[发明专利]一种具有稠油降粘功能的压裂液减阻剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有稠油降粘功能的压裂液减阻剂的制备方法，包括：(1)多烷基取代多胺化合物的制备；(2)高分子量聚合物乳胶的制备；(3)减阻剂的制备。本发明还公开了通过上述方法制备的具有稠油降粘功能的压裂液减阻剂。本发明具有以下有益效果：1.原料易得，过程简单安全，生产成本低；2.产品具有良好的减阻效果；3.产品表面活性的部分含有氧、氮原子和阳离子结构，提升产品与胶质、沥青质的作用，增强产品对稠油的乳化效果；4.在水溶性聚合物主链上引入疏水单体，提高了聚合物的黏弹性，可以提升产品消除湍流、降低流动阻力的性能；5.后处理简单，容易实现连续生产；6.与常规稠油开采药剂的配伍性好。

技术领域

本发明涉及一种具有稠油降粘功能的压裂液减阻剂及其制备方法，属于油田化学技术领域。

背景技术

随着现代工业的不断发展以及经济水平的不断提高，人类社会对于能源的需求越来越高。

石油作为当前最重要的能源供给资源之一，它的开采和利用是国民经济良好发展的基础。近年来，中国石油与天然气对外依存度持续升高，因此，加大非常规油气的勘探开发力度，对于保障中国能源安全具有重要的意义。

中国的页岩油可采资源量达4.48×10⁹t，居世界第3位，页岩油有望成为重要的石油勘探开发接替领域。页岩油由于其储层特点，单井一般无自然产能或自然产能低于工业油流下限，开发此类非常规油气资源需要经过压裂改造等开发工艺才能得到工业油气流。压裂改造时，利用地面高压泵，通过井筒向油层挤注压裂液，使致密的页岩储层破裂，并利用压裂液中的支撑剂，维持裂缝通路，以此形成流体通道，提高页岩油采收率。

滑溜水压裂液是目前大型体积压裂技术中应用最为广泛的压裂液体系之一，主要由减阻剂、黏土稳定剂和助排剂等助剂组成，通常滑溜水压裂液摩阻低、黏度低，有利于形成网络裂缝。滑溜水中的减阻剂一般为高分子量聚丙烯酰胺及衍生物，聚合物的黏弹性与拉伸黏度相互结合、它的高拉伸作用能减弱近壁区的漩涡活动态势、有效抑制湍流，从而降低压裂液体系的流动阻力。减阻剂是滑溜水压裂液的必备组分之一，而常规体系中，减阻剂在压裂结束后往往通过返排液处理而降解，未得到进一步利用。

发明内容

发明目的：为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种具有稠油降粘功能的压裂液减阻剂及其制备方法。本发明在保证减阻性能的基础上，在减阻剂分子上引入官能基团，提升减阻剂的两亲性质，从而对黏度较大的页岩油具有乳化降黏的效果，进一步提升稠油在压裂改造后的流动能力，提高稠油开发效果。

本发明首先利用卤代烃和多乙烯多胺反应，制备多烷基取代多胺化合物；然后以丙烯酰胺、阴离子单体、环氧基单体作为原料，通过反相乳液聚合制备高分子量聚合物乳胶；接着在此基础上，将多烷基取代多胺化合物和高分子量聚合物反应，制备带有表面活性侧基聚合物的反相乳胶(即减阻剂)。经过测试，该产品在水中溶解迅速，能够显著降低滑溜水压裂液体系的流动阻力，此外，对于稠油还具有良好的乳化降粘效果。

技术方案：一种具有稠油降粘功能的压裂液减阻剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)多烷基取代多胺化合物的制备：

将卤代烃、多乙烯多胺、缚酸剂、有机溶剂分别加入到装有冷凝管的单口烧瓶中，搅拌均匀后升温至30～80℃，保持温度不变反应3～48h，随后将有机溶剂通过减压蒸馏除去，即得多烷基取代多胺化合物，其中：

卤代烃、多乙烯多胺、缚酸剂的质量比为1:(0.1～1):(0.2～3)；

卤代烃与多乙烯多胺质量之和：有机溶剂的质量＝1:(2～20)；

(2)高分子量聚合物乳胶的制备：

(21)油相的制备：

将司盘80、OP 10、吐温85依次溶于白油中，搅拌均匀后即得到油相，其中：