[发明专利]一种具有自破坏作用的压裂液增稠剂的制备方法

说明书

一种具有自破坏作用的压裂液增稠剂，其各组份的质量百分比为：单体水相5‑80％，油性溶剂12‑70％，乳化剂8‑25％；氧化还原引发剂中还原剂溶液用量为乳液质量的0.1‑0.5％；上述增稠剂的制备方法主要是将乳化剂溶解于油性溶剂中，并加入含有过量氧化性破坏剂的单体水相，搅拌除氧在10～40℃下加入还原剂溶液引发反应0.5～4小时，得到部分微球包覆氧化性破坏剂的反相乳液，将该乳液直接用水稀释配制或沉淀分离出微球后配制成具有自破坏作用的压裂液增稠剂。本发明可实现增稠剂与破坏剂的一体化生产，实现破坏剂的均匀放置和延迟释放，克服常规工艺中直接混入破坏剂破坏时间难于控制或胶囊破坏剂价格昂贵和破坏不均匀的问题。

技术领域

本发明属于石油开采技术，特别涉及一种压裂液增稠剂的制备方法。

背景技术

非常规资源是指现今无法用常规方法和技术手段进行勘探、开发的资源，主要有页岩气、致密气、煤层气、油页岩、致密油及重油、油砂等，其资源总量大，开采技术要求高，储层物性差，一般空气渗透率小于0.1×10^-3μm²，孔隙度小于10wt％(邹才能，石油勘探与开发，2013；邹才能，石油学报，2012)。致密灰岩油、砂岩油、砂岩气储层孔隙直径分别为40～500nm、50～900nm、40～700nm。这类储层具有低孔和极低渗透率的特征。大型压裂能在储层中产生大规模、相互沟通和稳定的裂缝网络，是此类储层开发的主体技术。其中，低伤害压裂液技术是压裂作业成败的关键技术之一。通常根据储层特性差异选择不同的压裂液。与美国海相页岩相比，我国有广泛发育的陆相页岩，它具有分布局限、厚度薄、脆性矿物含量低、黏土矿物含量高、水敏性较强的特点。因此迫切需要研究适用于我国陆相页岩储层特性的低伤害压裂液体系。

目前，滑溜水压裂液在非常规油气开采中应用最多。它是用聚丙烯酰胺或低浓度的线性凝胶做为减阻剂的压裂液。它有如下几个优点：1)由于聚合物和支撑剂的浓度低，成本较低；2)较低浓度的线性聚合物对裂缝的凝胶伤害降低；3)粘度低使得形成裂缝高度低。同时，它的缺点如下：1)需要较大的泵入速度，因此使用水量大，只有在水源充足的地方使用较经济，但是后续水处理量较大；2)支撑剂的输送及悬浮性能差，造成缝宽较小，裂缝的导流能力较差；3)形成裂缝的结构复杂，不利于模拟；4)滤失量大，超低渗透率地层的孔隙非常小，毛管力作用强，会造成严重的水锁伤害，并且大量滤失会使聚合物在裂缝端面聚集造成一定凝胶伤害(Schein Gary，2005，SPE108807)。因此该体系主要适用于无水敏、储层天然裂缝发育、脆性较高的地层。

针对黏土含量高、塑性较强的页岩气储层，在美国Barnett页岩的开发中，采用先注入滑溜水压裂液，再注入携带高砂比的冻胶压裂液，在直井压裂中取得了比常规压裂液更好的效果，但在水平井中冻胶压裂液使用效果不理想，冻胶会造成一定的储层伤害(Gerald R.Coulter，2006，SPE-102063)。

因此，针对我国陆相页岩地质特征，在压裂过程中要提高缝网密度和裂缝有效开度，就需要压裂液有较大的携砂能力；而且非常规储层纳米孔隙中的油、气、入井流体与有机质和黏土矿物分子间作用力更强，必须防止压裂液滤失对地层造成水敏、水锁伤害，提高压裂液的防膨率和压裂液的快速和高效返排能力，尽可能消除凝胶伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低、可以实现破坏剂的均匀放置和缓慢释放、克服常规工艺直接混入破坏剂时破坏时间难于控制或破坏不均匀的具有自破坏作用的压裂液增稠剂的制备方法。本发明主要是在合成过程中即在部分微球中预置大量氧化型破坏剂，通过对微球溶胀时间控制实现破坏剂的缓释。它的具体制备是在氧化还原引发剂作用下，由反相乳液聚合或反相微乳液聚合反应制得。

本发明的具有自破坏作用的压裂液增稠剂的各组份的质量百分比为：单体水相5-80％，油性溶剂12-70％，乳化剂8-25％；氧化还原引发剂中还原剂溶液用量为乳液质量的0.1-0.5％；