一種可重復(fù)使用的水力壓裂降阻劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可重復(fù)使用的水力壓裂降阻劑及其制備方法與應(yīng)用，該可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，原料重量份組分如下：油相45～65份，油相增稠粉0.1～1.0份，分散劑0.3～1.5份，穩(wěn)定劑2～12份，水溶性高分子30～45份。本發(fā)明還涉及上述可重復(fù)使用的水力壓裂降阻劑的制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑在較低的使用濃度（0.1～0.2wt%）就可以達(dá)到60%以上降阻率；與改性胍膠等壓裂液及儲(chǔ)層流體配伍性好；由于降阻劑主要組分天然高分子-接枝聚丙酰胺分子量較低，加之穩(wěn)定劑聚氧化乙烯存在，可耐壓裂過程中連續(xù)的高強(qiáng)度剪切，返排后可重復(fù)使用。
【專利說明】一種可重復(fù)使用的水力壓裂降阻劑及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可重復(fù)使用的水力壓裂降阻劑及其制備方法與應(yīng)用，尤其涉及一種低滲透致密砂巖儲(chǔ)層或頁巖氣儲(chǔ)層的可重復(fù)使用的水力壓裂降阻劑及其制備方法與應(yīng)用，屬于油田化學(xué)與工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002] 低滲致密油氣儲(chǔ)層或頁巖氣儲(chǔ)層因其儲(chǔ)層物性差、孔隙度和滲透率低，通常無法提供經(jīng)濟(jì)開采所需的滲流通道，多數(shù)都需實(shí)施水力壓裂才能達(dá)到工業(yè)開采價(jià)值。壓裂成功的關(guān)鍵之一就是壓裂液綜合性能的優(yōu)異程度。常規(guī)的聚合物基壓裂液體系(如改性瓜膠、高分子聚丙烯酰胺等)易造成儲(chǔ)層傷害，而粘彈性表面活性劑壓裂液(清潔壓裂液)盡管傷害較低，但是應(yīng)用成本高，因此目前國內(nèi)外主要采用清水壓裂、活性水壓裂以及滑溜水壓裂等。其中，滑溜水作為致密砂巖與頁巖儲(chǔ)層壓裂施工的主要壓裂液，具有無固相水不溶物和常規(guī)膠體殘?jiān)奶攸c(diǎn)。同時(shí)，摩阻低，可在保持措施效果的前提下節(jié)約30%的液體成本，因此受到國內(nèi)外石油公司廣泛關(guān)注。同時(shí)，在致密儲(chǔ)層與頁巖儲(chǔ)層壓裂過程中，液體排量大，返排液多，使后續(xù)處理排放難度大大增加，加之壓裂液中關(guān)鍵組分降阻劑大多依靠進(jìn)口，價(jià)格昂貴，從而嚴(yán)重阻礙了我國致密砂巖與頁巖油氣資源的高效開發(fā)。因此，在致密儲(chǔ)層與頁巖儲(chǔ)層壓裂開發(fā)過程中，選擇低傷害、可重復(fù)使用以及可顯著降低壓裂液摩阻的降阻劑就顯得尤為重要。
[0003]近年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)壓裂降阻劑進(jìn)行了較為廣泛研究。如中國專利文獻(xiàn)CN1487985A (申請?zhí)?02804037.6)公開了一種表面活性劑類的減阻劑，這是一種水溶性的表面活性劑，具有良好的抗剪切能力，可以應(yīng)用于供熱等循環(huán)水領(lǐng)域。但表面活性劑減阻劑通常需要在臨界膠束濃度以上使用，因而使用濃度較高，應(yīng)用受到限制。
[0004]中國專利文獻(xiàn)CN102002355A(申請?zhí)?201010526794.7)公開了一種壓裂液降阻劑的制備方法，包括:a、所述壓裂液降阻劑在按質(zhì)量百分比計(jì)由下列組分組成:聚丙烯酰胺
0.6%，聚乙烯醇8%，表面活性劑5%，有機(jī)溶劑10%，其余量為水。按如下步驟①在反應(yīng)釜中按照質(zhì)量百分比加入水。②按照配比，加熱到60°C后緩慢加入聚乙烯醇。③連續(xù)攪拌30min待聚乙烯醇完全溶解。④按照配比，冷卻溫度到30°C后一次性加入十二烷基三甲基氯化銨和乙醇，攪拌IOmin混合均勻。⑤按照配比緩慢加入聚丙烯酰胺并且連續(xù)攪拌60min待其完全溶解即得降阻劑產(chǎn)品。所述聚丙烯酰胺分子量為1500萬；所述聚乙烯醇分子量為25萬；所述表面活性劑為十二烷基三甲基氯化銨；所述有機(jī)溶劑為乙醇。b、將步驟a形成的降阻劑按照0.5%-1.5%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶于水即可得到低摩阻壓裂液。中國專利文獻(xiàn)CN102977877A(申請?zhí)?201210512496.1)公開了一種頁巖氣壓裂用減阻劑及其制備方法，該減阻劑各組分及質(zhì)量比如下:水溶性高分子聚合物20-35%，穩(wěn)定劑1_5%，無機(jī)分相劑20-30%，鰲合劑
