一種壓裂用降阻劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油天然氣開采領(lǐng)域，特別涉及一種壓裂用降阻劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 油氣層水力壓裂，簡稱壓裂，是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來的一項(xiàng)改造油氣層滲流特 性的工藝技術(shù)，是油氣井增產(chǎn)、注水井增注的一項(xiàng)重要工藝措施。壓裂液是壓裂過程中的重 要介質(zhì)，常用的壓裂液包括水基壓裂液、油基壓裂液、乳化壓裂液、泡沫壓裂液等。由于致密 砂巖油氣或頁巖氣的基質(zhì)滲透率很低，目前主要采用滑溜水壓裂工藝，壓裂液由高壓泵注 入設(shè)備增壓后，通過管柱高速泵入地層，高壓高速條件下流體在管內(nèi)流動(dòng)過程中紊流現(xiàn)象 嚴(yán)重，壓裂液與管壁之間有較大的摩擦阻力，流體的摩擦阻力限制了流體在管道中的流動(dòng)， 造成管道輸量降低和能量損耗增加。因此，需要采用在流體中添加降阻劑的方法來降低摩 擦阻力的影響，提高施工效率。
[0003] 滑溜水中常用的壓裂液降阻劑主要為胍膠和反相乳液聚丙烯酰胺類聚合物，胍膠 壓裂液降阻劑的溶解時(shí)間較長，一般在10_30min，無法滿足頁巖氣壓裂大排量、大流量在線 配制的需求。另外，胍膠是一種半乳甘露聚糖，容易被微生物降解，添加殺菌劑的方法雖然 可以在一定程序上延緩降解，但殺菌劑的使用同時(shí)也造成了更加嚴(yán)重的環(huán)境問題。反相乳 液聚丙烯酰胺類聚合物這種壓裂液降阻劑雖然溶解速度比較快，一般在5-15min，但由于反 相乳液聚丙烯酰胺中含有大量的礦物油和表面活性劑，這種壓裂液降阻劑注入地層后會(huì)造 成地下水的污染，無法滿足環(huán)保要求，礦物油和表面活性劑的應(yīng)用也進(jìn)一步增加了反排液 的處理難度。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種壓裂用降阻劑及其制備方法，應(yīng)用本發(fā)明提供的制備方 法得到的壓裂用降阻劑具有溶解速度快、降阻率高、貯存穩(wěn)定性高且綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種壓裂用降阻劑的制備方法，該方法包括：
[0007] (1)將非離子單體、陰離子單體、穩(wěn)定劑、螯合劑、分子量調(diào)節(jié)劑、第一無機(jī)鹽和水 混合并調(diào)節(jié)pH值，得到pH值為6-8的水溶液；
[0008](2)在惰性氣氛下，向上述水溶液中分批加入引發(fā)劑，并進(jìn)行聚合反應(yīng)；
[0009] (3)向上述聚合反應(yīng)所得混合物中加入第二無機(jī)鹽。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種根據(jù)本發(fā)明的方法制備的壓裂用降阻劑。
[0011] 通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的壓裂用降阻劑具有溶解速度快、降阻率高、貯存 穩(wěn)定性高且綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
[0012] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0013]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0014] 圖1是壓裂用降阻劑的降阻率與流量的關(guān)系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0016]本發(fā)明提供了一種壓裂用降阻劑的制備方法，該方法包括：
[0017] (1)將非離子單體、陰離子單體、穩(wěn)定劑、螯合劑、分子量調(diào)節(jié)劑、第一無機(jī)鹽和水 混合并調(diào)節(jié)PH值，得到pH值為6-8的水溶液；
[0018](2)在惰性氣氛下，向上述水溶液中分批加入引發(fā)劑，并進(jìn)行聚合反應(yīng)；
