本發(fā)明涉及干粉聚合物，具體地說，涉及一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法。

背景技術(shù)：

1、干粉聚合物在線混配壓裂方法是一種先進(jìn)的油氣田開采技術(shù)，其核心在于現(xiàn)場即時(shí)混配干粉聚合物壓裂液，傳統(tǒng)的配液方式，如固定配液站內(nèi)集中混配，存在工藝落后、配液速度慢、運(yùn)輸成本高、壓裂液分散不均勻等問題，這些都在一定程度上影響了壓裂造縫的效果，為了解決這些問題，干粉在線混配技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這種方法利用專用的分散、混調(diào)裝置，在現(xiàn)場將干粉聚合物、水以及其他必要的添加劑進(jìn)行即時(shí)混合，不僅可以根據(jù)現(xiàn)場需求即時(shí)調(diào)整壓裂液的黏度，還能實(shí)現(xiàn)對地層各級縫網(wǎng)的充分改造，重要的是，它解決了大規(guī)模施工壓裂液提前配液、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及剩余液處理等一系列問題，具有節(jié)約成本、安全環(huán)保、降低儲(chǔ)層傷害等多重優(yōu)點(diǎn)，干粉聚合物在線混配壓裂方法以其高效、環(huán)保、靈活的優(yōu)點(diǎn)，在油氣田開發(fā)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

2、傳統(tǒng)的壓裂液由于其在高溫和高壓環(huán)境下，常常出現(xiàn)降解或者活性降低等問題，導(dǎo)致壓裂液性能下降，從而影響壓裂效果，鑒于此，我們提出一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，s1.1、稱取以下重量份的原料：稠化劑1-10重量份、羥丙基瓜膠18-23重量份、聚丙烯酰胺11-15重量份、硼砂2-6重量份、鋯酸鹽1-3重量份、氫氧化鈉ph值調(diào)節(jié)劑3-6重量份、二乙烯三胺五乙酸防垢劑0.1-0.5重量份和十二烷基硫酸鈉0.5-0.7重量份；

3、其中，稠化劑由聚乙烯亞胺和6-[(4-疊氮-2-硝基苯基)氨基]己酸磺酸基琥珀酰亞胺酯按質(zhì)量比1：0.05～0.1混合制備而成；

4、s1.2、在干粉加料系統(tǒng)中，依次加入稠化劑、羥丙基瓜膠、聚丙烯酰胺、硼砂、鋯酸鹽、氫氧化鈉ph值調(diào)節(jié)劑、二乙烯三胺五乙酸防垢劑和十二烷基硫酸鈉粉料，并用攪拌器攪拌使原料混合均勻；

5、s1.3、使用帶有高效分散系統(tǒng)的高速攪拌器，將水加入到混合罐中，通過干粉加料系統(tǒng)將干粉加入水中，攪拌速率為600-1000rpm，直到聚合物完全溶解，形成均勻的溶液，得到壓裂液。

6、作為優(yōu)選，所述s1.3中，干粉加料系統(tǒng)的添加速率為每分鐘添加干粉總質(zhì)量的0.5-1%。

7、干粉總質(zhì)量指的是稠化劑、羥丙基瓜膠、聚丙烯酰胺、硼砂、鋯酸鹽、氫氧化鈉ph值調(diào)節(jié)劑、二乙烯三胺五乙酸防垢劑和十二烷基硫酸鈉質(zhì)量的總和。

8、作為優(yōu)選，所述稠化劑制備的步驟具體為：

9、使用計(jì)量泵將聚乙烯亞胺加入到25-35℃的水中，開啟高剪切混合器進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，直到完全溶解，然后加入油酸，繼續(xù)攪拌直至完全均勻分布，然后將6-[(4-疊氮-2-硝基苯基)氨基]己酸磺酸基琥珀酰亞胺酯添加到含有聚乙烯亞胺和油酸的溶液中，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液的ph至7-8，在避光條件下，攪拌反應(yīng)30-40min，開啟uv光源照射混合液，繼續(xù)攪拌10-20min，照射結(jié)束后，添加甘氨酸，終止剩余的活性位點(diǎn)，使用離心機(jī)分離純化，用去離子水洗滌，然后放置于冷凍干燥機(jī)內(nèi)，設(shè)置溫度零下30-50℃和0.1-0.3mbar的真空度進(jìn)行升華干燥，干燥時(shí)間12-48h，得到稠化劑。

10、聚乙烯亞胺（pei）是一種水溶性高分子聚合物，pei分子鏈中含有大量伯胺、仲胺和叔胺基團(tuán)，賦予其優(yōu)異的配位能力；6-[(4-疊氮-2-硝基苯基)氨基]己酸磺酸基琥珀酰亞胺酯（sulfo-sanpah）是一種獨(dú)特的異型雙功能交聯(lián)劑，sulfo-sanpah具有出色的水溶性，無需使用有機(jī)溶劑即可迅速溶解，為在線混配壓裂提供了便利，具有胺反應(yīng)性的n-羥基琥珀酰亞胺（nhs）酯和光活化硝基苯基疊氮化物兩種官能團(tuán)，其光敏基團(tuán)在紫外線照射下會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成高反應(yīng)性的氮烯基團(tuán)，進(jìn)一步參與交聯(lián)反應(yīng)；nhs酯基團(tuán)在溫和條件下表現(xiàn)出良好的反應(yīng)活性，能夠與含活潑氫的官能團(tuán)（如伯胺基）發(fā)生?；磻?yīng)，這一特性使得sulfo-sanpah能夠有效識(shí)別并結(jié)合pei分子鏈上的氨基，具體反應(yīng)原理為：pei分子鏈上的伯胺基迅速識(shí)別sulfo-sanpah分子中的琥珀酰亞胺酯基團(tuán)，伯胺基憑借其親核性，主動(dòng)進(jìn)攻琥珀酰亞胺酯基團(tuán)中暴露的親電性碳原子，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，最終形成一個(gè)新的酰胺鍵，將pei和sulfo-sanpah緊密地連接在一起，另外，sulfo-sanpah中的硝基苯基疊氮化物在紫外線照射下會(huì)引發(fā)光活化反應(yīng)，生成高反應(yīng)性的氮烯基團(tuán)，這個(gè)氮烯基團(tuán)能夠與多種親核基團(tuán)（如伯胺基、c-h和n-h位點(diǎn)）發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步形成共價(jià)鍵，這一反應(yīng)機(jī)制使得sulfo-sanpah實(shí)現(xiàn)雙重交聯(lián)，這種雙重交聯(lián)機(jī)制極大地提高了pei的黏度，從而增強(qiáng)了壓裂液的穩(wěn)定性和反應(yīng)效率。

