本發(fā)明涉及一種提高粘度的方法,尤其涉及一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法,屬于石油化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
二氧化碳無水壓裂是以二氧化碳代替常規(guī)水力壓裂液的一種干法壓裂技術(shù)。二氧化碳無水壓裂具有無水相、無殘渣、易返排的特點,可有效提高油氣藏的增產(chǎn)效果。二氧化碳無水壓裂是一項非常有前景的增產(chǎn)改造技術(shù),正受到越來越多研究者的關(guān)注。
當(dāng)采用純液態(tài)二氧化碳作為壓裂液施工時,其粘度很低,約為0.1mpa·s,導(dǎo)致其攜砂能力極弱,造縫能力差,且濾失大,嚴(yán)重影響增產(chǎn)效果。為此,需提高液態(tài)二氧化碳的粘度來改善體系性能。
目前,國內(nèi)對于二氧化碳無水壓裂技術(shù)的研究尚處于起步階段,對液態(tài)二氧化碳增粘技術(shù)的研究更是寥寥無幾。
因此,提供一種提高液態(tài)二氧化碳粘度的方法,以提高二氧化碳的攜砂能力,成為本領(lǐng)域亟待解決的問題之一。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的目的在于提供一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法,該方法操作簡便、安全高效、成本低廉,可以得到具有高粘度的液態(tài)二氧化碳,適用于二氧化碳無水壓裂等油氣藏開采領(lǐng)域。
為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的,本發(fā)明提供了一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法,該提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法包括以下步驟:
將液體二氧化碳與助溶劑混溶,依次加入夾帶劑、提粘劑和助劑,得到增粘的液態(tài)二氧化碳;其中,液態(tài)二氧化碳、助溶劑、夾帶劑、提粘劑和助劑的質(zhì)量比為100:(15.0-25.0):(3.0-5.0):(4.0-5.0):(0.3-0.8);
其中,采用的提粘劑包括質(zhì)量比為(12.0-16.0):(4.0-6.0):(0.2-0.4):(0.12-0.18):(0.02-0.08):100的丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸、十六烷基二甲基烯丙基氯化銨、過硫酸銨、亞硫酸氫鈉和水。
在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中,增粘的液態(tài)二氧化碳的粘度為4mpa·s-10mpa·s。
在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中,提粘劑的作用是大幅提高液態(tài)二氧化碳體系的粘度。
在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中,優(yōu)選地,采用的提粘劑通過以下步驟制備得到:
將水和2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸混合,調(diào)節(jié)ph值至中性;
加入十六烷基二甲基烯丙基氯化銨,于30℃-60℃(更優(yōu)選為40℃)下攪拌8min-15min(更優(yōu)選為10min);
加入丙烯酰胺,攪拌溶解后調(diào)節(jié)ph至中性;通入氮氣15min-25min(更優(yōu)選為20min);
加入過硫酸銨和亞硫酸氫鈉,通氮氣8min-15min(更優(yōu)選為10min),密封,40℃-70℃(更優(yōu)選為50℃)恒溫水浴中反應(yīng)4h-8h,提純、烘干、粉碎,得到提粘劑。
在本發(fā)明的上述提粘劑的制備方法中,采用naoh溶液調(diào)節(jié)ph值;十六烷基二甲基烯丙基氯化銨(c16dmaac)作為疏水單體;過硫酸銨(aps)和亞硫酸氫鈉(ss)作為引發(fā)劑。
在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中,助溶劑的作用是輔助提粘劑在液態(tài)二氧化碳中的溶解。優(yōu)選地,采用的助溶劑包括異丙醇、乙醛、環(huán)己酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯和醋酸丙酯中的一種或幾種的組合。
在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中,夾帶劑的作用是通過改變二氧化碳的相行為,達(dá)到提高溶解性和粘度的目的。優(yōu)選地,采用的夾帶劑包括可溶于液態(tài)二氧化碳的小分子量化合物。
在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中,優(yōu)選地,采用的夾帶劑為可溶于液態(tài)二氧化碳的分子量為90-305的小分子量化合物。
在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中,優(yōu)選地,采用的夾帶劑包括異辛烷、2-乙基己醇、12-羥基硬脂酸、乙氧基乙醇中的一種或幾種的組合。
在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中,助劑的作用是進(jìn)一步提高提粘劑的提粘效果。優(yōu)選地,采用的助劑包括非離子表面活性劑。
在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中,優(yōu)選地,采用的助劑包括分子式為c18h30o3的辛基酚聚氧乙烯醚或分子式為c33h60o10的壬基酚聚氧乙烯醚。由南京古田化工有限公司生產(chǎn)。