0.01-0.1%，助溶劑0.5-2%，其余為水；所述水溶性高分子聚合物通過自由基引發(fā)丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉和丙烯酸鈉三種單體進(jìn)行無規(guī)共聚得到，其分子量在600-1000萬之間；所述穩(wěn)定劑由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉和丙烯酸鈉共聚而成，粘均分子量在10-50萬之間。上述專利文獻(xiàn)公開的三種降阻劑主要以聚丙酰胺及其衍生物為主，其形態(tài)以粉體與乳液為主，這類降阻劑盡管具有良好的降阻性，但是在致密儲(chǔ)層或頁巖儲(chǔ)層壓裂的高速剪切下降阻劑分子結(jié)構(gòu)容易破壞，不易再重復(fù)使用，并且生物可降解性較差，分子量較大，吸附造成儲(chǔ)層傷害，外排容易污染環(huán)境。在礦場應(yīng)用過程中溶解速度較慢，不適合在線混配以提高施工效率。
[0005]中國專利文獻(xiàn)CN102516975A (申請?zhí)?201110401452.7)公開了一種頁巖氣藏速溶可回收滑溜水；滑溜水的組成按重量百分比為:降阻劑0.02-0.1%、氯化鉀0.2-2.0%、助排劑0.1-0.5%、防膨劑0.1-0.5%、余量為水；降阻劑為聚丙酰胺或聚丙酰胺衍生物，分子量位于5X IO5-1X IO6之間，助排劑為氟碳表面活性劑0.5%-2.0%，低分子醇類溶劑10.0%-15.0%，高分子醇類助劑3.0%-5.0%，工業(yè)級(jí)碳?xì)滏湵砻婊钚詣?0.0%-20.0%，余量為水組成；防膨劑為陽離子聚季銨鹽、聚季磷酸鹽或聚季硫酸鹽；能在20-30S完全溶脹，形成均一的體系，不需要氧化破膠劑，能降低對(duì)裂縫導(dǎo)流能力的傷害，可回收利用壓裂返排液，降低了廢液處理成本。該專利文獻(xiàn)公開的降阻劑使用了分子量較低的聚丙酰胺或聚丙酰胺衍生物，提高了降阻劑的耐剪切性能，并可回收再用，但生物可降解性較差，高速剪切下容易乳化，大大增加了后續(xù)返排液處理難度。
[0006]中國專利文獻(xiàn)CN103045226A(申請?zhí)?201310020092.5)公開了一種降阻劑及其制備方法和使用該降阻劑的滑溜水壓裂液及其制備方法，該降阻劑的組成及質(zhì)量百分比為:聚氧化乙烯10%-40%、有機(jī)溶劑40%-85%、非離子表面活性劑0-10%、分散劑0-10%;滑溜水壓裂液的組成及質(zhì)量百分比為:降阻劑0.05%-0.2%、助排劑0.2%-0.5%、防膨劑1.0%-3.0%、殺菌劑0.1%_0.3%，余量為清水。該類降阻劑具有良好的降阻效果，但是聚氧化乙烯固有的特性對(duì)加料速度有很大影響，為了增強(qiáng)溶解性與分散性，一般配制為漿料，該專利文獻(xiàn)使用的溶劑主要是礦物油類，大大增加了返排液的處理難度。并且配制的漿料較長時(shí)間放置容易分層，不利于礦場計(jì)量取料。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]針對(duì)已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種可重復(fù)使用的壓裂降阻劑及其制備方法與應(yīng)用，該降阻劑適合用于致密儲(chǔ)層與頁巖儲(chǔ)層水力壓裂改造。
[0008]本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0009]一種可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，原料重量份組分如下:
[0010]油相45~65份，油相增稠粉0.1~1.0份，分散劑0.3~1.5份，穩(wěn)定劑2~12份，水溶性高分子30~45份；
[0011]所述的油相為生物柴油；
[0012]所述的油相增稠粉為苯烯-乙烯-丙烯共聚物；
[0013]所述的分散劑為SiO2粉末；
[0014]所述的穩(wěn)定劑為聚氧化乙烯，重均分子量50~600萬；