11、因此在地層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)中，這種交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)不僅可以增加壓裂體系的黏度，還可以像“篩子”一樣，阻止壓裂液中的液相成分過快地滲透到巖石孔隙深處，使得壓裂液能夠在裂縫中保持較高的壓力，有效地?fù)伍_裂縫，并提高其使用效率，通過進(jìn)一步增加交聯(lián)程度，提高了壓裂液的耐高溫高壓性能，確保了壓裂液在復(fù)雜地下環(huán)境中的穩(wěn)定性和有效性，即使在極端地下條件下仍能保持其結(jié)構(gòu)完整性，交聯(lián)后的壓裂液也具有更高的黏度和更好的流變性，有助于提高壓裂液的攜砂能力和懸浮能力，因此，相對于單一聚乙烯亞胺交聯(lián)劑的添加，具有更優(yōu)異的穩(wěn)定性和攜砂能力，提高了壓裂液的適用性。

12、作為優(yōu)選，所述聚乙烯亞胺的分子量為500-750kda。

13、作為優(yōu)選，所述聚乙烯亞胺溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-3%。

14、作為優(yōu)選，所述油酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-10%。

15、作為優(yōu)選，所述油酸與聚乙烯亞胺的質(zhì)量比為0.001～0.01：1。

16、作為優(yōu)選，所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-5%。

17、作為優(yōu)選，所述uv-a光源的波長范圍為320-365nm。

18、作為優(yōu)選，所述甘氨酸與6-[(4-疊氮-2-硝基苯基)氨基]己酸磺酸基琥珀酰亞胺酯的摩爾比為1.2～1.5：1。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

20、該一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法中，采用聚乙烯亞胺和6-[(4-疊氮-2-硝基苯基)氨基]己酸磺酸基琥珀酰亞胺酯制備得到稠化劑，通過n-羥基琥珀酰亞胺（nhs）酯和光活化硝基苯基疊氮化物與聚乙烯亞胺上的氨基交聯(lián)，通過雙重交聯(lián)機(jī)制極大地提高了聚乙烯亞胺的黏度，從而增強(qiáng)了壓裂液的穩(wěn)定性和反應(yīng)效率，有助于提高壓裂液的攜砂能力和懸浮能力，確保了壓裂液在高溫高壓環(huán)境下的結(jié)構(gòu)完整性，進(jìn)而拓寬了壓裂液的適用性。

技術(shù)特征：

1.一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，其特征在于：所述s1.3中，干粉加料系統(tǒng)的添加速率為每分鐘添加干粉總質(zhì)量的0.5-1%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，其特征在于：所述稠化劑制備的步驟具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，其特征在于：所述聚乙烯亞胺的分子量為500-750kda。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，其特征在于：所述聚乙烯亞胺溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-3%。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，其特征在于：所述油酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-10%。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，其特征在于：所述油酸與聚乙烯亞胺的質(zhì)量比為0.001～0.01：1。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，其特征在于：所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-5%。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，其特征在于：所述uv-a光源的波長范圍為320-365nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，其特征在于：所述甘氨酸與6-[(4-疊氮-2-硝基苯基)氨基]己酸磺酸基琥珀酰亞胺酯的摩爾比為1.2～1.5：1。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及干粉聚合物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油氣田用干粉聚合物在線混配壓裂方法，S1.1、稱取以下重量份的原料：稠化劑1?10重量份、羥丙基瓜膠18?23重量份、聚丙烯酰胺11?15重量份、硼砂2?6重量份、鋯酸鹽1?3重量份、氫氧化鈉pH值調(diào)節(jié)劑3?6重量份、二乙烯三胺五乙酸防垢劑0.1?0.5重量份和十二烷基硫酸鈉0.5?0.7重量份；其中，稠化劑由聚乙烯亞胺和6?[(4?疊氮?2?硝基苯基)氨基]己酸磺酸基琥珀酰亞胺酯按質(zhì)量比1：0.05～0.1混合制備而成；S1.2、在干料系統(tǒng)中添加原料并混合均勻；S1.3、在高速攪拌器加水混合制備得到壓裂液；采用稠化劑，通過雙重交聯(lián)機(jī)制提高了聚合物的黏度，增強(qiáng)了壓裂液的穩(wěn)定性，提高了壓裂液的攜砂能力和懸浮能力，拓寬了壓裂液的適用性。

技術(shù)研發(fā)人員：李妍,劉新建,付洪法,卜偉萍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東德坤工貿(mào)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19