一种压裂用耐盐型减阻剂及其加工方法与流程

本发明属于油气田工程化学剂，涉及一种减阻剂，特别是一种压裂用耐盐型减阻剂及其加工方法。

背景技术：

1、目前，非常规油气开采核心技术主要是滑溜水(减阻水)体积(缝网)压裂技术和水平井技术，其中滑溜水压裂液中的核心组分减阻剂是实现体积压裂改造的重要物质基础之一。压裂液由高压泵注增压后通过管柱高速泵入地层，但在高速泵注下，管内会出现严重的湍流摩阻增加现象。加入减阻剂不仅降低施工摩阻，改善裂缝复杂度，而且减少设备对水马力的要求，避免设备因作业过程中的高速冲击造成磨损。

2、减阻剂是具有减少阻力作用的到高分子化合物，在流体输送时将它加入流体中，可以取得提高流量、降低能耗等效果，减阻剂广泛应用于原油和成品油管道输送，它是在特定地段提高管道流通能力和降低能耗的重要手段。

3、但是现有的常用减阻剂分为天然大分子型和表面活性剂型，天然大分子型压裂后破胶液残渣含量高，对低渗层伤害大，限制了其使用。表面活性剂型需配伍助剂多，毒性强，长期使用会造成水质污染，上述减阻剂存在耐盐性能差、对环境不友好的缺点，而且生产加工复杂，效率低下。

4、基于此，我们提出一种压裂用耐盐型减阻剂及其加工方法，本减阻剂具有良好的耐盐性和环保性，本减阻剂的加工方法能够不停歇的进行流水线式作业，提高了生产加工效率，还能够对能够对反应罐内的温度和输料管内的温度进行快速调节，使得反应罐内的温度和输料管内的温度保持一致，保证反应效果一致，并使其保持恒温，减少热量流失，节约了能耗，降低了成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种压裂用耐盐型减阻剂及其加工方法，该发明要解决的技术问题是：如何高效便捷的制备压裂用耐盐型减阻剂，同时保证该减阻剂的耐盐性、ph值等技术指标。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

3、一种压裂用耐盐型减阻剂的加工方法，包括以下加工步骤：

4、步骤一，生产准备：清理生产现场，确定产品生产方法和配方，检查机械设备是否能正常运转，按配比准备原材料；

5、步骤二，温度控制：通过水泵将水箱内的水分别输送到三个调温器内，通过调温器对水进行加热或降温，其中一个调温器将水调节到常温，再通过水泵分别注入第一个反应釜、第二个反应釜、第三个反应釜和第四个反应釜的调温罐内，另一个调温器将水温控制在20℃以下，再通过水泵注入第五个反应釜内，最后一个调温器将水温控制在20-25℃之间，再通过水泵注入第六个反应釜内，保证各个反应釜内以及其外部输料管的温度条件，即各个反应釜与其外部输料管的温度相同，通过各个反应釜内的温度传感器实时监控各个反应釜内的温度，并与调温器配合，及时调节各个反应釜内的温度。

6、步骤三，制备1号溶液：通过外部输送泵分别将基础白油、司盘类乳化剂和0p类表面活性剂依次按比例加入到第一个反应釜中，通过搅拌机构对其进行搅拌，使其在常温条件下充分混合搅拌15min，得到1号溶液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将1号溶液快速吸入该反应釜的输料管内，待1号溶液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，再次通过外部输送泵分别将基础白油、司盘类乳化剂和0p类表面活性剂依次按比例加入到第一个反应釜中，继续进行下一批1号溶液的制备，同时降低输料泵的输出功率，使得1号溶液在输料管内缓慢输送，直至下一批1号溶液制备完成，提高输料泵的输出功率将输料管内的1号溶液快速排出，即1号溶液在该输料管内部继续反应了15min；

