粉末状减阻剂的制作方法

本发明涉及减阻剂，具体的说，涉及一种粉末状减阻剂。

背景技术：

1、页岩储层压裂通常使用滑溜水压裂液体系，而由于滑溜水压裂液体系的黏度通常较低，使其携砂能力下降，从而影响压裂施工的效果。因此，为了提高其携砂能力，页岩储层压裂通常采用大排量和大液量进行施工，从而增大压裂半径，形成更加复杂的网络裂缝结构，提高裂缝的导流能力。而减阻剂作为滑溜水压裂液的核心处理剂，需要其具备良好的降摩阻性能，才能有效降低压裂施工压力，从而满足页岩储层体积压裂对大排量施工的要求。目前，国内外常用的减阻剂类型主要包括线性胶、高分子聚合物、乳液聚合物以及交联聚合物等。其中线性胶减阻剂具有良好的水溶性和降阻性能，但其稳定性较差，且对储层的伤害较大；高分子聚合物和乳液聚合物降阻性能优于线性胶，但其耐温、耐盐和耐剪切性能较差，且由于其残渣含量较高，同样存在对储层伤害较大的弊端；交联聚合物由于黏度较大，在携砂能力上有了较大的提高，但降阻性能一般。鉴于此，本发明提出一种粉末状减阻剂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种粉末状减阻剂，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种粉末状减阻剂，其组成成分的质量百分比为:

4、

5、作为优选，非离子表面活性剂span80与非离子表面活性剂tween80与环己烷的比例为1:1:0.6-0.8:0.4-0.6。其中，当混合比例不合适时，会导致乳液的稳定性降低，乳液颗粒的大小和分布不均匀，容易出现相分离或沉淀现象；比例不合适会导致乳液的黏度增加，使得乳液流动性变差，难以使用或加工；比例不合适也会使减阻性能下降，减少了减阻剂对体系的减阻效果。

6、作为优选，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酰胺与丙烯酸酯单体的比例为1:0.7-1.0:0.15-0.22。

7、作为优选，非离子表面活性剂span80的质量分数为2％，非离子表面活性剂tween80的质量分数为2％。

8、作为优选，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量分数为10％。

9、作为优选，丙烯酰胺的质量分数为15％，氢氧化钠的浓度为0.2m。

10、作为优选，丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯，引发剂为过氧化苯甲酰。

11、作为优选，粉末状减阻剂的制备方法如下:

12、s1:取非离子表面活性剂span80、非离子表面活性剂tween80加入至环己烷中，搅拌，形成连续相；

13、s2:取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺以及丙烯酸酯单体加入至蒸馏水中，搅拌，形成分散相，用氢氧化钠调节分散相的ph；

14、s3:在高速搅拌条件下，将分散相缓慢加入至连续相中，充分乳化反应，形成均匀的反相乳液体系；

15、s4:在通入氮气的情况下加入引发剂至反相乳液体系中，适当温度条件下反应，即可获得粉末状减阻剂。

16、其中，在反相乳液聚合反应中，非离子表面活性剂span80、非离子表面活性剂tween80和环己烷形成的连续相，使得乳液颗粒大小控制在1-10μm范围内，保证乳液聚合反应的稳定性；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺和丙烯酸酯单体作为分散相，在反应中起到引发聚合作用；同时，非离子表面活性剂span80、非离子表面活性剂tween80是由脂肪醇聚乙烯醚化合而成，分子结构中含有氧乙烯基团(-och2ch2-)，可以与水分子发生反应，形成氢键；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸含有磺酸官能团(-so3h-)和氨基(-nh2-)，可以和乳液颗粒表面形成氢键，使乳液颗粒之间相互排斥，从而达到分散、稳定乳液的目的；在形成的减阻剂分子链中，与水分子相互作用的官能团，使减阻剂分子在水中形成胶束结构，增加水分子之间的相互作用，降低水分子之间的粘度，实现减阻效果。

17、此外，利用反相乳液聚合法合成的减阻剂还具备其他性能，具体为:

