[发明专利]一种压裂液用乳液型稠化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种压裂液用乳液型稠化剂及其制备方法和应用，属于油田化学技术领域。按重量份计，所述稠化剂是由3～5份的复合乳化剂，30～50份的油类物质，30～45份的水、20～35份的聚合物单体和0.5～2份的稳定剂通过反相乳液聚合合成。制备方法包括：将油类物质和复合乳化剂高速剪切乳化形成第一混合物；将水和稳定剂搅拌溶解形成第二混合物；将第一混合物与第二混合物混合高速剪切乳化形成第三混合物；向第三混合物中加入聚合物单体和引发剂，搅拌溶解后于50‑55℃的温度下聚合反应5‑6h，得到所述乳液型稠化剂。本发明的稠化剂溶解速度快，稳定时间长，形成的压裂液耐温耐剪切性能优良，岩心伤害率小，防水敏效果好。

技术领域

本发明涉及油田化学技术领域，特别涉及一种压裂液用乳液型稠化剂及其制备方法和应用。

背景技术

传统水基压裂液体系，主要组分包括稠化剂、交联剂、及其他助排剂、粘土稳定剂等配套添加剂，具有耐温耐剪切能力强、携砂能力强、技术成熟等系列优点，同时也存在一些弊端。首先，稠化剂一般为粉体(固体颗粒)，易吸水、吸潮变质。吸潮后难以溶解，易形成“鱼眼”。第二，粉体稠化剂一般溶解时间较长，配液时间较长，如现场配制一定量的基液，粉剂须均匀缓慢加入，然后充分循环均匀，此过程大约需要25～30min甚至更长时间。第三，施工现场常使用混砂车配液等设备配液，配液步骤繁琐，易造成材料的浪费；第四，施工周期长，施工效率低下。

发明内容

本发明通过提供一种压裂液用乳液型稠化剂，该稠化剂溶解速度快，稳定时间长，形成的压裂液耐温耐剪切性能优良，岩心伤害率小，防水敏效果好。

本发明还提供所述压裂液用乳液型稠化剂的制备方法。

本发明还提供所述稠化剂在油气田压裂中的应用。

一方面，为实现上述目的，本发明提供了一种压裂液用乳液型稠化剂，按重量份计，所述稠化剂是由3～5份的复合乳化剂，30～50份的油类物质，30～45份的水、20～35份的聚合物单体和0.5～2份的稳定剂通过反相乳液聚合合成。

优选的，所述复合乳化剂为失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或任意几种。

优选的，所述油类物质为柴油、汽油、D110溶剂油以及D130溶剂油中的一种或任意几种。

优选的，所述聚合物单体为丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、丙烯酸叔丁酯和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵组成的混合物，其质量百分比分别为68％～75％、4％～6％、10％～15％、1％～3％和10％～13％。

优选的，所述稳定剂为聚乙二醇单甲醚-400或聚乙二醇单甲醚-750中的一种。

另一方面，本发明提供了上述压裂液用乳液型稠化剂的制备方法，该方法包括：

将30～50份的油类物质、3～5份的复合乳化剂加入第一容器中，高速剪切乳化形成第一混合物；

将30～45份的水、0.5～2份的稳定剂加入第二容器中，搅拌溶解形成第二混合物；

将所述第一混合物与所述第二混合物混合，高速剪切乳化形成第三混合物；

向所述第三混合物中加入20～35份的聚合物单体和0.08～0.15份的引发剂，搅拌溶解形成反应体系，将所述反应体系于50-55℃的温度下聚合反应5-6h，得到所述乳液型稠化剂。

优选的，还包括：向所述反应体系中通入惰性气体以除去所述反应体系中的溶解氧，并使所述聚合反应在惰性气体保护下进行。

优选的，所述引发剂为偶氮类引发剂。

优选的，所述高速剪切乳化的搅拌速率为12000r/min～16000r/min，时间5-10min。