份的硫酸镁、5重量份的聚丙烯酰氧乙基三甲基氯 化铵加入到反应器中与80重量份的去离子水混合搅拌均匀形成混合液，调节混合液的pH值 为 7.2;
[0049] (2)向混合液中通入氮气除氧，并将混合液温度升温至60°C，在氮气保护下，加入1 重量份的偶氮二异丁基脒盐酸盐反应6h，使用高速分散其转速为lOOOOrpm，操作时间为 5min;高压均质采用压力为lOOMPa，均质次数为5次将混合液分散形成分散液；
[0050] (3)采用去离子水将所制备的分散液稀释到0.15wt%，从而制备得到纳米乳液压 裂液。表2为本实施例制备的纳米乳液压裂液部分性能指标。
[0051] 表 2
[0052]
[0053] 实施例3
[0054]本实施例提供了一种环境友好型纳米乳液压裂液的制备方法，包括如下步骤： [0055] (1)将25重量份的2-甲基丙烯酰胺、5重量份的三甲基烯丙基氯化铵、2重量份的脂 肪醇聚氧乙烯醚(平平加0-20)马来酸单酯、25重量份的硫酸钾、8重量份的聚二烯丙基二甲 基氯化铵加入到反应器中与100重量份的去离子水混合搅拌均匀形成混合液，调节混合液 的pH值为7.4;
[0056] (2)向混合液中通入氮气除氧，并将混合液温度升温至60°C，在氮气保护下，加入1 重量份的过氧化氢和硫酸亚铁的混合液(其中：过氧化氢和硫酸亚铁的重量比为1:1)反应 6h，使用高速分散其转速为20000rpm，操作时间为5min;采用高压微射流，压力为80MPa，微 射流次数为3次将混合液分散形成分散液；
[0057] (3)采用去离子水将所制备的分散液稀释到0.13wt%，从而制备得到纳米乳液压 裂液。表3为本实施例制备的纳米乳液压裂液部分性能指标。
[0058] 表3
[0059]
[0060] 实施例4
[0061] 本实施例提供了一种环境友好型纳米乳液压裂液的制备方法，包括如下步骤：
[0062] (1)将25重量份的N，N-二乙基丙烯酰胺、5重量份的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、5 重量份的辛基酚聚氧乙烯醚(0P-20)马来酸双酯、30重量份的硫酸钠、10重量份的聚乙烯醇 加入到反应器中与100重量份的去离子水混合搅拌均匀形成混合液，调节混合液的pH值为 7.0；
[0063] (2)向混合液中通入氮气除氧，并将混合液温度升温至55°C，在氮气保护下，加入 1.5重量份的偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐反应5h，使用高速分散其转速为15000rpm，操作时 间为4min;采用高压微射流，压力为lOOMPa，微射流次数为4次将混合液分散形成分散液；
[0064] (3)采用去离子水将所制备的分散液稀释到0.2wt%，从而制备得到纳米乳液压裂 液。表4为本实施例制备的纳米乳液压裂液部分性能指标。
[0065] 表 4
[0066]
[0067] 实施例5
[0068] 本实施例提供了一种环境友好型纳米乳液压裂液的制备方法，包括如下步骤：
[0069] (1)将18重量份的N，N_二甲基丙烯酰胺、3重量份的二烯丙基二甲基氯化铵、3重量 份的壬基酚聚氧乙烯醚(NP-20)马来酸单酯、22重量份的氯化钾、9重量份的聚乙二醇加入 到反应器中与100重量份的去离子水混合搅拌均匀形成混合液，调节混合液的pH值为6.8;
[0070] (2)向混合液中通入氮气除氧，并将混合液温度升温至55°C，在氮气保护下，加入 1.5重量份的过硫酸钾和亚硫酸钠混合液(其中：过硫酸钾和亚硫酸钠的重量比为2:1)反应 5h，使用高速分散其转速为18000rpm，操作时间为3min;高压均质采用压力为70MPa，均质次 数为7次将混合液分散形成分散液；
[0071] (3)采用去离子水将所制备的分散液稀释到0.17wt%，从而制备得到纳米乳液压 裂液。表5为本实施例制备的纳米乳液压裂液部分性能指标。
[0072] 表 5
[0073]
[0074] 通过实施例1-5制备的纳米乳液压裂液部分性能指标可以看出，该纳米乳液压裂 液具有如下性质：
[0075] (1)制备方法简单，合成工艺对环境友好，无污染；
[0076] (2)优良的减阻率，减阻率达67%以上，有助于减阻助排；
[0077] (2)优良的降低表面活性功能，该压裂液表面张力在20-27mN/m之间；
[0078] (3)良好的悬砂能力，在在25°C_65°C温度下，悬砂时间大于lh;
[0079] (4)测试的防膨率高于80%以上，具有优良的粘土稳定性效果，有效减少了粘土稳 定剂及助排剂的使用，提高了工作效率；
[0080] (5)分散相液滴粒子的平均粒径大小在20-150nm，具有良好的稳定性，不易发生分 层，絮凝、积聚和沉淀等现象。
[0081] 综上所述，本发明提供的一种环境友好型纳米乳液压裂液的制备方法制备得到的 纳米乳液压裂液制备方法简单，对环境友好，无污染，能耗低，同时集成了优良的减阻、粘土 稳定、助排、悬砂、降低表面活性等功能，且具有良好的稳定性，不易发生分层絮凝、积聚和 沉淀。
【主权项】