[0015]所述的水溶性高分子為水溶性天然高分子-接枝聚丙烯酰胺，重均分子量為50~500萬，丙烯酰胺的接枝率>60%，水溶性天然高分子與丙烯酰胺的質(zhì)量用量比為1/3~1/2，所述的水溶性天然高分子為多糖類水溶性天然高分子。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，原料重量份組分如下:[0017]油相45~55份，油相增稠粉0.2~0.5份，分散劑0.5~0.8份，穩(wěn)定劑5~10份，水溶性高分子35~40份。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的苯烯-乙烯-丙烯共聚物中苯烯:乙烯:丙烯按10:15:20的摩爾比共聚反應(yīng)；更優(yōu)選的，苯烯-乙烯-丙烯共聚物的粘均分子量為20萬。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的SiO2粉末為微米級(jí)SiO2粉末。所述的分散劑也可選用常規(guī)SiO2粉末或納米級(jí)SiO2粉末。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的穩(wěn)定劑聚氧化乙烯重均分子量為50萬、100萬、200萬、400萬、600萬，更優(yōu)選重均分子量為200萬的聚氧化乙烯烴粉碎過120目篩所得。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的水溶性高分子為淀粉-接枝聚丙酰胺、纖維素-接枝聚丙酰胺或殼聚糖-接枝聚丙酰胺，更優(yōu)選重均分子量為100~200萬的淀粉-接枝聚丙酰胺經(jīng)粉碎過120目篩所得。
[0022]本發(fā)明淀粉-接枝聚丙酰胺、羧甲基纖維素-接枝聚丙酰胺或殼聚糖-接枝聚丙酰胺可按現(xiàn)有技術(shù)制備得到；
[0023]優(yōu)選的，淀粉-接枝聚丙酰胺按如下步驟制備得到:
[0024](I)用Span-80 (司盤80)、Tween-60 (吐溫-60)和0P-10 (主要成分是烷基酚聚氧乙烯醚)按(90-100):(1-5):(1-5)的質(zhì)量比混合均勻得復(fù)合乳化劑；
[0025](2)稱取一定體積的液體石蠟置于三口燒瓶中，并且將三口燒瓶置于恒溫水浴鍋中；稱取一定量的復(fù)合乳化劑加入到三口燒瓶中，攪拌使之與液體石蠟混合均勻并控制HLB值(親水疏水平衡值，也稱水油度)在4.3~6.2之間；通氮?dú)庖猿ト谄恐械难鯕庵敝两又Ψ磻?yīng)完成；
[0026](3)分別配制玉米淀粉乳溶液與引發(fā)劑溶液(引發(fā)劑濃度為3.451mmol/L)，加入到三口燒瓶中；升溫至45~50°C，引發(fā)15~20min ;
[0027](4)按照丙烯酰胺單體與玉米淀粉的質(zhì)量比為1.5:1~1.7:1準(zhǔn)確稱取丙烯酰胺單體溶于水中，緩慢滴加到三口燒瓶；反應(yīng)3_5h后轉(zhuǎn)移至無水乙醇中，強(qiáng)力攪拌破乳，固體產(chǎn)物經(jīng)過濾、丙酮多次洗滌后，在65°C恒溫下真空干燥至質(zhì)量恒定，即得淀粉-接枝聚丙酰胺。
[0028]優(yōu)選的，羧甲基纖維素-接枝聚丙酰胺按如下步驟制備得到:
[0029](I)稱取羧甲基纖維素置于四頸瓶中，加入蒸餾水，水浴加熱溶解；
[0030](2)以過硫酸銨為引發(fā)劑，按羧甲基纖維素與丙烯酰胺投料質(zhì)量比1:2、1:5或1:8進(jìn)行接枝共聚，反應(yīng)時(shí)間均為3h，獲得接枝共聚物；(不同的投料比獲得不同接枝率的接枝共聚物)
[0031](3)待上述反應(yīng)完成后，以丙酮為沉淀劑，得到白色沉淀物，過濾并充分干燥后，將樣品磨細(xì)，在索氏提取器中以丙酮為提取液抽提48h，除去未參加反應(yīng)的單體和聚丙烯酰胺均聚物；再將產(chǎn)物置于真空烘箱60°C干燥至恒重，即得羧甲基纖維素-接枝聚丙酰胺。
[0032]優(yōu)選的，殼聚糖-接枝聚丙酰胺按如下步驟制備得到:
[0033](I)稱取殼聚糖用5wt%CH3C00H溶液配成殼聚糖濃度為2_3g/100mL的溶液置于裝有攪拌裝置回流冷凝管、氮?dú)鈱?dǎo)入管和溫度計(jì)的四頸瓶中；
[0034](2)升溫至40°C保持恒溫，通30min N2去除瓶中02后，按照(6_8) X10_3mol/L濃度加入引發(fā)劑硝酸鈰銨溶液，40min后按照0.6-1.2mol/L的濃度加入丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚；
