裂液組合物包括低共熔溶劑,所述低共熔溶劑的制備方法包括:將氫鍵受體和氫鍵供體接觸進(jìn)行反應(yīng)得到的;且以所述清潔壓裂液組合物的總重量為基準(zhǔn),所述低共熔溶劑的用量為0?.5-5重量%。本發(fā)明采用低共熔溶劑,極大的提高了清潔壓裂液的滲吸效率,但耐高溫性能較差,在高鹽環(huán)境中膠束無法舒展,返排液使用中受到限制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑,高溫下粘度大,攜砂性能優(yōu)良,抗鹽性能好,可使用多類型返排液配制。
2、本發(fā)明的另一目的在于提供一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑的制備方法,采用β-環(huán)糊精為主體,利用其大環(huán)化合物獨特的外親水內(nèi)疏水的空腔結(jié)構(gòu),識別包合特定基團(tuán),通過主客體包合作用形成新的包合體系。
3、本發(fā)明的另一目的在于提供一種多功能清潔壓裂液,客服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題。
4、為此,本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
5、一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑,由以下重量份數(shù)的組分聚合而成:β-環(huán)糊精40-55份、丙烯酰胺15-20份、高分子骨架10-15份、馬來酸酐3-8份、功能單體1-3份、乳化劑5-10份、油溶劑75-85份、引發(fā)劑2-4份、水90-110份。
6、所述高分子骨架為殼聚糖、纖維素或淀粉。
7、所述功能單體為二甲基二烯丙基氯化銨、三甲基芐基氯化銨或4-氯-2-甲基苯酚。
8、所述乳化劑為span80、t-80、op-10、壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種。
9、所述油溶劑為白油、液體石蠟、環(huán)己烷或煤油。
10、所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀或偶氮二異丁脒鹽酸鹽。
11、一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑的制備方法,包括以下步驟:
12、步驟1)將配方量的β-環(huán)糊精、丙烯酰胺、高分子骨架、馬來酸酐、功能單體加入配方量的水中,攪拌混合均勻,得到水相溶液;
13、步驟2)將配方量的乳化劑和油溶劑充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆颍玫接拖嗳芤海?/p>
14、步驟3)將水相溶液和油相溶液攪拌混合相得到均勻穩(wěn)定的油包水乳液;
15、步驟4)在油包水乳液中,通入氮氣30-45min,高速攪拌,往乳狀液中緩慢滴入引發(fā)劑進(jìn)行引發(fā),40~60℃保溫進(jìn)行聚合反應(yīng),反應(yīng)時間4~8h,即得。
16、一種多功能清潔壓裂液,由以下質(zhì)量百分比的物質(zhì)組成:稠化劑0.8-1.5%,耐溫增強劑0.2-0.4%,破膠劑0.04-0.05%,余量為水。
17、所述耐溫增強劑為鋯鹽、多元醇表面活性劑的復(fù)配體,兩者的質(zhì)量比為4:3。
18、所述鋯鹽為四氯化鋯或四氯化鋯和硼砂的復(fù)配物,所述多元醇為乙二醇、丙三醇、乙醇胺或二乙醇胺中。
19、本發(fā)明的有益效果是:
20、本發(fā)明提供的這種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑,采用β-環(huán)糊精、丙烯酰胺、高分子骨架、馬來酸酐、功能單體聚合而成,高溫下粘度大,攜砂性能優(yōu)良,抗鹽性能好,可使用多類型返排液配制。
21、該稠化劑通過反相乳液聚合制備,穩(wěn)定性好,不易分層,水溶性好,現(xiàn)場施工簡便。用此稠化劑配制的壓裂液耐溫性能好,在180℃下剪切2h,粘度保持在150mpa?s以上,具有良好耐溫性能。此乳液稠化劑可使用高礦化度水配制,使用100000mg/l水配制壓裂液仍具有良好耐溫攜砂性能。
22、本發(fā)明采用β-環(huán)糊精為主體,利用其大環(huán)化合物獨特的外親水內(nèi)疏水的空腔結(jié)構(gòu),識別包合特定基團(tuán),通過主客體包合作用形成新的包合體系。常溫下高分子材料分子內(nèi)氫鍵強作用吸引結(jié)構(gòu)單元,分子處于弱舒展?fàn)顟B(tài),壓裂液體系低粘。隨溫度升高,單個超分子氫鍵作用弱化,結(jié)構(gòu)單元快速舒展,同時產(chǎn)生超分子間產(chǎn)生非共建作用,體系快速增粘,實現(xiàn)儲層內(nèi)高粘攜砂的技術(shù)目標(biāo)。
1.一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑,其特征在于:由以下重量份數(shù)的組分聚合而成:β-環(huán)糊精40-55份、丙烯酰胺15-20份、高分子骨架10-15份、馬來酸酐3-8份、功能單體1-3份、乳化劑5-10份、油溶劑75-85份、引發(fā)劑2-4份、水90-110份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑,其特征在于:所述高分子骨架為殼聚糖、纖維素或淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑,其特征在于:所述功能單體為二甲基二烯丙基氯化銨、三甲基芐基氯化銨或4-氯-2-甲基苯酚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑,其特征在于:所述乳化劑為span80、t-80、op-10、壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑,其特征在于:所述油溶劑為白油、液體石蠟、環(huán)己烷或煤油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑,其特征在于:所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀或偶氮二異丁脒鹽酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能乳液型清潔壓裂液稠化劑的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:
8.一種多功能清潔壓裂液,其特征在于:由以下質(zhì)量百分比的物質(zhì)組成:權(quán)利要求1-6任一項所述的稠化劑0.8-1.5%,耐溫增強劑0.2-0.4%,破膠劑0.04-0.05%,余量為水。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種多功能清潔壓裂液,其特征在于:所述耐溫增強劑為鋯鹽、多元醇表面活性劑的復(fù)配體,兩者的質(zhì)量比為4:3。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種多功能清潔壓裂液,其特征在于:所述鋯鹽為四氯化鋯或四氯化鋯和硼砂的復(fù)配物,所述多元醇為乙二醇、丙三醇、乙醇胺或二乙醇胺中。