7、步骤四，制备碱的溶解液：通过外部输送泵分别将配液用水和碱类依次按比例加入到第二个反应釜中，通过搅拌机构对其进行搅拌，使其在常温条件下充分混合搅拌15min，得到碱的溶解液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将碱的溶解液快速吸入该反应釜的输料管内，待碱的溶解液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，继续进行下一批碱的溶解液的制备，同时降低输料泵的输出功率，使得碱的溶解液在输料管内缓慢输送，直至下一批碱的溶解液制备完成，提高输料泵的输出功率将输料管内的碱的溶解液快速排出，即碱的溶解液在该输料管内部继续反应了15min；

8、步骤五，制备2号溶液：通过对应位置的输料泵将第二个反应釜的输料管内的碱的溶解液输入第三个反应釜内，通过外部输送泵分别将聚丙烯类单体1、聚合物单体2和聚合物单体3依次按比例加入到第三个反应釜中，通过搅拌机构对其进行搅拌，使其在常温条件下充分混合搅拌15min，得到2号溶液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将2号溶液快速吸入该反应釜的输料管内，待2号溶液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，继续进行下一批2号溶液的制备，同时降低输料泵的输出功率，使得2号溶液在输料管内缓慢输送，直至下一批2号溶液制备完成，提高输料泵的输出功率将输料管内的2号溶液快速排出，即2号溶液在该输料管内部继续反应了15min；

9、步骤六，制备聚合乳液的：通过对应位置的输料泵分别将第一个反应釜的输料管内的1号溶液和第三个反应釜的输料管内的2号溶液的按比例快速注入第四个反应釜内，通过搅拌机构对其进行搅拌，使其在常温条件下充分混合搅拌15min，得到得到聚合乳液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将聚合乳液快速吸入该反应釜的输料管内，待聚合乳液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，继续进行下一批聚合乳液的制备，同时降低输料泵的输出功率，使得聚合乳液在输料管内缓慢输送，直至下一批聚合乳液制备完成，提高输料泵的输出功率将输料管内的聚合乳液快速排出，即聚合乳液在该输料管内部继续反应了15min；

10、步骤七，聚合乳液的初步处理：通过对应位置的输料泵将第四个反应釜的输料管内的聚合乳液快速注入第五个反应釜内，通过制氮机向第五个反应釜内的聚合乳液内通入氮气除氧，时间为15min，通氮过程中通过滴加装置将引发剂1按比例加入该反应釜内部，充分混合15min，得到初步处理的聚合乳液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将初步处理的聚合乳液快速吸入该反应釜的输料管内，待初步处理的聚合乳液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，继续下一批聚合乳液的初步处理，同时同时降低输料泵的输出功率，使得初步处理的聚合乳液在输料管内缓慢输送，直至下一批初步处理的聚合乳液制备完成，提高输料泵的输出功率将输料管内的初步处理的聚合乳液快速排出，即初步处理的聚合乳液在该输料管内部继续反应了15min；

11、步骤八，聚合乳液的二次处理：通过对应位置的输料泵将第五个反应釜的输料管内的初步处理的聚合乳液快速注入第六个反应釜内，通过滴加装置将引发剂2按比例滴加到该反应釜内，滴加时间为15min，得到二次处理的聚合乳液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将二次处理的聚合乳液快速吸入该反应釜的输料管内，待二次处理的聚合乳液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，继续下一批聚合乳液的二次处理，同时同时降低输料泵的输出功率，使得二次处理的聚合乳液在输料管内缓慢输送，直至下一批二次处理的聚合乳液制备完成，提高输料泵的输出功率将输料管内的二次处理的聚合乳液快速排出，即二次处理的聚合乳液在该输料管内部继续反应了15min；

12、步骤九，成品制备：通过对应位置的输料泵将第六个反应釜的输料管内的二次处理的聚合乳液快速注入恒温箱内，在20-25℃的条件下低温反应2h，再注入下一个恒温箱内，在35℃的条件下，反应4h，即得到乳液聚合物--压裂用耐盐型减阻剂。

