[发明专利]一种液态化聚合物压裂液增稠剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超快速溶的液态化聚合物压裂液增稠剂(为便于叙述，以下简称“液态化增稠剂”)。

本发明还涉及一种制备上述液态化增稠剂的方法。

背景技术

水基压裂液是提高油气采收率的重要技术。在水基压裂过程中，普遍使用细小粉末的固体压裂液增稠剂，如胍胶干粉、合成聚合物增稠剂干粉等。增稠剂的分散性和水化增粘性决定了压裂施工工艺、压裂质量和压裂成本。

目前压裂施工工艺普遍为：

第一步，配制基液，将增稠剂干粉分散于水中，在一定时间内充分溶胀形成具有一定粘度的基液；

第二步，压裂施工，将基液与交联剂等混合形成压裂液。

两步压裂工艺存在如下问题：

1)配制基液，不仅需要干粉与水混合的特殊设备，而且易产生大小不同的“鱼眼”和局部结块因而影响基液质量；

2)施工弹性小，如果出现特殊原因使压裂液液量不足或需临时增加压裂规模，现场就无法实现；

3)所需外加剂种类繁多，外加步骤繁琐，增加了压裂液质量的控制难度；

4)增稠剂干粉水化溶胀时间长(10min以上)，增加了人力物力消耗；

5)压裂后储液罐有大量基液残留(10-30％)，增加了储液罐的清洗处理费用。

为克服以上缺陷，国外在20世纪80年代初就研究了柴油基液体水基增稠剂技术并进行了大规模化现场压裂。在国内，西安大学和吐哈油田在1993年合作研究开发了低残渣硼交联液体胍胶压裂液技术并用于现场施工。

随着目前国内外水基压裂液对胍胶的需求快速增加，其原料瓜尔豆由于生长条件限制无法扩展种植范围，导致胍胶供不应求，且价格也水涨船高。因此，合成聚合物类压裂液增稠剂因其增稠能力强、破胶性能好、残渣少，压后增产效果较好，在现场应用范围逐步扩大。为解决两步压裂工艺问题及胍胶的限制，合成聚合物类压裂液增稠剂的液态化技术是发展方向和必然趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超快速溶的液态化增稠剂。

本发明的又一目的在于提供一种制备上述液态化增稠剂的方法。

为实现上述目的，本发明提供的液态化增稠剂，其评价指标为：

密度1.0-1.3g/cm³；

成胶时间≤15s；

1.0％液态化增稠剂溶解后粘度≥30mPa.s；

通过下述方法得到：

A)水溶性有机溶剂的复配

搅拌下，依次加入亚砜类有机溶剂、酰胺类有机溶剂、单羟基醇类或多羟基醇类有机溶剂、以及甲酸盐，形成复配的有机溶剂；

复配的有机溶剂中按照亚砜类、酰胺类、单羟基醇类或多羟基醇类以及甲酸盐类总质量100％计，其中亚砜类或占总质量的50-60％，酰胺类占总质量的20-25％，单羟基醇类或多羟基醇类占总质量的10-28％，甲酸盐占总质量的2-5％；

B)加入压裂液增稠剂粉末

搅拌下向复配后的有机溶剂中加入压裂液增稠剂粉末，得到的乳状分散液即为液态化增稠剂；

按照有机溶剂、增稠剂粉末总质量100％计，其中有机溶剂40-55％，增稠剂粉末45-60％。

所述压裂液增稠剂粉末的结构式为：

所述的液态化增稠剂，其中，成胶时间是指完成水化、溶胀和分散过程的时间。

所述的液态化增稠剂，其中，亚砜类有机溶剂为二甲基亚砜、二丁基亚砜、正丁基亚砜的一种或多种；酰胺类有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二乙基甲酰胺的一种或多种；单羟基醇类有机溶剂为乙醇、正丙醇、异丁醇的一种或多种；多羟基醇类有机溶剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇的一种或多种；甲酸盐为甲酸钠、甲酸钾的一种或多种。

所述的液态化增稠剂，其中，压裂液增稠剂粉末为200-600目。

本发明提供的制备上述液态化增稠剂的方法，包括下述步骤：

A)水溶性有机溶剂的复配

搅拌下，依次加入亚砜类有机溶剂、酰胺类有机溶剂、单羟基醇类或多羟基醇类有机溶剂、以及甲酸盐，形成复配的有机溶剂；

复配的有机溶剂中按照亚砜类、酰胺类、单羟基醇类或多羟基醇类以及甲酸盐类总质量100％计，其中亚砜类或占总质量的50-60％，酰胺类占总质量的20-25％，单羟基醇类或多羟基醇类占总质量的10-28％，甲酸盐占总质量的2-5％；

B)加入压裂液增稠剂粉末

搅拌下向复配后的有机溶剂中加入压裂液增稠剂粉末，得到的乳状分散液即为液态化增稠剂；