[发明专利]一种二氧化碳干法压裂用减阻剂及其应用

说明书

本发明提供了一种二氧化碳干法压裂用减阻剂及其应用。本发明的减阻剂主要包括：由氟化丙烯酸酯聚合物、磺化聚苯乙烯以及苯乙烯通过聚合反应制备得到的氟化丙烯酸酯‑苯乙烯‑磺化苯乙烯嵌段共聚物，其中，三者的质量比为(55‑65):(20‑30):(10‑20)。该减阻剂与二氧化碳具有较好的相容性，将其溶解在二氧化碳压裂液中，能够降低压裂时的摩擦阻力，进而减小地面泵压，降低管线的承压，使二氧化碳干法压裂工程更安全、管线更能满足工作要求，提高注入液态二氧化碳的速度，使二氧化碳干法压裂能够使用到更深、条件更极端的储层中，并且在更极端的条件下仍能保持较好的减阻效果，在压裂作业中减阻效果能够达到30％‑40％。

技术领域

本发明涉及油田化学技术领域，具体涉及二氧化碳干法压裂用减阻剂及其应用。

背景技术

二氧化碳压裂液的使用可以大大降低或者消除压裂施工中水与地层的接触机会，从而大大降低了水锁和水敏造成的地层伤害。干法二氧化碳压裂技术在开发页岩气、致密油藏以及强水敏地层都具有广阔的前景，干法二氧化碳压裂技术相比于常规的压裂工艺具有很多优势，主要包括：(1)无水相，消除水敏和水锁造成的伤害；(2)压裂液具有极低的界面张力，受热气化后无需破胶直接返排；(3)溶解在原油中，能够降低原油的粘度，改善原油的流动性。

然而，二氧化碳压裂液在压裂施工中同时面临摩阻较高的难题，这限制了二氧化碳压裂液的适用范围，使得一些埋藏较深的低渗、强水敏储层不得不使用常规水基压裂液，对储层造成了永久性伤害，并且开发效果不理想。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种二氧化碳干法压裂用减阻剂及其制备方法与应用。本发明的减阻剂的主要成分为氟化丙烯酸酯-苯乙烯-磺化苯乙烯嵌段共聚物，可以有效解二氧化碳压裂液摩阻较高的问题。

为达到上述目的，本发明首先提供了一种二氧化碳干法压裂用减阻剂，该减阻剂包括：由氟化丙烯酸酯聚合物、磺化聚苯乙烯以及苯乙烯通过聚合反应制备得到的氟化丙烯酸酯-苯乙烯-磺化苯乙烯嵌段共聚物。

在上述减阻剂中，优选地，所采用的氟化丙烯酸酯聚合物、磺化聚苯乙烯以及苯乙烯的质量比为(55-65):(20-30):(10-20)，更优选为60:25:15。

在上述减阻剂中，优选地，聚合反应的反应温度为75-80℃，反应时间为1-2小时。

根据本发明的具体实施方案，优选地，氟化丙烯酸酯-苯乙烯-磺化苯乙烯嵌段共聚物是通过以下步骤制备得到的：(1)将适量水、氟化丙烯酸酯聚合物以及苯乙烯混合并搅拌均匀，得到混合液(该混合液中水的加入量可以由本领域技术人员进行常规的调节)：(2)调节所述混合液的pH值至7-10(采用的pH值调节剂可以为本领域常规的，例如氨水、氢氧化钠、单乙醇胺)，然后加入磺化聚苯乙烯和引发剂，在75-80℃进行聚合反应1-2小时，得到氟化丙烯酸酯-苯乙烯-磺化苯乙烯嵌段共聚物。上述聚合反应所采用的引发剂包括偶氮二异丁腈、Na₂S₂O₈和Na₂S₂O₃等中的一种或几种的组合；优选地，在上述步骤(2)中，引发剂总加入量为磺化聚苯乙烯与苯乙烯总质量的0.08％-0.12％。