一种压裂液降阻剂制备方法与流程

本发明属于压裂液降阻剂，具体涉及一种压裂液降阻剂制备方法。

背景技术：

1、滑溜水，是对页岩油气储层进行水力压裂的一种压裂液体系，是页岩气开发的关键液体之一。相对于传统的凝胶压裂液体系,滑溜水压裂液体系以其高效、低成本的特点在页岩气开发中广泛应用。降阻剂作为滑溜水压裂液体系的核心助剂，直接决定了滑溜水压裂液体系的性能与应用。cn110760299b公开了一种陆相页岩气压裂用多功能减阻水体系及其配制方法，该陆相页岩气压裂用多功能减阻水体系各组分及其质量百分含量为：降阻剂0.02 0.05％，抑制剂0.5 1％，防垢剂0.1 0.3％，增效剂0.001 0.003％，调节剂0.20.5％，余量为水。现有的降阻剂存在耐温抗剪性能差、携砂能力低、减阻性能差的问题。同时降阻剂普遍存在储存稳定性差问题，不能长期储存和运输，严重影响压裂液的使用。因此，需要一种高性能的压裂液降阻剂。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种压裂液降阻剂制备方法，制备的降阻剂，抗剪性能好、携砂能力高、降阻性能强，尤其对滑溜水压裂液体系具有非常好的使用效果。

2、为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种压裂液降阻剂制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

4、（1）将10-15重量份乳化剂、400-500重量份溶剂油混合，35~45℃下搅拌均匀，得到混合液1；将30-50重量份丙烯酸、160-220重量份丙烯酰胺、10-30重量份n-十二烷基丙烯酰胺、7-15重量份n-异丙基丙烯酰胺、40-120份的烯丙氧基基二（二苯胺磺酸钠）均三嗪，5-10重量份表面活性剂和300-350重量份水混合，40-50℃下搅拌均匀，调节ph，得到混合液2；

5、（2）将混合液2加入到混合液1中，30~40℃下搅拌均匀，得到混合液3；

6、（3）向混合液3中通入氮气，依次加入1-3重量份偶氮二异丁酸二甲酯、4-6重量份过硫酸铵-亚硫酸氢钠组合物，40-50℃恒温反应5-6h，得到降阻剂。

7、所述烯丙氧基基二（二苯胺磺酸钠）均三嗪的结构式为

8、；

9、所述烯丙氧基基二（二苯胺磺酸钠）均三嗪的制备方法包括以下步骤：

10、s1、向1200-2000份丙酮中加入100重量份烯丙氧基基二氯均三嗪、180-250重量份的二苯胺，以及含有25-35重量份碳酸钠的水溶液，氮气氛围在，45-60 ℃恒温回流反应4-10h，浓缩除去丙酮，加入二氯甲烷，萃取、分离二氯甲烷有机层，无水硫酸钠干燥，得到烯丙氧基基二（二苯胺）三嗪中间体；

11、s2、在0-5 ℃中向1000-1500重量份氯磺酸中加入100重量份烯丙氧基基二（二苯胺）三嗪中间体，反应2-3 h，加入水析出沉淀，过滤、水洗后将产物加入到500-800重量份水和500-800重量份四氢呋喃中，25-40℃恒温反应48-72 h，然后加入氢氧化钠调节ph至8-9，浓缩除去四氢呋喃，加入二氯甲烷，萃取、分离二氯甲烷有机层，无水硫酸钠干燥，得到烯丙氧基基二（二苯胺磺酸钠）均三嗪，其中，反应路线为：

12、

13、进一步地，所述丙烯酸、丙烯酰胺、n-十二烷基丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺的重量比为：（3-5）:（17-19）：（2-3）：1:（2.5-8）。

14、更进一步地，丙烯酸，购自默克，147230。丙烯酰胺，购自默克，01-1300。n-十二烷基丙烯酰胺，cas：1506-53-2；购自上海皓鸿生物医药科技有限公司。n-异丙基丙烯酰胺，cas： 2210-25-5；购自上海皓鸿生物医药科技有限公司。偶氮二异丁酸二甲酯购自阿拉丁，d189094。

15、市面上的聚丙烯酰胺类降阻剂通常选用丙烯酸、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸进行聚合，得到的降阻剂的降阻性和携砂性并不理想。本发明将丙烯酸、丙烯酰胺、n-十二烷基丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺、烯丙氧基基二（二苯胺磺酸钠）均三嗪的进行混合，得到的产品赋予降阻剂优异的短期降阻性能和携砂效果。猜测是反应产物聚合度较高，且短支链少、长支链多，表现出优良的降阻效果，且携砂能力高。发明人意外发现当丙烯酸、丙烯酰胺、n-十二烷基丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺、烯丙氧基基二（二苯胺磺酸钠）均三嗪的的重量比为：（3-5）:（17-19）：（2-3）：1:（2.5-8）时，降阻剂耐温抗剪切性好，但是降阻剂在常温下稳定时间不理想，在7个月左右就会出现分层，长期降阻能力减弱。