[0035](3)反應(yīng)4_5h后加入乙醇，并用20wt%Na0H調(diào)節(jié)pH值為6~7，得白色絮狀沉淀物，分離并用乙醇洗3至5次，將產(chǎn)物真空干燥至恒重，即得殼聚糖-接枝聚丙酰胺。
[0036]根據(jù)本發(fā)明，一種可重復(fù)使用的壓裂降阻劑的制備方法，步驟如下:
[0037](I)取油相增稠粉，加入生物柴油中，500~800r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌8~12min，置于50~80°C恒溫靜置24~30h，取出后在600~800r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌至完全溶解后得到增稠生物柴油；
[0038](2)將穩(wěn)定劑聚氧化乙烯與水溶性高分子粉碎，過120~150目篩獲得均勻的聚氧化乙烯粉末與水溶性高分子粉末；
[0039](3)常溫下以200~400r/min勻速攪拌(I)中得到的增稠生物柴油，加入分散劑，添加完畢后繼續(xù)以200~400r/min勻速攪拌8~15min，使其分散均勻，得分散液；
[0040](4)以300~500r/min勻速攪拌(3)中得到的分散液，逐漸加入(2)中過篩后的穩(wěn)定劑聚氧化乙烯與水溶性高分子，添加完畢后以500~1000r/min勻速攪拌使其分散均勻，靜置20~30min，即得可重復(fù)使用的壓裂降阻劑。
[0041]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(1)中恒溫靜置的溫度為60~70°C。
[0042]本發(fā)明可重復(fù) 使用的壓裂降阻劑，應(yīng)用于致密氣儲(chǔ)層與頁巖儲(chǔ)層的壓裂改造。
[0043]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0044]1、本發(fā)明的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑在較低的使用濃度(0.1~0.2wt%)就可以達(dá)到60%以上降阻率；與改性胍膠等壓裂液及儲(chǔ)層流體配伍性好；由于降阻劑主要組分天然高分子-接枝聚丙酰胺分子量較低，加之穩(wěn)定劑聚氧化乙烯存在，可耐壓裂過程中連續(xù)的高強(qiáng)度剪切，返排后可重復(fù)使用。
[0045]2、本發(fā)明的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑主要成分如油相、水溶性高分子在儲(chǔ)層條件下可生物降解，降低了返排液處理難度以及對(duì)環(huán)境可能造成的污染。
[0046]3、本發(fā)明的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，形態(tài)穩(wěn)定，長時(shí)間靜置不分層，溶解速度快，5min內(nèi)可完全溶解，有利于礦場連續(xù)混配施工，節(jié)約作業(yè)時(shí)間，并且制備過程簡單，過程易控制。
[0047]4、本發(fā)明的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑的制備方法，步驟簡單，易于推廣應(yīng)用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0048]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的可重復(fù)使用的水力壓裂降阻劑的產(chǎn)品照片。
【具體實(shí)施方式】
[0049]以下結(jié)合具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例所涉及的范圍。
[0050]實(shí)施例中各原料組成均為重量份。
[0051]原料說明:
[0052]實(shí)施例中下述原料均為市購產(chǎn)品，其中:油相增稠粉(苯乙烯-乙烯-丙烯共聚物，粘均分子量為20萬)，威海云清化工開發(fā)院有售；Si02粉末(微米級(jí))，邱博工程材料(青島)有限公司有售；生物柴油，河南省南陽市內(nèi)鄉(xiāng)縣龍翔生物科技有限公司；聚氧化乙烯(工業(yè)級(jí))，重均分子量為200萬，日本住友化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社。