1. 一种环境友好型纳米乳液压裂液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 将15-25重量份的单体A、1-5重量份的单体B、1-5重量份的单体C、20-30重量份的无 机盐、3-10重量份的分散剂加入到反应器中与70-100重量份的去离子水混合搅拌均匀形成 混合液，调节混合液的pH值为6.5-7.5; (2) 向混合液中通入氮气除氧，并将混合液温度升温至45-65Γ，在氮气保护下，加入 0.5-1.5重量份的引发剂反应5-10h，采用高速分散结合高压均质或高压微射流将混合液分 散形成分散液； (3) 采用去离子水将所制备的分散液稀释到0.1wt%-0.2wt%，从而制备得到纳米乳液 压裂液。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1)中，所述单体A为具有碳碳 双键的非离子型的水溶性单体，具体为如下式(1)所示结构单体中的一种或多种的组合式.（1> 其中：基团R!、R2、R3相同或不同，代表11或&-&2的烷基。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1)中，所述单体B为具有碳碳 双键的阳离子型的水溶型单体，具体为如下式(2)所示结构单体中的一种或多种的组合式（2): 其中：基团R4、R5、R6、R7相同或不同，代表HSCi-Cu的饱和烃基或不饱和烃基；A为-COO-、-CO-、-0-或-CH2-; η为0-20 的整数。4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1)中，所述单体C为具有碳碳 双键的聚醚类单体，具体为如下式(3)所示结构单体中的一种或多种的组合瓦（3) 其中：基团Rs、R8'、R9、R9'相同或不同，代表11或&-(：2()的烷基; X1、X2相同或不同，代表0或 1 ;m、n2相同或不同，代表1-30的整数。5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1)中，所述无机盐包括硫酸 铵、硫酸钾、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、氯化钾、氯化镁、柠檬酸钠和柠檬酸钾中的一种或多种 的组合。6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1)中，所述分散剂包括聚甲基 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚 乙烯醇、聚乙二醇和聚乙烯基吡咯烷酮中的一种或多种的组合。7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述引发剂包括偶氮类 引发剂和/或氧化还原引发剂。8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述偶氮类引发剂包括偶氮二异丁 腈、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸和偶氮二异丙基咪 唑啉盐酸盐中的一种或多种的组合； 所述氧化还原引发剂可以包括氧化性的过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵、还原性的硫酸 亚铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种的组合;其中，氧化性的引发剂和还原性的引 发剂的重量比为1:1-2:1。9. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述高速分散的转速为 10000-20000rpm，分散时间为2-5min;所述高压均质压力为30-100MPa，均质次数为3-10次； 所述高压微射流的压力为30-100MPa，微射流次数为2-5次。10. -种权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备得到的环境友好型纳米乳液压裂 液。
【专利摘要】本发明提供了一种环境友好型纳米乳液压裂液的制备方法。该方法包括：将单体A、单体B、单体C、无机盐、分散剂溶于去离子水中形成混合液，加热通氮气，在氮气保护下加入引发剂引发聚合，同时采用高速分散结合高压均质或高压微射流将混合液分散形成分散液，并稀释分散液从而制备得到该环境友好型纳米乳液压裂液。所述单体A为具有碳碳双键的非离子型的水溶型单体，单体B为具有碳碳双键的阳离子型的水溶型单体，单体C为具有碳碳双键的聚醚类单体。该压裂液制备方法简单，对环境友好，无污染，能耗低，适用范围广，同时集成了优良的减阻、粘土稳定、助排、悬砂、降低表面活性等功能，且具有良好的稳定性，不易发生分层絮凝、积聚和沉淀。
【IPC分类】C08F222/20, C08F220/56, C08F226/02, C08F220/34, C08F283/06, C08F220/54
【公开号】CN105622839
【申请号】CN201610003492
【发明人】金旭, 丁彬, 贺丽鹏, 刘合
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月4日