18、耐剪切性能:减阻剂的分子结构中含有大量的非离子表面活性剂，这些活性剂能够在油水界面处形成稳定的结构，使其在剪切力作用下不易破坏，提高了减阻剂的耐剪切性能；

19、黏弹性能:减阻剂的分子结构中含有具有黏弹性的具烯酰胺基团，该基团能够在油水界面处形成弹性结构，使得减阻剂具有良好的黏弹性，在油水体系中保持持久的减阻效果；

20、表面活性:减阻剂中的非离子表面活性剂span80和非离子表面活性剂tween80可以在油水界面处形成分子膜，降低油水界面张力，提高油水体系的表面活性，有利于油水混合物的稳定。

21、防膨性能:减阻剂中的环己烷、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸等成分，可以有效地抑制油水体系中的泡沫产生，提高油水体系的防膨性能。

22、作为优选，所述的s1中的搅拌时间为1-2h，s2中的搅拌时间为2-3h，ph值的范围为7-9。

23、作为优选，所述的s3的搅拌速度为600-800r/min，乳化时间为1-3h，s4中的适当温度为40-50℃，反应时间为2-3h。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、采用反相乳液聚合法，制备出一种适用于页岩气储层的新型高效减阻剂，该减阻剂具有良好的降阻效果、耐剪切性能和黏弹性能；此外，减阻剂还具有良好的表面活性、防膨性能以及低伤害特性，能够适应页岩储层压裂施工的需求，从而可以显著降低压裂施工压力，具有良好的减阻性能和返排性能，能够有效提高页岩储层压裂施工的效率。

技术特征：

1.一种粉末状减阻剂，其特征在于:其组成成分的质量百分比为:

2.根据权利要求1所述的粉末状减阻剂，其特征在于:非离子表面活性剂span80与非离子表面活性剂tween80与环己烷的比例为1:1:0.6-0.8:0.4-0.6。

3.根据权利要求1所述的粉末状减阻剂，其特征在于:2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酰胺与丙烯酸酯单体的比例为1:0.7-1.0:0.15-0.22。

4.根据权利要求1所述的粉末状减阻剂，其特征在于:非离子表面活性剂span80的质量分数为2％，非离子表面活性剂tween80的质量分数为2％。

5.根据权利要求1所述的粉末状减阻剂，其特征在于:2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量分数为10％。

6.根据权利要求1所述的粉末状减阻剂，其特征在于:丙烯酰胺的质量分数为15％，氢氧化钠的浓度为0.2m。

7.根据权利要求1所述的粉末状减阻剂，其特征在于:丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯，引发剂为过氧化苯甲酰。

8.一种如权利要求1-7任意一项要求所述的粉末状减阻剂，其特征在于:粉末状减阻剂的制备方法如下:

9.根据权利要求8所述的粉末状减阻剂，其特征在于:所述的s1中的搅拌时间为1-2h，s2中的搅拌时间为2-3h，ph值的范围为7-9。

10.根据权利要求8所述的粉末状减阻剂，其特征在于:所述的s3的搅拌速度为600-800r/min，乳化时间为1-3h，s4中的适当温度为40-50℃，反应时间为2-3h。

技术总结
本发明涉及减阻剂技术领域，具体的说，涉及一种粉末状减阻剂。其组成成分的质量百分比为:非离子表面活性剂Span80:20‑32％；非离子表面活性剂Tween80:15‑25％；环己烷:10‑18％；2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸:11‑20％；丙烯酰胺:10‑18％；丙烯酸酯单体:2‑4％；氢氧化钠:1‑3％；引发剂:4‑10％。采用反相乳液聚合法，制备出一种适用于页岩气储层的新型高效减阻剂，该减阻剂具有良好的降阻效果、耐剪切性能和黏弹性能；此外，减阻剂还具有良好的表面活性、防膨性能以及低伤害特性，能够适应页岩储层压裂施工的需求，从而可以显著降低压裂施工压力，具有良好的减阻性能和返排性能，能够有效提高页岩储层压裂施工的效率。

技术研发人员：王文化,王铭也,杨国昭,唐艺芝,段星汝,魏丽,佟亨
受保护的技术使用者：庆阳沃德石油化工有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22