13、所述步骤三中，基础白油、司盘类乳化剂与0p类表面活性剂的重量混合比例为15：1.3：1.1。

14、所述步骤四中，配液用水和碱类的重量混合比例为15：1，配液用水的总矿化度5000-15000mg/l，其中钙、镁离子总和大于100mg/l。

15、所述步骤五中，丙烯类单体1、聚合物单体2与聚合物单体3的重量混合比例为3：2：1。

16、所述步骤六中，1号溶液和2号溶液的重量混合比例为1：1。

17、所述步骤七中，聚合乳液和引发剂1的重量混合比例为35：1.5。

18、所述步骤八中，初步处理的聚合乳液和引发剂2的重量混合比例为32：1。

19、本压裂用耐盐型减阻剂的加工方法，还包括六个反应釜，所述反应釜包括反应罐，反应罐由反应下罐和上盖组成，上盖的顶部设置有搅拌机构，上盖上固定若干进料管，上盖上设有压力调节阀和两个对称分布的拉环，反应下罐的内壁上设有温度传感器，反应下罐的底部侧边设有输料进口管，输料进口管上设有输料阀，反应下罐的外壁上设置有调温罐，调温罐上设置有保温罐，保温罐的底部固定有两个对称分布的支撑腿，调温罐和保温罐之间设有输料管，保温罐的外壁上设有输料出口管，输料管的一端与输料进口管连接，输料管的另一端与输料出口管连接，保温罐的外壁上固定有输料泵，输料泵的进料端通过管道与输料出口管连接，输料泵出料端通过管道与下一个反应釜的进料管连接，第四个反应釜的输料泵的进料端固定连接有三通管件，第一个反应釜和第三个反应釜的输料出口管分别与三通管件其中两端连接，第六个反应釜的三通管件的出料端通过管道与外部恒温箱连通。

20、采用以上结构，通过外部水泵将外部水箱内的水分别输送到三个调温器内，通过调温器对水进行加热或降温，其中一个调温器将水调节到常温，再通过外部水泵分别注入第一个反应釜、第二个反应釜、第三个反应釜和第四个反应釜的调温罐内，另一个调温器将水温控制在20℃以下，再通过外部水泵注入第五个反应釜内，最后一个调温器将水温控制在20-25℃之间，再通过外部水泵注入第六个反应釜内，保证各个反应釜内以及其外部输料管的温度条件，即各个反应釜与其外部输料管的温度相同，通过各个反应釜内的温度传感器实时监控各个反应釜内的温度，并与调温器配合，及时调节各个反应釜内的温度；

21、通过外部输送泵分别将基础白油、司盘类乳化剂和0p类表面活性剂依次按比例加入到第一个反应釜中，通过搅拌机构对其进行搅拌，使其在常温条件下充分混合搅拌15min，得到1号溶液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将1号溶液快速吸入该反应釜的输料管内，待1号溶液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，再次通过外部输送泵分别将基础白油、司盘类乳化剂和0p类表面活性剂依次按比例加入到第一个反应釜中，继续进行下一批1号溶液的制备，同时降低输料泵的输出功率，使得1号溶液在输料管内缓慢输送，直至下一批1号溶液制备完成，提高输料泵的输出功率将输料管内的1号溶液快速排出，即1号溶液在该输料管内部继续反应了15min；

22、通过外部输送泵分别将配液用水和碱类依次按比例加入到第二个反应釜中，通过搅拌机构对其进行搅拌，使其在常温条件下充分混合搅拌15min，得到碱的溶解液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将碱的溶解液快速吸入该反应釜的输料管内，待碱的溶解液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，继续进行下一批碱的溶解液的制备，同时降低输料泵的输出功率，使得碱的溶解液在输料管内缓慢输送，直至下一批碱的溶解液制备完成，提高输料泵的输出功率，将输料管内的碱的溶解液快速排出，即碱的溶解液在该输料管内部继续反应了15min；

23、通过对应位置的输料泵将第二个反应釜的输料管内的碱的溶解液输入第三个反应釜内，通过外部输送泵分别将聚丙烯类单体1、聚合物单体2和聚合物单体3依次按比例加入到第三个反应釜中，通过搅拌机构对其进行搅拌，使其在常温条件下充分混合搅拌15min，得到2号溶液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将2号溶液快速吸入该反应釜的输料管内，待2号溶液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，继续进行下一批2号溶液的制备，同时降低输料泵的输出功率，使得2号溶液在输料管内缓慢输送，直至下一批2号溶液制备完成，提高输料泵的输出功率，将输料管内的2号溶液快速排出，即2号溶液在该输料管内部继续反应了15min；