[0053]實(shí)施例中所述的淀粉-接枝聚丙烯酰胺按如下步驟制備得到:
[0054](I)將Span-80、Twee n-60和0P-10按90:5:5的質(zhì)量比混合均勻得復(fù)合乳化劑；
[0055](2)稱取80ml的液體石蠟置于250ml三口燒瓶中，并且將三口燒瓶置于30°C恒溫水浴鍋中；稱取5g的復(fù)合乳化劑加入到三口燒瓶中，攪拌使之與液體石蠟混合均勻并控HLB值在4.3~6.2之間；通氮?dú)庖猿ト谄恐械难鯕庵敝两又Ψ磻?yīng)完成；
[0056]HLB值的控制通過下述方式實(shí)現(xiàn):控制復(fù)合乳化劑質(zhì)量濃度在4%~8%之間，液體石蠟為油相，控制油水體積比在I~1.6之間，攪拌均勻形成穩(wěn)定的反相乳液體系；
[0057](3)稱取3g玉米淀粉配制60ml的玉米淀粉乳溶液，與過硫酸銨引發(fā)劑溶液混合(引發(fā)劑濃度為3.451mmol/L)，加入到三口燒瓶中；升溫至45~50。。，引發(fā)20min ；
[0058](4)按照丙烯酰胺單體與玉米淀粉的質(zhì)量比為1.5:1準(zhǔn)確稱取4.5g丙烯酰胺單體溶于水中，緩慢滴加到三口燒瓶；反應(yīng)5h后轉(zhuǎn)移至無水乙醇中，強(qiáng)力攪拌破乳，固體產(chǎn)物經(jīng)過濾、丙酮多次洗滌后，在65°C恒溫下真空干燥至質(zhì)量恒定，即得淀粉-接枝聚丙酰胺，重均分子量為140-180萬。
[0059]實(shí)施例中所述的羧甲基纖維素-接枝聚丙酰胺按如下步驟制備得到:
[0060](I)稱取100ml濃度為2g/100ml的羧甲基纖維素溶液置于250ml四頸瓶中，加入50ml的蒸餾水，60°C水浴加熱溶解；
[0061](2)以過硫酸銨為引發(fā)劑，按羧甲基纖維素與丙烯酰胺投料質(zhì)量比1:8加入丙烯酰胺16g，進(jìn)行接枝共聚，反應(yīng)時(shí)間為3h ；
[0062](3)待上述反應(yīng)完成后，以丙酮為沉淀劑，得到白色沉淀物，過濾并充分干燥后，將樣品磨細(xì)，在索氏提取器中以丙酮為提取液抽提48h，除去未參加反應(yīng)的單體和聚丙烯酰胺均聚物；再將產(chǎn)物置于真空烘箱60°C干燥至恒重，即得羧甲基纖維素-接枝聚丙酰胺，重均分子量為160-200萬。
[0063]實(shí)施例中所述的殼聚糖-接枝聚丙酰胺按如下步驟制備得到:
[0064](I)稱取4.5g的殼聚糖用5wt%CH3C00H溶液配成殼聚糖濃度為3g/100mL的溶液置于裝有攪拌裝置回流冷凝管、氮?dú)鈱?dǎo)入管和溫度計(jì)的四頸瓶中；
[0065](2)升溫至40°C保持恒溫，通30min N2去除瓶中O2后，按照8 X 10^3mol/L濃度加入引發(fā)劑硝酸鈰銨溶液，40min后按照lmol/L的濃度加入丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚；
[0066](3)反應(yīng)5h后加入15_20ml的乙醇，并用20wt%Na0H調(diào)節(jié)pH值為6~7，得白色絮狀沉淀物，分離并用乙醇洗3至5次，將產(chǎn)物真空干燥至恒重，即得殼聚糖-接枝聚丙酰胺，重均分子量為150-180萬。
[0067]所述的Span-80、Tween-60、0P_10、液體石臘、玉米淀粉、過硫酸銨、丙烯酰胺、羧甲基纖維素、丙酮、殼聚糖、CH3COOH和乙醇均為市購產(chǎn)品。
[0068]實(shí)施例1
[0069]常溫下，取0.2份油相增稠粉，加入到45份生物柴油中，800r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌lOmin，置于65°C恒溫靜置30h，取出后在700r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌45min完全溶解后得到增稠生物柴油；以300r/min勻速攪拌增稠生物柴油，逐漸加入0.5份SiO2粉末，添加完畢后繼續(xù)以400r/min勻速攪拌8min，使其分散均勻后，繼續(xù)以350r/min勻速攪拌，并向其中逐漸加入10份經(jīng)150目過篩后的聚氧化乙烯與30份經(jīng)120目過篩后的淀粉-接枝聚丙烯酰胺，添加完畢后以500r/min勻速攪拌20min使其分散均勻，靜置30min即獲得穩(wěn)定均勻的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，如圖1所示。由圖1可以看出，產(chǎn)品均勻，外觀形態(tài)良好。
