[发明专利]一种用于酸化压裂的水包水型乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及酸化压裂领域，尤其是一种用于酸化压裂的水包水型乳液及其制备方法。

背景技术

乳状液体系凭借其特殊的物理化学性能，在油田开发中得到广泛应用，形成了乳化钻井液、乳化酸、乳化压裂液、乳化稠油堵水剂、多重乳状液延缓交联、微乳液、乳化驱油等体系。乳状液是由两种或两种以上互不相溶(或微量互溶)的液体组成的，其中一种液体以极小液滴的形式分散于另一种液体中，形成具有一定稳定性的非均相体系，外相为水、内相为油的乳状液称为水包油型乳状液，用“O/W”表示；外相为油、内相为水的乳状液称为油包水型乳状液，用“W/O”来表示；当分散相的水滴中含有油，或分散相的油滴中含有水时称为复合乳状液亦称多重乳状液。

O/W、W/O型乳液体系生产过程中需要引入大量的表面活性剂以及油相溶剂，成本较高，易对地层造成二次污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于酸化压裂的水包水型乳液及其制备方法，具有表观粘度低，溶解迅速，可用于压裂滑溜水用减阻剂以及酸液增稠剂使用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于酸化压裂的水包水型乳液的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制反应母液：将丙烯酰胺单体、阳离子单体、第三单体、稳定剂、无机盐溶入去离子水中，搅拌均匀，获得上述三种单体总质量分数为20％-25％的水溶液，然后加入Na₂CO₃调节溶液pH值至7，获得反应母液，将母液置入聚合装置中；丙烯酰胺单体、阳离子单体、第三单体三者之间的质量比为60～70：10～30:1～10；

(2)当母液的温度为8℃时，向母液中通入高纯N₂；

(3)聚合反应：向步骤(2)中的母液中依次加入氧化还原引发剂、链转移剂、铁离子络合剂，充分反应1小时，然后保温3小时，即可得到水包水型乳液；

所述氧化引发剂占所述三种单体总质量0.2—0.6％，还原引发剂占所述三种单体总质量0.2—0.6％，链转移剂占所述三种单体总质量0.2—0.3‰，铁离子络合剂占所述三种单体总质量0.1—0.2‰，稳定剂占所述三种单体总质量60—80％，无机盐占整个水溶液体系的5—20％。

所述阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种。

所述第三单体为丙烯酸、丙烯酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种。

所述氧化还原引发剂中氧化剂为过硫酸钾和过硫酸铵中的一种，还原剂为亚硫酸氢钠和硫酸亚铁铵中的一种。

所述链转移剂为甲酸钠。

所述铁离子络合剂为乙二铵四乙酸和三乙烯四胺五乙酸五钠中的一种。

所述稳定剂为聚乙二醇20000、聚氧乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种。

所述无机盐为硫酸钠和硫酸铵中的一种。

上述用于酸化压裂的水包水型乳液的制备方法制得的用于酸化压裂的水包水型乳液。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的水包水型乳液可以用作压裂用滑溜水体系用减阻剂，可有效降低当前滑溜水常用油包水型乳液对地层的污染问题。

(2)本发明的水包水型乳液可用作酸化增稠剂，相比常规稠化剂该类产品表观粘度低，溶解迅速，并能避免发生鱼眼现象。

(3)本发明的制备方法，合成简易，性能稳定，配制简单，施工方便，可有效应用于油气田增产措施改造中。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

一种用于酸化压裂的水包水型乳液的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制反应母液：将丙烯酰胺单体、阳离子单体、第三单体、稳定剂、无机盐溶入去离子水中，搅拌均匀，获得上述三种单体总质量分数为20％-25％的水溶液，然后加入Na₂CO₃调节溶液pH值至7，获得反应母液，将母液置入聚合装置中；丙烯酰胺单体、阳离子单体、第三单体三者之间的质量比为60～70：10～30:1～10；

(2)当母液的温度为8℃时，向母液中通入高纯N₂；

(3)聚合反应：向步骤(2)中的母液中依次加入氧化还原引发剂、链转移剂、铁离子络合剂，充分反应1小时，然后保温3小时，即可得到水包水型乳液；