[0019] (3)向上述聚合反應(yīng)所得混合物中加入第二無機(jī)鹽。
[0020] 在本發(fā)明的步驟（1)中，只要將非離子單體、陰離子單體、穩(wěn)定劑、螯合劑、分子量 調(diào)節(jié)劑、第一無機(jī)鹽與水混合，所述非離子單體、陰離子單體、穩(wěn)定劑、螯合劑、分子量調(diào)節(jié) 齊U、第一無機(jī)鹽與水的用量根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)使用的用量進(jìn)行選擇即可有利于獲得 溶解速度快、降阻率高、貯存穩(wěn)定性高且綠色環(huán)保的壓裂用降阻劑。但為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明的目的，優(yōu)選情況下，相對于100重量份的非離子單體，陰離子單體的用量為〇. 1-30重量 份，穩(wěn)定劑的用量為5-10重量份，螯合劑的用量為0. 1-5重量份，分子量調(diào)節(jié)劑的用量為 0. 1-10重量份，第一無機(jī)鹽的用量為150-350重量份，水的用量為200-700重量份。優(yōu)選 地，陰離子單體的用量為5-20重量份，穩(wěn)定劑的用量為5-8重量份，螯合劑的用量為0. 5-3 重量份，分子量調(diào)節(jié)劑的用量為〇. 1-5重量份，第一無機(jī)鹽的用量為200-300重量份，水的 用量為300-600重量份。
[0021] 在本發(fā)明中，所述非離子單體、陰離子單體、穩(wěn)定劑、螯合劑、分子量調(diào)節(jié)劑、第一 無機(jī)鹽與水混合的順序沒有特別限定，只要能夠使得所述非離子單體、陰離子單體、穩(wěn)定 齊U、螯合劑、分子量調(diào)節(jié)劑、第一無機(jī)鹽與水同時(shí)存在于反應(yīng)體系中即可。
[0022] 在本發(fā)明中，對所述調(diào)節(jié)pH值的方法沒有特別的限定，可以采用本領(lǐng)域常規(guī)使用 的調(diào)節(jié)pH值的方法，例如，可以通過向反應(yīng)混合物中加堿或酸的方法調(diào)節(jié)水溶液的pH值， 對所述堿和酸的種類沒有特別的限定，只要能夠使得所述水溶液的PH值在6-8的范圍內(nèi)即 可。
[0023] 在本發(fā)明中，所述非離子單體可以為本領(lǐng)域公知的任意一種非離子單體，本發(fā)明 沒有特別限定。優(yōu)選情況下，所述非離子單體選自丙烯酰胺、（甲基）丙烯酰胺、N-甲基（甲 基）丙烯酰胺、N-異丙基（甲基）丙烯酰胺、N，N-二甲基（甲基）丙烯酰胺中的一種或多種。 優(yōu)選為丙烯酰胺。
[0024] 在本發(fā)明中，所述陰離子單體可以為本領(lǐng)域公知的任意一種陰離子單體，本發(fā) 明沒有特別限定。優(yōu)選情況下，所述陰離子單體選自（甲基）丙烯酸及其鹽、2_丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸及其鹽、乙烯磺酸及其鹽、苯乙烯磺酸及其鹽、甲叉琥珀酸及其鹽、反丁 烯二酸和烯丙基磷酸中的一種或多種。優(yōu)選為丙烯酸鈉。
[0025] 在本發(fā)明中，所述穩(wěn)定劑可以為水溶性的低分子量的陰離子聚合物和/或水溶性 的低分子量的非離子聚合物，所述水溶性的低分子量的陰離子聚合物的單體可以選自（甲 基）丙烯酸及其鹽、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及其鹽、乙烯磺酸及其鹽、苯乙烯磺酸及 其鹽、甲叉琥珀酸及其鹽、反丁烯二酸和烯丙基磷酸中的一種或多種；所述水溶性的低分子 量的非離子聚合物的單體可以選自丙烯酰胺、（甲基）丙烯酰胺、N-甲基（甲基）丙烯酰胺、 N-異丙基（甲基）丙烯酰胺、N，N-二甲基（甲基）丙烯酰胺中的一種或多種。所述穩(wěn)定劑還 可以通過上述各種水溶性的低分子量的陰離子聚合物的單體中的一種或多種共聚而成，也 可以為通過上述各種水溶性的低分子量的非離子聚合物的單體中的一種或多種共聚而成， 還可以為上述各種水溶性的低分子量的陰離子聚合物的單體中的一種或多種和水溶性的 低分子量的非離子聚合物的單體中的一種或多種共聚而成。
[0026] 在本發(fā)明中，所述螯合劑可以為本領(lǐng)域公知的任意一種螯合劑，本發(fā)明沒有特別 限定。優(yōu)選情況下，所述螯合劑選自乙二胺四乙酸二鈉、三乙二胺五乙酸