[0070]實(shí)施例2
[0071]常溫下，取0.25份油相增稠粉，加入到50份生物柴油中，500r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌12min，置于67°C恒溫靜置27h，取出后在800r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌40min完全溶解后得到增稠生物柴油；以350r/min勻速攪拌增稠生物柴油，逐漸加入0.6份SiO2粉末，添加完畢后繼續(xù)以350r/min勻速攪拌15min，使其分散均勻后，繼續(xù)以390r/min勻速攪拌，并向其中逐漸加入7.5份經(jīng)120目過篩后的聚氧化乙烯與35份經(jīng)130目過篩后的羧甲基纖維素-接枝聚丙酰胺，添加完畢后以600r/min勻速攪拌30min使其分散均勻，靜置25min即獲得穩(wěn)定均勻的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑。
[0072]實(shí)施例3 [0073]常溫下，取0.3份油相增稠粉，加入到55份生物柴油中，700r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌8min，置于69°C恒溫靜置24h，取出后在750r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌30min完全溶解后得到增稠生物柴油；以300r/min勻速攪拌增稠生物柴油，逐漸加入0.55份SiO2粉末，添加完畢后繼續(xù)以400r/min勻速攪拌lOmin，使其分散均勻后，繼續(xù)以420r/min勻速攪拌，并向其中逐漸加入5份經(jīng)140目過篩后的聚氧化乙烯與40份經(jīng)140目過篩后的淀粉-接枝聚丙烯酰胺，添加完畢后以700r/min勻速攪拌25min使其分散均勻，靜置30min即獲得穩(wěn)定均勻的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑。
[0074]實(shí)施例4
[0075]常溫下，取0.25份油相增稠粉，加入到50份生物柴油中，600r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌12min，置于70°C恒溫靜置28h，取出后在800r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌40min完全溶解后得到增稠生物柴油；以400r/min勻速攪拌增稠生物柴油，逐漸加入0.5份SiO2粉末，添加完畢后繼續(xù)以300r/min勻速攪拌12min，使其分散均勻后，繼續(xù)以450r/min勻速攪拌，并向其中逐漸加入7.5份經(jīng)120目過篩后的聚氧化乙烯與40份經(jīng)150目過篩后的淀粉-接枝聚丙烯酰胺，添加完畢后以800r/min勻速攪拌25min使其分散均勻，靜置20min即獲得穩(wěn)定均勻的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑。
[0076]實(shí)施例5
[0077]常溫下，取0.3份油相增稠粉，加入到55份生物柴油中，500r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌8min，置于67°C恒溫靜置29h，取出后在700r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌35min完全溶解后得到增稠生物柴油；以400r/min勻速攪拌增稠生物柴油，逐漸加入0.6份SiO2粉末，添加完畢后繼續(xù)以350r/min勻速攪拌8min，使其分散均勻后，繼續(xù)以430r/min勻速攪拌，并向其中逐漸加入5份經(jīng)130目過篩后的聚氧化乙烯與30份經(jīng)130目過篩后的殼聚糖-接枝聚丙酰胺，添加完畢后以900r/min勻速攪拌20min使其分散均勻，靜置25min即獲得穩(wěn)定均勻的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑。
[0078]實(shí)施例6
