一种功能复合型压裂液稠化剂及其制备方法与流程

本发明涉及油田化学试剂，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：

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

技术实现思路

1、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。

2、为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

3、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。

4、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。

5、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。

6、进一步地，所述环糊精与所述胶质质量比为(1.5-2):1。

7、进一步地，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或焦亚硫酸钠。

8、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。

9、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。

10、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：

11、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；

12、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；

13、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℃。

14、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。

15、本发明的有益效果：

16、（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。

17、（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。

18、（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。

19、（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。

技术特征：

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：

技术总结
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。

技术研发人员：姜红,李江岳,刘源,王广西,任飞
受保护的技术使用者：东营市百扬石油科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13