[发明专利]一种增稠剂的制备方法、增稠剂、压裂液及应用

说明书

本发明公开了一种增稠剂的制备方法、增稠剂、压裂液及应用，属于压裂技术领域。该增稠剂的制备方法包括以下步骤：在保护气体气氛下，将季戊四醇和吡啶溶于三氯甲烷中，并进行搅拌处理，同时缓慢加入2‑溴丙酰溴进行反应后，再进行过滤干燥处理，得到溴化前体；将溴化前体溶于三氯甲烷中，并进行搅拌处理，同时加入乙基黄原酸钾进行反应后，再进行过滤干燥处理，得到链转移剂；将上述链转移剂与聚合物单体、引发剂进行聚合反应，得到反应产物；将反应产物用乙酸乙酯溶解，并用正己烷沉淀，然后进行溶剂挥发和烘干处理，即可得到增稠剂。该增稠剂无毒性、环保，其可在与乙醇作共溶剂时，大大提高超临界CO₂压裂液的粘度。

技术领域

本发明涉及压裂技术领域，具体是一种增稠剂的制备方法、增稠剂、压裂液及应用。

背景技术

随着油气田勘探开发力度不断地增大，非常规油气资源已成为目前国内外开发的热点。非常规油气资源是一类清洁、优质的能源，其中致密气、页岩气等非常规天然气具有巨大的开采潜力。

另外，水力压裂是页岩气开采的重要手段，但对于页岩气储层物性差、渗透率低的特点，常规压裂液由于存在破胶不彻底的问题，从而易造成孔隙堵塞。而超临界CO₂压裂液现已作为一种新型压裂液逐渐兴起，其具备以下优点：无水相，节约水源；化学添加剂少、返排液少、无残渣，可起到有效降低对土壤及地下水污染的环保作用；压裂液表面张力几乎为0，可进入更多的孔隙空间，为裂缝扩展增加地层能量；吸附力远大于CH₄，可置换CH₄将其驱替出来，提高天然气产量；CO₂可以吸附、溶解的形式大量滞留于地层，缓解温室效应。

然而，由于超临界CO₂压裂液存在着粘度低的问题，故一般需要添加增稠剂来提高粘度。虽然，现有技术中通过选用氟类和硅类的聚合物可以作为超临界CO₂压裂液的增稠剂，但是，氟元素的毒性较大，并且含氟和含硅类的聚合物成本高、难降解，其容易对地层环境等造成较大危害。因此，目前亟待研究一种能够兼顾环保、经济以及增稠效率的超临界CO₂压裂液增稠剂。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种增稠剂的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种增稠剂的制备方法，包括以下步骤：

按照重量份计，在保护气体气氛下，将3～5份的季戊四醇和6～10份的吡啶溶于50～70份的三氯甲烷中，得到混合溶液；

对上述混合溶液进行搅拌处理，同时往混合溶液中缓慢加入20～40份的2-溴丙酰溴进行反应后，再进行过滤干燥处理，得到溴化前体；

将8～12份的上述溴化前体溶于120～180份三氯甲烷中，得到溴化前体的三氯甲烷溶液；

对上述溴化前体的三氯甲烷溶液进行搅拌处理，同时往溴化前体的三氯甲烷溶液中加入10～15份的乙基黄原酸钾进行反应后，再进行过滤干燥处理，得到链转移剂；

将上述链转移剂与聚合物单体、引发剂按质量比(10～20):(40～60):(10～20)置于60～70℃的油浴中进行聚合反应，得到反应产物；

将上述反应产物用乙酸乙酯溶解，并用正己烷沉淀，然后进行溶剂挥发和烘干处理，得到所述的增稠剂。

作为本发明实施例的一个优选方案，所述对上述混合溶液进行搅拌处理的步骤中，搅拌处理的温度为3～8℃，搅拌处理的转速为1000～1500rpm。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述对上述溴化前体的三氯甲烷溶液进行搅拌处理的步骤中，搅拌处理的温度为20～30℃，搅拌处理的转速为800～1200rpm。