[0079]常溫下，取0.2份油相增稠粉，加入到45份生物柴油中，700r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌lOmin，置于69°C恒溫靜置30h，取出后在700r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌45min完全溶解后得到增稠生物柴油；以300r/min勻速攪拌增稠生物柴油，逐漸加入0.55份SiO2粉末，添加完畢后繼續(xù)以400r/min勻速攪拌15min，使其分散均勻后，繼續(xù)以420r/min勻速攪拌，并向其中逐漸加入10份經(jīng)150目過篩后的聚氧化乙烯與35份經(jīng)140目過篩后的淀粉-接枝聚丙烯酰胺，添加完畢后以1000r/min勻速攪拌30min使其分散均勻，靜置20min即獲得穩(wěn)定均勻的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑。
[0080]實(shí)施例7
[0081]常溫下，取0.25份油相增稠粉，加入到50份生物柴油中，800r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌12min，置于65°C恒溫靜置25h，取出后在800r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌40min完全溶解后得到增稠生物柴油；以350r/min勻速攪拌增稠生物柴油，逐漸加入0.55份SiO2粉末，添加完畢后繼續(xù)以300r/min勻速攪拌lOmin，使其分散均勻后，繼續(xù)以380r/min勻速攪拌，并向其中逐漸加入7.5份經(jīng)130目過篩后的聚氧化乙烯與30份經(jīng)120目過篩后的淀粉-接枝聚丙烯酰胺，添加完畢后以1000r/min勻速攪拌30min使其分散均勻，靜置30min即獲得穩(wěn)定均勻的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑。
[0082]應(yīng)用例I
[0083]實(shí)施例1-7產(chǎn)品為可重復(fù)使用的水力壓裂降阻劑漿料，取0.2份可重復(fù)使用的水力壓裂降阻劑漿料加入到100份清水中，溶解后(5min即可溶解均勻)，得到均相透明的液體，測試其粘度、密度及其他相關(guān)性能的有關(guān)數(shù)據(jù)如表1:
[0084]表1
[0085]
【權(quán)利要求】
1.一種可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，原料重量份組分如下: 油相45~65份，油相增稠粉0.1~1.0份，分散劑0.3~1.5份，穩(wěn)定劑2~12份，水溶性高分子30~45份； 所述的油相為生物柴油； 所述的油相增稠粉為苯烯-乙烯-丙烯共聚物； 所述的分散劑為SiO2粉末； 所述的穩(wěn)定劑為聚氧化乙烯，重均分子量50~600萬； 所述的水溶性高分子為水溶性天然高分子-接枝聚丙烯酰胺，重均分子量為50~500萬，丙烯酰胺的接枝率>60%，水溶性天然高分子與丙烯酰胺的質(zhì)量用量比為1/3~1/2，所述的水溶性天然高分子為多糖類水溶性天然高分子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，其特征在于，原料重量份組分如下: 油相45~55份，油相增稠粉0.2~0.5份，分散劑0.5~0.8份，穩(wěn)定劑5~10份，水溶性高分子35~40份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，其特征在于，所述的苯烯-乙烯-丙烯共聚物中苯烯:乙烯:丙 烯按10:15:20的摩爾比共聚反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，其特征在于，所述的SiO2粉末為微米級(jí)SiO2粉末。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，其特征在于，所述的穩(wěn)定劑聚氧化乙烯重均分子量為50萬、100萬、200萬、400萬、600萬，更優(yōu)選重均分子量為200萬的聚氧化乙烯烴粉碎過120目篩所得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，其特征在于，所述的水溶性高分子為淀粉-接枝聚丙酰胺、纖維素-接枝聚丙酰胺或殼聚糖-接枝聚丙酰胺，更優(yōu)選重均分子量為100~200萬的淀粉-接枝聚丙酰胺經(jīng)粉碎過120目篩所得。