24、通过对应位置的输料泵分别将第一个反应釜的输料管内的1号溶液和第三个反应釜的输料管内的2号溶液的按比例快速注入第四个反应釜内，通过搅拌机构对其进行搅拌，使其在常温条件下充分混合搅拌15min，得到得到聚合乳液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将聚合乳液快速吸入该反应釜的输料管内，待聚合乳液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，继续进行下一批聚合乳液的制备，同时降低输料泵的输出功率，使得聚合乳液在输料管内缓慢输送，直至下一批聚合乳液制备完成，提高输料泵的输出功率，将输料管内的聚合乳液快速排出，即聚合乳液在该输料管内部继续反应了15min；

25、通过对应位置的输料泵将第四个反应釜的输料管内的聚合乳液快速注入第五个反应釜内，通过制氮机向第五个反应釜内的聚合乳液内通入氮气除氧，时间为15min，通氮过程中通过滴加装置将引发剂1按比例加入该反应釜内部，充分混合，得到初步处理的聚合乳液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将初步处理的聚合乳液快速吸入该反应釜的输料管内，待初步处理的聚合乳液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，继续下一批聚合乳液的初步处理，同时降低输料泵的输出功率，使得初步处理的聚合乳液在输料管内缓慢输送，直至下一批初步处理的聚合乳液制备完成，提高输料泵的输出功率，将输料管内的初步处理的聚合乳液快速排出，即初步处理的聚合乳液在该输料管内部继续反应了15min；

26、通过对应位置的输料泵将第五个反应釜的输料管内的初步处理的聚合乳液快速注入第六个反应釜内，通过滴加装置将引发剂2按比例滴加到该反应釜内，滴加时间为15min，得到二次处理的聚合乳液，开启对应位置的输料阀，通过对应位置的输料泵将二次处理的聚合乳液快速吸入该反应釜的输料管内，待二次处理的聚合乳液全部进入输料管后，关闭对应位置的输料阀，继续下一批聚合乳液的二次处理，同时降低输料泵的输出功率，使得二次处理的聚合乳液在输料管内缓慢输送，直至下一批二次处理的聚合乳液制备完成，提高输料泵的输出功率，将输料管内的二次处理的聚合乳液快速排出，即二次处理的聚合乳液在该输料管内部继续反应了15min。

27、所述搅拌机构包括搅拌架和搅拌电机，搅拌电机固定在上盖的顶部，搅拌架包括中空杆，中空杆转动设置在反应罐的内部且中空杆的两端均延伸至反应釜外部，搅拌电机的输出轴通过齿轮组与中空杆传动连接，中空杆的顶端通过旋转接头与外部水泵连接，位于反应罐内部的中空杆上固定有搅拌顶叶、若干搅拌杆和若干连接杆，搅拌顶叶位于搅拌杆和连接杆的下方，搅拌杆和连接杆内部中空且均与中空杆连通，相邻两个连接杆的端部之间设有刮板，刮板贴合在反应下罐的内壁上，若干搅拌杆之间设有搅拌螺旋叶。

28、采用以上结构，启动外部水泵，将调温器内调节好温度的调温水注入中空杆内部，再从中空杆内部流通到搅拌杆和连接杆内部，对物料进行温度调节或恒温维持；启动搅拌电机，搅拌电机的输出轴通过齿轮组带动中空杆转动，中空杆带动搅拌杆、连接杆和搅拌顶叶转动，搅拌杆和连接杆分别带动搅拌螺旋叶和刮板转动，通过搅拌顶叶和搅拌螺旋叶对物料进行搅拌，通过刮板能够去除反应罐内壁上粘黏的物料。