本發(fā)明還提供了一種高粘度液態(tài)二氧化碳,該高粘度液態(tài)二氧化碳是通過上述提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法得到的。
在本發(fā)明的高粘度液態(tài)二氧化碳中,優(yōu)選地,該高粘度液態(tài)二氧化碳的粘度為4mpa·s-10mpa·s。
本發(fā)明的高粘度液態(tài)二氧化碳可以作為液態(tài)二氧化碳壓裂液。
本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法可得到具有高粘度的液態(tài)二氧化碳體系,用于純液態(tài)二氧化碳無水壓裂中,可實現(xiàn)油氣增產(chǎn)。
本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法,增粘效果明顯,可使液態(tài)二氧化碳的粘度大幅提升,且具有制備簡單、原料廣泛、成本低廉、產(chǎn)率高、重復(fù)性好、穩(wěn)定性高、安全環(huán)保等優(yōu)點,具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實施方式
為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明,但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。
實施例1
本實施例首先提供了一種提粘劑,其是通過以下步驟制備得到的:
在燒杯中加入1000ml蒸餾水,配制質(zhì)量濃度為4.5%的2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸溶液,用naoh溶液將ph值調(diào)至中性;
按0.25%比例向燒杯中加入十六烷基二甲基烯丙基氯化銨,于40℃恒溫下磁力攪拌10min,使之完全溶解;
然后按15%的比例向燒杯中加入丙烯酰胺,攪拌溶解后調(diào)節(jié)ph至中性;
將配制好的溶液移入反應(yīng)燒瓶中,通入氮氣20min除氧;
繼續(xù)向反應(yīng)燒瓶中加入引發(fā)劑0.16%的過硫酸銨和0.04%的亞硫酸氫鈉,繼續(xù)通氮氣10min,密封反應(yīng)器,放入50℃恒溫水浴中反應(yīng)5h;
取出聚合物膠塊,用無水乙醇提純?nèi)?,之后烘干、粉碎,得到締合聚合物粉末,?biāo)記為提粘劑1#。
本實施例還提供了一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法,其包括以下步驟:
將100g液態(tài)二氧化碳與20g乙醛混溶,之后依次加入4.0g的2-乙基己醇、4.5g的提粘劑1#和0.4g的壬基酚聚氧乙烯醚(分子式為c33h60o10),得到純液態(tài)二氧化碳壓裂液。
在試驗溫度25℃,壓力25mpa、剪切速率170s-1、剪切時間2h的條件下,本實施例的上述的增粘后的液態(tài)二氧化碳的粘度達(dá)到7mpa·s,與純液態(tài)二氧化碳相比(粘度約為0.1mpa·s),粘度提高了70倍;產(chǎn)率達(dá)到92.4%剪切時間2h,粘度基本維持不變。
實施例2
本實施例首先提供了一種提粘劑,其是通過以下步驟制備得到的:
在燒杯中加入1000ml蒸餾水,配制質(zhì)量濃度為5%的2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸溶液,用naoh溶液將ph值調(diào)至中性;
按0.3%比例向燒杯中加入十六烷基二甲基烯丙基氯化銨,于50℃恒溫下磁力攪拌15min,使之完全溶解;
然后按13%的比例向燒杯中加入丙烯酰胺,攪拌溶解后調(diào)節(jié)ph至中性;
將配制好的溶液移入反應(yīng)燒瓶中,通入氮氣25min除氧;
繼續(xù)向反應(yīng)燒瓶中加入引發(fā)劑0.15%過硫酸銨和0.06%亞硫酸氫鈉,繼續(xù)通氮氣15min,密封反應(yīng)器,放入60℃恒溫水浴中反應(yīng)6h;
取出聚合物膠塊,用無水乙醇提純?nèi)?,之后烘干、粉碎,得到締合聚合物粉末,?biāo)記為提粘劑2#。
本實施例還提供了一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法,其包括以下步驟:
將100g液態(tài)二氧化碳與25g醋酸乙酯混溶,之后依次加入4.5g的12-羥基硬脂酸、4.8g的提粘劑2#和0.7g的辛基酚聚氧乙烯醚(分子式為c18h30o3),得到純液態(tài)二氧化碳壓裂液。
在試驗溫度25℃,壓力25mpa、剪切速率170s-1、剪切時間2h的條件下,本實施例的上述的增粘后的液態(tài)二氧化碳的粘度達(dá)到8.5mpa·s,與純液態(tài)二氧化碳相比(粘度約為0.1mpa·s),粘度提高了85倍;產(chǎn)率達(dá)到94.9%。
實施例3
本實施例與實施例2使用相同的提粘劑2#。
本實施例還提供了一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法,其包括以下步驟:
將100g液態(tài)二氧化碳與19g環(huán)己酮混溶,之后依次加入3.8g的異辛烷、4.2g的提粘劑2#和0.5g的壬基酚聚氧乙烯醚(分子式為c33h60o10),得到純液態(tài)二氧化碳壓裂液。
在試驗溫度25℃,壓力25mpa、剪切速率170s-1、剪切時間2h的條件下,本實施例的上述的增粘后的液態(tài)二氧化碳的粘度達(dá)到6.8mpa·s,與純液態(tài)二氧化碳相比(粘度約為0.1mpa·s),粘度提高了68倍;產(chǎn)率達(dá)到92.1%。
以上實施例說明,本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法,增粘效果明顯,可使液態(tài)二氧化碳的粘度大幅提升,且具有制備簡單、原料廣泛、成本低廉、產(chǎn)率高、重復(fù)性好、穩(wěn)定性高、安全環(huán)保等優(yōu)點,具有廣闊的應(yīng)用前景。