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，其特征在于，所述的淀粉-接枝聚丙酰胺按如下步驟制備得到: (1)用Span-80、Tween-60 和 0P-10 按(90-100): (1-5): (1-5)的質(zhì)量比混合均勻得復(fù)合乳化劑； (2)稱取液體石蠟置于三口燒瓶中，并且將三口燒瓶置于恒溫水浴鍋中；稱取復(fù)合乳化劑加入到三口燒瓶中，攪拌使之與液體石蠟混合均勻并控制HLB值在4.3~6.2之間；通氮?dú)庖猿ト谄恐械难鯕庵敝两又Ψ磻?yīng)完成； (3)分別配制玉米淀粉乳溶液與濃度為3.451mmol/L的引發(fā)劑溶液，加入到三口燒瓶中；升溫至45~50°C，引發(fā)15~20min ； (4)按照丙烯酰胺單體與玉米淀粉的質(zhì)量比為1.5:1~1.7:1準(zhǔn)確稱取丙烯酰胺單體溶于水中，緩慢滴加到三口燒瓶；反應(yīng)3-5h后轉(zhuǎn)移至無水乙醇中，強(qiáng)力攪拌破乳，固體產(chǎn)物經(jīng)過濾、丙酮多次洗滌后，在65°C恒溫下真空干燥至質(zhì)量恒定，即得淀粉-接枝聚丙酰胺； 所述的羧甲基纖維素-接枝聚丙酰胺按如下步驟制備得到: (1)稱取羧甲基纖維素置于四頸瓶中，加入蒸餾水，水浴加熱溶解； (2)以過硫酸銨為引發(fā)劑，按羧甲基纖維素與丙烯酰胺投料質(zhì)量比1:2、1:5或1:8進(jìn)行接枝共聚，反應(yīng)時(shí)間均為3h，獲得接枝共聚物； (3)待上述反應(yīng)完成后，以丙酮為沉淀劑，得到白色沉淀物，過濾并充分干燥后，將樣品磨細(xì)，在索氏提取器中以丙酮為提取液抽提48h，除去未參加反應(yīng)的單體和聚丙烯酰胺均聚物；再將產(chǎn)物置于真空烘箱60°C干燥至恒重，即得羧甲基纖維素-接枝聚丙酰胺； 所述的殼聚糖-接枝聚丙酰胺按如下步驟制備得到: (1)稱取殼聚糖用5wt%CH3C00H溶液配成殼聚糖濃度為2-3g/100mL的溶液置于裝有攪拌裝置回流冷凝管、氮?dú)鈱?dǎo)入管和溫度計(jì)的四頸瓶中； (2)升溫至40°C保持恒溫，通30minN2去除瓶中02后，按照(6_8) X 10_3mOl/L濃度加入引發(fā)劑硝酸鈰銨溶液，40min后按照0.6-1.2mol/L的濃度加入丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚； (3)反應(yīng)4-5h后加入乙醇，并用20wt%Na0H調(diào)節(jié)pH值為6~7，得白色絮狀沉淀物，分離并用乙醇洗3至5次，將產(chǎn)物真空干燥至恒重，即得殼聚糖-接枝聚丙酰胺。
8.—種權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑的制備方法，步驟如下: Cl)取油相增稠粉，加入生物柴油中，500~800r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌8~12min，置于50~80°C恒溫靜置24~30h，取出后在600~800r/min的轉(zhuǎn)速條件下勻速攪拌至完全溶解后得到增稠生物柴油； (2)將穩(wěn)定劑聚氧化乙烯與 水溶性高分子粉碎，過120~150目篩獲得均勻的聚氧化乙烯粉末與水溶性高分子粉末； (3)常溫下以200~400r/min勻速攪拌(I)中得到的增稠生物柴油，加入分散劑，添加完畢后繼續(xù)以200~400r/min勻速攪拌8~15min，使其分散均勻，得分散液； (4)以300~500r/min勻速攪拌(3)中得到的分散液，逐漸加入(2)中過篩后的穩(wěn)定劑聚氧化乙烯與水溶性高分子，添加完畢后以500~1000r/min勻速攪拌使其分散均勻，靜置20~30min，即得可重復(fù)使用的壓裂降阻劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中恒溫靜置的溫度為60~70°C。
10.權(quán)利要求1~7所述的可重復(fù)使用的壓裂降阻劑，應(yīng)用于致密氣儲(chǔ)層與頁巖儲(chǔ)層的壓裂改造。
【文檔編號(hào)】C09K8/68GK103540309SQ201310518590
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】羅明良, 劉飛, 溫慶志, 孫濤, 郭燁, 楊國威, 呂子龍, 李楠, 劉佳林 申請人:中國石油大學(xué)(華東)