[发明专利]一种水基压裂液稠化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水基压裂液稠化剂及其制备方法，属于油田化学及压裂增产技术领域，该方法包括：将双羧酸类分散剂与疏水缔合聚合物溶液混合后并将双羧酸类单体、丙烯酰胺类单体、稀释剂加入反应体系后，经引发剂引发反应；之后将巯基类和/或硫化物类温度稳定剂、二烯类和/或四烯类交联剂、聚氧乙烯醚类促溶剂和带有刚性基团的抗温耐盐剂加入反应体系中搅拌混匀，加入引发剂聚合，最后添加胺类致孔剂和铵盐类和/或钠盐类盐析剂，得到水基压裂液稠化剂；本发明制备得到的水基压裂液稠化剂为水包水型，兼具溶解速度快、表观粘度低、流动性好、现场操作方便、破胶快、无残渣、抗温抗盐和耐剪切能力优异的优点。

技术领域

本发明属于油田化学及压裂增产技术领域，特别涉及一种水基压裂液稠化剂及其制备方法。

背景技术

随着我国油气资源的长期开发以及油井深度的进一步增加，我国的油田也面临着地层渗透率降低和采收率下降等问题。压裂作为提高油田产能的一项重要措施已越来越显示出重要性，常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液等；其中，水基压裂液因具有安全环保、应用方便等优点，成为目前应用最广泛的一种压裂增产的方式。

稠化剂是水基压裂液中一种很重要的添加剂，稠化剂性能的好坏直接决定着水基压裂液的应用效果；稠化剂在压裂液体系中主要起增粘携砂的作用，按照其化学结构的不同可以分为天然半乳甘露聚糖类、纤维素类和合成聚合物类三大类；其中，合成聚合物类应用广泛、发展前景好。

目前，聚丙烯酰胺类合成聚合物是一种应用较为广泛的水基压裂液稠化剂；但其存在交联慢、交联后表观粘度大、溶解慢、破胶慢、高残渣、抗温抗盐和耐剪切性低等较多问题。为了满足水基压裂稠化剂的要求，解决聚丙烯酰胺类水基压裂液稠化剂在应用中存在的一系列问题，因此，需要研究一种速溶、低表观粘度、破胶快、低残渣、抗温抗盐和耐剪切能力优异的稠化剂。

发明内容

本发明提供了一种水基压裂液稠化剂及其制备方法，本发明制备得到的水基压裂液稠化剂为水包水型，具有速溶、低表观粘度、破胶快、低残渣、抗温抗盐和耐剪切能力优异的优点。

第一方面，本发明提供了一种水基压裂液稠化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

（1）将双羧酸类分散剂与疏水缔合聚合物溶液、双羧酸类单体、丙烯酰胺类单体和稀释剂混合均匀，得到第一反应溶液；

所述双羧酸类分散剂以双羧酸类单体、丙烯酰胺类单体为反应单体通过聚合反应制得；所述双羧酸类分散剂的表观粘度为15000~20000mPa·s；

所述双羧酸类单体为戊烯二酸、甲基反丁烯二酸、烯丙基丙二酸、2,5-呋喃二甲酸、反丁烯二酸或衣康酸中的至少一种；

所述丙烯酰胺类单体为甲基丙烯酰胺、N-苯基丙烯酰胺、丙烯酰胺或N-羟乙基丙烯酰胺中的至少一种；

所述疏水缔合聚合物溶液由疏水缔合类单体、疏水缔合配伍类单体、表面活性剂和消泡剂通过胶束共聚反应制得；

所述疏水缔合类单体为2-全氟癸基丙烯酸乙酯、烯丙基三(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基)锡烷、N-(1-萘基)-N-苯丙烯酰胺、2-乙基己基丙烯酸酯或烯丙氧基-叔丁基二甲基硅烷中的至少一种；

所述疏水缔合配伍类单体为椰油聚氧乙烯醚甲基氯化铵、十四烷基磺基甜菜碱、十六烷基磺基甜菜碱、3-(N,N-二甲基十二烷基铵)丙烷磺酸盐或月桂基二甲基甜菜碱中的至少一种；

（2）向所述第一反应溶液中加入分子量调节剂、过氧类引发剂和金属络合剂，通氮后滴加具有还原性的无机盐类和/或有机盐类还原剂水溶液，经反应得到第一产物溶液；

（3）向所述第一产物溶液中加入双羧酸类分散剂与包含二烯类和/或四烯类交联剂、带有刚性基团的抗盐耐温剂、聚氧乙烯醚类促溶剂和巯基类和/或硫化物类温度稳定剂的水溶液并混合均匀，得到第二反应溶液；