29、所述反应下罐的外壁上固定有加固密封圈，加固密封圈上开设有密封槽，调温罐由调温左罐和调温右罐组成，调温左罐和调温右罐的内壁上均设有卡接块，调温左罐和调温右罐的外壁上均设有密封法兰，密封法兰的外壁扇设有限位块，卡接块与密封槽卡接，调温左罐和调温右罐的内部均开设有调温层，调温层内设有螺旋挡板，调温左罐的底部设有进水管，调温右罐的侧壁上设有出水管，进水管和出水管均与调温层内部连通，进水管和出水管均与外部调温器连接，调温左罐与调温右罐贴合的端部固定有凸块，凸块的上套设有密封套，调温右罐与调温左罐贴合的端部开设有凹槽，凸块与凹槽卡合，调温左罐与调温右罐贴合面的底部开设有通孔一，中空杆穿过通孔一延伸至调温罐的外部，调温罐的底部侧边上开设有避让孔。

30、采用以上结构，通过卡接块与密封槽配合，将调温左罐和调温右罐卡接在加固密封圈上，通过凸块、密封套和凹槽配合，使得调温左罐与调温右罐卡合，再通过密封法兰与锁紧螺丝配合将调温左罐与调温右罐锁紧，完成反应下罐与调温罐之间的装配；启动外部水泵，将调温器内调节好温度的调温水通过进水管注入调温层内，通过螺旋挡板使的调温水保持螺旋缠绕，使得温度更加均匀，最后调温水通过出水管排出回到调温器内，完成调温水的循环利用。

31、所述保温罐由保温左罐和保温右罐组成，保温左罐和保温右罐的外壁上均设有若干紧固法兰，保温左罐和保温右罐的内壁上开设有卡接槽，限位块与卡接槽卡合，保温罐的内壁和调温罐的外壁上均开设有限位槽，保温罐的限位槽与调温罐的限位槽之间形成限位腔，输料管位于限位腔内部，保温左罐的底部开设有通孔二，进水管穿过通孔二延伸至保温罐的外部，保温左罐和保温右罐的贴合面的底部开设有通孔三，中空杆穿过通孔三延伸至保温罐的外部，保温右罐的侧壁上开设有通孔四，出水管穿过通孔四延伸至保温罐的外部，保温左罐和保温右罐的贴合面的顶部开设有避让槽二，密封法兰的锁合端面位于避让槽二内部，保温罐的底部侧边上开设有避让槽一，输料进口管穿过避让孔延伸至避让槽一内。

32、采用以上结构，通过限位块与卡接槽配合，使得保温左罐和保温右罐卡合在密封法兰上，再通过若干紧固法兰将保温左罐和保温右罐紧固拼合，完成保温罐和调温罐之间的装配；通过保温罐能够对输料管进行保温，保证反应所需的温度条件，避免物料受到温度的影响。

33、所述密封槽与卡接块之间、调温左罐和调温右罐之间，保温左罐和保温右罐之间均设有密封垫，通孔一、通孔二、通孔三、通孔一和避让孔内部均设有密封圈。

34、采用以上结构，通过若干密封垫和密封圈，能够对反应釜各个部件之间的装配线进行密封，提高反应釜的密封性，减少热量的流失，降低外界温度对反应釜的影响。

35、所述输料管呈螺旋状盘旋在限位腔内部，输料管的内壁上设有若干圆周均布的螺旋分流板。

36、采用以上结构，通过螺旋分流板的设置，使得各种物料在输送时能够保持螺旋搅拌，使得各种物料的更加均匀，使得温度分布更加均匀。

37、与现有技术相比，本压裂用耐盐型减阻剂及其加工方法具有以下优点：

38、1、本设备能够不停歇的进行流水线式作业加工生产压裂用耐盐型减阻剂，提高了生产效率。

39、2、通过调温罐能够对反应罐内的温度和输料管内的温度进行调节，使得反应罐内的温度和输料管内的温度保持一致，保证反应效果一致，通过调温罐和保温罐配合，能够使得输料管保持恒温，减少热量流失，节约了能耗，降低了成本。

40、3、通过调温罐和搅拌架配合，能够对各种物料或反应体系需要的温度进行快速调节，缩短了温度调节时间，提高了制备效率，同时通过搅拌机构能够使得温度分布更加均匀，提高了本减阻剂的质量。