[发明专利]一种清洁压裂液用增稠剂及其制备方法

说明书

本发明提出了一种清洁压裂液用增稠剂及其制备方法，包括以下原料：改性羧甲基胍胶、丙烯酰胺/丙烯酸/2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸三元聚合物、无机金属盐、醇、水。本发明制备的清洁压裂液用增稠剂得到的压裂液冻胶黏度可达320mPa·s，且具有较好的耐温性、抗剪切性和抗盐能力，耐温达180℃左右，在210s^‑1下剪切180min后黏度保持率大于90%；用过硫酸铵破胶，黏度小于5mPa·s，且几乎无残渣，减小了对地层的伤害。

技术领域

本发明涉及油田开采技术领域，具体涉及一种清洁压裂液用增稠剂及其制备方法。

背景技术

近年来，石油开采过度，较易开采的油层日趋减少，向深井、超深井及非常规油气藏开采油气是未来的发展趋势。在向更深层油气藏改造的过程中，超高温压裂液是更深储层压裂改造的核心技术之一。压裂液主要是油气在开采时为了保证作业强度而使用的液体，该液体能够传导地面压力，在地层中形成裂缝；携带支撑剂，使支撑剂在裂缝中铺展；降低外来液体在地层中的滤失。天然的水基压裂液黏度较低，在使用的过程中，为了提升水基压裂液的应用市场，增强水基压裂液体系的黏度、降低压裂液滤失性能使其有更好的携砂效果，增稠剂的改性成为国内外学者的主要研究方向。水基压裂液用增稠剂的主要成分是胍胶及其衍生物，它在温度到达177℃时就会快速降解，而超深井及非常规油气藏开采温度为180～200℃，超过其降解温度，因此超高温压裂液增稠剂研制的关键即如何防止其分解。在高分子结构中引入刚性基团、阴离子或阳离子基团可提高高分子链热稳定性，一条高分子链与另一条高分子链通过氢键形成梯形结构，当某一条链断裂，整体高分子仍旧存在，耐温性能也可以大幅提高。

另外植物胶(包括：田箐胶瓜胶)残渣多，对致密岩层，特别是对非常规油气田，比如，对页岩气田的开发中，地层渗透率伤害大，所以，需要改性或寻找一种残渣少但凝胶强度高的增稠剂。

专利公开号CN1390856A公开了一种瓜胶醚化工艺，涉及天然大分子多糖类瓜胶的衍生物制备技术。瓜胶醚化物无毒、无刺激、生物降解完全。这是对瓜胶的化学改性，通过该种化学改性，减少残渣。

专利公开号CN101248091B公开了一种含有氨烷基团的瓜胶衍生物以及制备该种多聚糖衍生物的方法，该方法使用二羟基氨烷基卤化物通过瓜胶或瓜胶衍生物的自由羟基团的醚化反应得以进行。这也是对瓜胶的化学改性，改性后的瓜胶应用于压裂液时具有可生物降解的优点。

张洁，王海洋等2016年发表文章《磺化瓜胶的合成及性能研究》，通过对瓜胶进行磺化改性，大大提高了其性能。磺化瓜胶用于压裂液时，其效能相对普通瓜胶有了较大提升。

由上述分析可知，目前通常针对瓜胶和/或田箐胶进行改性研究，并采用与其他原料复配工艺，从而制备得到耐高温性能、以及溶解性能等更为优异的压裂增稠剂，同时具有良好凝胶强度和流变稳定性的压裂增稠剂。

发明内容

本发明的目的在于提出一种清洁压裂液用增稠剂及其制备方法，制备的清洁压裂液用增稠剂得到的压裂液冻胶黏度可达320mPa·s，且具有较好的耐温性、抗剪切性和抗盐能力，耐温达180℃左右，在210s^-1下剪切180min后黏度保持率大于90％；用过硫酸铵破胶，黏度小于5mPa·s，且几乎无残渣，减小了对地层的伤害。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种清洁压裂液用增稠剂，包括以下原料：改性羧甲基胍胶、丙烯酰胺/丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸三元聚合物、无机金属盐、醇、水；

所述改性羧甲基胍胶的制备方法如下：

S1.将羧甲基胍胶加入碱液中，边搅拌边溶解，溶解后继续搅拌反应1-3h，过滤，除去不溶物，减压除去水，得到一级纯化羧甲基胍胶；

S2.将一级纯化羧甲基胍胶加入酸液中，边搅拌边溶解，溶解后继续搅拌反应1-3h，过滤，除去不溶物，减压除去水，得到二级纯化羧甲基胍胶；