[发明专利]一种水包油缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂及其制备方法以及一种压裂液

说明书

技术领域

本发明属于压裂液技术领域，具体涉及一种水包油缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂及其制备方法以及一种压裂液。

背景技术

压裂液是油气井增产，水井增注的一项重要技术措施。人们利用地面高压泵组，将高粘度液体以大大超过地层吸收能量的排量注入井中。随着在井底附近形成高压，此压力超过井底附近的地应力及岩石的扩张强度后，此缝向前延伸，并在裂缝中填充支撑剂，停泵后即可在地层中形成足够长度，一定宽度及高度的填砂裂缝。它具有很高的渗透能力，大大改善了油气层渗透性，使油气畅流入井，起到增产、增注的作用。

目前使用最多的压裂液增稠剂为胍胶及改性胍胶，常用的瓜胶压裂液因其水不溶物含量较高、破胶不彻底，对储层渗透率伤害大等缺点而日益引起人们的广泛关注，为克服这些问题，人们提出并研制出了无残渣、破胶彻底的合成聚合物压裂液体系。常用的这类合成聚合物多为聚丙烯酰胺等，与天然聚合物相比，这些聚合物具有增稠能力强、破胶性能好、残渣少等特点，但该类合成聚合物压裂液亦存在不耐温、剪切稳定性差等较多缺点。因此，研究者在此基础上提出了疏水缔合聚合物压裂液。

水溶性疏水缔合聚合物(Hydrophobically Associating Water-Soluble Polymers，HAWSP)，是指在聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物。在水溶液中，HAWSP浓度高于临界缔合浓度后，大分子链通过疏水缔合作用聚集，无需化学交联即形成分子间缔合动态物理交联网络，溶液粘度大幅度升高。同时，某些表面活性剂的加入会增强聚合物分子链间的疏水缔合作用，使得分子间缔合动态物理交联网络强度增大，而HAWSP/表面活性剂溶液中存在的超分子动态物理交联网络也使得这种溶液具有冻胶的特性，有良好的悬浮稳定固体颗粒或气泡的能力。此外，该超分子动态物理交联网络具有在高剪切速率下破坏而在低剪切速率下又可逆恢复的特点，相对于化学交联冻胶(如胍胶体系)有更好的抗剪切能力，且具备优异的抗温、抗盐性，良好的剪切稀释性、粘弹性等。这些优异的性能均表明疏水缔合聚合物/表面活性剂体系具有作为优良压裂液体系的应用潜力。

上述涉及的水基压裂液应用性能已逐渐趋于成熟，其现场施工工艺主要采用“边配边注”，即连续配注工艺技术，就是在现场应用直接将增稠剂干粉与水混合形成相应的聚合物溶液，再加入相应的添加剂形成压裂液。然而目前这种连续配注工艺技术，仍存在一些不足，如压裂液在现场配制时所需工作强度大，增稠剂干粉投料和粉尘大，混合不均匀，易形成“鱼眼”粉粒，产生局部冻胶结块，溶解不充分，影响压裂液性能；此外，施工现场配制数十乃至数百立方米的压裂液，所涉及的液体、设备以及仪表大大加大了施工成本和施工难度。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种水包油缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂，本发明提供的增稠剂能有效解决连续混配中的溶解性问题，得到的压裂液具有良好的性能，降低了工艺难度及生产成本，同时减小了环境污染。

本发明提供了一种水包油缔合型非交联压裂液浓缩增稠剂，包括以下质量百分数的组分：

18wt％～50wt％的分散介质，所述分散介质为水；

18wt％～50wt％的分散相，所述分散相为与水互不相容的有机溶剂；

20wt％～40wt％疏水缔合聚合物压裂液增稠剂；

2.5wt％～6wt％的复合乳化剂，所述复合乳化剂为HLB值为7～10的乳化剂和HLB值为11～14的乳化剂复配的复合乳化剂；

上述各组分含量之和为100wt％。

优选的，所述HLB值为7～10的乳化剂与HLB值为11～14的乳化剂的质量比为(4～8):(1～3)。

优选的，所述HLB值7～10的乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-4、聚氧乙烯蓖麻油EL-20、双乙酰酒石酸单双甘油酯DATEM、硬脂酸聚氧乙烯醚SG-6、聚氧乙烯蓖麻油HEL20、月桂酸聚氧乙烯醚LAE-4、平平加O O-5、油酸聚氧乙烯酯A-105和聚乙二醇双月桂酸酯PEG400DL中的一种或多种。