16、进一步地，所述乳化剂包括span-60、span-80、tween-80、aeo-9中的一种或多种。

17、进一步地，所述乳化剂为重量比为1:（3-5）:（0.2-0.6）的span-60、span-80和aeo-9复配。均购自南通永乐化工有限公司。

18、由于本发明体系是将油水两相液混合，申请人通过添加乳化剂降低油-水界面张力，形成稳定的乳状液体系。通过大量的配方调试后发现，在本发明的体系中，将span-60、span-80和aeo-9复配添加，可以使单体均匀分散于油相中，形成油包水型（w/o）的乳液而进行的高度聚合。本发明添加的乳化剂同时还起到了提高降阻剂防膨性的效果的作用。发明人还意外发现，当乳化剂为重量比为1:（3-5）:（0.2-0.6）的span-60、span-80和aeo-9复配时，降阻剂的常温储存稳定性也得到提高。猜测是在该比例下，乳化剂提升了反应后聚合物在油溶剂中的分散性，提高了降阻剂常温下的稳定性。

19、进一步地，所述溶剂油为c17- c22饱和烷烃。

20、更进一步地，所述溶剂油为异十八烷。cas：1151654-51-1，购自上海皓鸿生物医药科技有限公司。

21、进一步地，所述表面活性剂选自甲基三丁基氯化铵、氯化十六烷基三甲基铵、十六烷基二甲基乙基溴化铵、peg月桂酰胺羧酸钠、十二烷苄基三甲基氯化铵中的一种或多种。

22、进一步地，所述表面活性剂为重量比为4-7:1:1-3的甲基三丁基氯化铵、氯化十六烷基三甲基铵和十六烷基二甲基乙基溴化铵复配。

23、甲基三丁基氯化铵，cas：56375-79-2，购自上海皓鸿生物医药科技有限公司。氯化十六烷基三甲基铵，购自默克，52366。十六烷基二甲基乙基溴化铵，cas:124-03-8，江苏普乐司生物科技有限公司

24、低压致密气藏储层适合使用滑溜水压裂液体系，但是由于该储层的渗透率低、孔隙度小，存在因压裂液入侵造成的水敏伤害问题。本发明通过在降阻剂中添加甲基三丁基氯化铵、氯化十六烷基三甲基铵和十六烷基二甲基乙基溴化铵，可以降低压裂后的返排液的表面张力，提高压裂液返排率，降低压裂液对低压致密气藏储层伤害。陕北鄂尔多斯盆地非常规油气藏丰富，但是该地区有的时间段温差较大，常规的降阻剂在低温下表现稳定性较差，发明人意外发现甲基三丁基氯化铵、氯化十六烷基三甲基铵和十六烷基二甲基乙基溴化铵重量比为4-7:1:1-3时，还可以提高降阻剂低温的储存稳定性，使得降阻剂在冬春换季早晚温差大的阶段仍可以保持良好的稳定性，添加到压裂液中可以保持良好的使用效果。

25、为了提高降阻剂的耐盐性，进一步地，所述偶氮二异丁酸二甲酯和过硫酸铵-亚硫酸氢钠组合物的总重量占混合液3总重量的百分数大于0.5%。

26、为了提高单体的转化率，本发明的过硫酸铵-亚硫酸氢钠组合物中过硫酸铵和亚硫酸氢钠的重量比为0.8-1:1。

27、进一步地，本发明的反应体系ph为8-9，得到产品的性能更加。

28、与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

29、 1.本发明提供一种压裂液降阻剂制备方法，制备的降阻剂，抗剪性能好、携砂能力高、降阻性能强，尤其对滑溜水压裂液体系具有非常好的使用效果。

30、2. 本发明将丙烯酸、丙烯酰胺、n-十二烷基丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺进行混合，赋予降阻剂优异的降阻性能和携砂效果。当丙烯酸、丙烯酰胺、n-十二烷基丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺、烯丙氧基基二（二苯胺磺酸钠）均三嗪的的重量比为：（3-5）:（17-19）：（2-3）：1:（2.5-8）时，降阻剂具有良好的耐温抗剪切性。

31、3.本发明的体系中，将span-60、span-80和aeo-9复配添加，使单体均匀分散于油相中，形成油包水型（w/o）的乳液而进行的高度聚合。还起到了提高降阻剂防膨性的效果的作用。当乳化剂为重量比为1:（3-5）:（0.2-0.6）的span-60、span-80和aeo-9复配时，降阻剂的常温储存稳定性也得到提高。

32、4.本发明通过在降阻剂中将甲基三丁基氯化铵、氯化十六烷基三甲基铵和十六烷基二甲基乙基溴化铵复配，作为表面活性剂，可以降低压裂后的返排液的表面张力，提高压裂液返排率，降低压裂液对低压致密气藏储层伤害。表面活性剂为重量比为4-7:1:1-3的甲基三丁基氯化铵、氯化十六烷基三甲基铵和十六烷基二甲基乙基溴化铵，还可以提高降阻剂低温的储存稳定性。