[发明专利]一种可生物降解耐盐型稠化体系及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可生物降解耐盐型稠化体系及其制备方法和应用，稠化体系中使用可生物降解的聚丙烯酰胺基聚合物，所述可生物降解的聚丙烯酰胺基聚合物中包括第一单体单元和第二单体单元，其中，第一单体选自丙烯酰胺、氨基被取代的丙烯酰胺中的一种或多种，第二单体选自马来酸酐、乙酸乙烯酯、ε‑己内酯、丙烯酸酯、乙酰乙酸乙烯酯、对乙烯苯胺、丙烯酸中的一种或几种。与现有的压裂体系相比，本发明稠化体系应用于压裂体系具有较好的耐盐性；生物降解性好，可减小对周围环境以及地层渗透率的伤害；现场配制时可在短时间内形成粘度，操作简单，使用方便；通过控制加量可实现滑溜水及线性胶溶液的灵活配制，具有一剂多用的优点。

技术领域

本发明涉及酸化压裂用剂领域，特别是涉及一种可生物降解耐盐型稠化体系及其制备方法和应用。

背景技术

水力压裂技术在油田的应用始于上个世纪40年代，经过近70余年的发展，逐步成为提高油气井产能和油藏采收率的重要增产措施之一。特别是近年来，低渗透油藏面临着“采油速度低、采收率低、储量动用率低，能量补充困难”的局面，水力压裂技术作为提高低渗透油藏产能的主要技术手段越来越受到重视。随着油气勘探开发时间的延长，常规油气产量不断下降，低渗、特低渗油气资源也已经成为当前油气开发的新热点，得到了各个国家和石油公司的重视。我国存在丰富的低渗油藏油气资源，这些低渗透油气的开发均须进行大规模压裂才能形成工业产能，实现高效开发。

水力压裂的多年发展，逐渐形成了以聚合物为增稠降阻剂的滑溜水压裂体系和线性胶压裂体系，及以粘弹性表面活性剂为稠化剂的清洁压裂液体系。其中，清洁压裂液由于使用小分子表面活性剂作为稠化剂，因此破胶彻底，即使残留部分表面活性剂也对地层得伤害较小，同时返排液易于处理。但其存在稠化剂用量相对较高(普遍大于5wt％)，耐温、耐盐性能相对较差等问题，因此在油气田中的应用相对较少。以聚合物为基础的滑溜水及线性胶压裂体系则具有配制简单、应用方便、使用成本低等优点，已经在油气田压裂过程中被大规模应用，但是其使用的聚合物难以破胶彻底，且破胶后残余聚合物分子量仍较大，会造成地层伤害，返排液难以处理等问题，为油气田压裂施工的后续处理带来很大的难题。

可见，现有稠化产品难以在保证较好地耐温、耐盐性能的同时还可对地层友好。因此，开发同时具备好的作业性能及环境友好的稠化剂产品，对非常规油气藏的绿色低伤害开发具有重要的意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种可生物降解耐盐型稠化体系，可生物降解，对地层伤害小。

为了解决上述技术问题，发明人尝试对稠化剂中的聚丙烯酰胺基聚合物进行改性，通过引入一些第二单体，与丙烯酰胺结构的单体进行共聚，以期得到可生物降解的聚丙烯酰胺基聚合物。

本发明提供了一种可生物降解的聚丙烯酰胺基聚合物，包括第一单体单元和第二单体单元，其中，所述第一单体选自丙烯酰胺、氨基被取代的丙烯酰胺中的一种或多种，所述第二单体选自马来酸酐、乙酸乙烯酯、ε-己内酯、丙烯酸酯、乙酰乙酸乙烯酯、对乙烯苯胺中的一种或几种。

以上第二单体发生聚合时，分子中的双键断开成单键，嵌入聚合物主链共同组成聚合物的主链结构，剩余基团则形成聚合物的侧链结构。分子结构中不含双键的ε-己内酯，则是通过酯键中的酰基和氧之间的单键断开，形成两个连接端参与聚合。

乙酰乙酸乙烯酯的结构如下：

进一步地，所述第一单体选自丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、羧基甜菜碱甲基丙烯酸中的一种或几种。

羧基甜菜碱甲基丙烯酸的结构如下：

进一步地，所述第二单体单元在聚丙烯酰胺基聚合物中的摩尔百分含量为20.0～60.0％。

在本发明的具体实施方式中，所述第二单体单元在聚丙烯酰胺基聚合物中的摩尔百分含量为25～60％。