頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑及其制備方法，原料包含按重量百分比計(jì)的以下組分：羧甲基纖維素鈉0.5～0.7％，聚氨基甲酸酯7～9％，乳化劑4～6％，有機(jī)溶劑8～12％，其余量為水；并通過(guò)以下方法制得：(1)將水加入反應(yīng)釜中加熱至55～60℃后，將聚氨基甲酸酯緩慢加入，攪拌待其全部溶解；(2)所得聚氨基甲酸酯溶液冷卻至不大于30℃后，再加入乳化劑和有機(jī)溶劑，并攪拌混合均勻；(3)最后緩慢加入羧甲基纖維素鈉，攪拌完全溶解即制得產(chǎn)品乳液型減阻劑。本發(fā)明的有益效果是：(1)所述乳液減阻劑能夠有效地降低流體的摩擦阻力；(2)所述乳液減阻劑與壓裂液添加劑配伍性良好。
【專利說(shuō)明】
頁(yè)巖油氣田増產(chǎn)用乳液減阻劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用的減阻劑及其制備方法，尤其是一種乳液減阻劑及其制備方法，屬于頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用劑技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]壓裂酸化是頁(yè)巖油氣田開發(fā)主要的增產(chǎn)措施。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)非常規(guī)油氣藏的開發(fā)格局很大，大排量縫網(wǎng)壓裂為非常規(guī)油氣藏增產(chǎn)的主流趨勢(shì)，在大排量的壓裂過(guò)程中入井液的摩阻問題解決已經(jīng)迫不及待，例如中國(guó)西南地區(qū)頁(yè)巖氣油氣藏埋藏深度一般在3500?5000m左右，特別是以中石化焦石壩為代表的頁(yè)巖氣藏，需要通過(guò)大排量的縫網(wǎng)壓裂提高氣井產(chǎn)量。但是由于油藏埋藏深、地層溫度高，大排量壓裂過(guò)程中壓裂液摩阻較高，受地面設(shè)備栗注能力和承壓極限的制約，增產(chǎn)措施工藝參數(shù)受到了一定的限制。例如對(duì)于深度4500m的儲(chǔ)層，井底施工壓力在10MPa左右，如果不采取減阻措施，目前采用常規(guī)壓裂液體系地面施工壓力將達(dá)到10MPa左右，基本上超出了壓裂設(shè)備的極限。
[0003]因此必須降低壓裂液體系的摩阻，從而使得增產(chǎn)措施能夠順利實(shí)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述針對(duì)非常規(guī)油氣藏壓裂過(guò)程中，壓裂液摩阻高的問題，提供一種降低壓裂液摩阻的乳液減阻劑，該減阻劑可以有效降低壓裂液的摩阻，同時(shí)能夠適用于超深超高溫儲(chǔ)層及頁(yè)巖氣縫網(wǎng)壓裂，并且與常用壓裂液體系的其他添加劑配伍性良好。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，原料包含按重量百分比計(jì)的以下組分:羧甲基纖維素鈉0.5?0.7 %，聚氨基甲酸酯7?9 %，乳化劑4?6 %，有機(jī)溶劑8?12 %，其余量為水；并通過(guò)以下方法制得:
(1)將水加入反應(yīng)釜中加熱至55?60°C后，將聚氨基甲酸酯緩慢加入，攪拌待其全部溶解；
(2)所得聚氨基甲酸酯溶液冷卻至不大于30°C后，再加入乳化劑和有機(jī)溶劑，并攪拌混合均勻；
(3)最后緩慢加入羧甲基纖維素鈉，攪拌完全溶解即制得產(chǎn)品乳液型減阻劑。
[0006]進(jìn)一步的，原料包含按重量百分比計(jì)的以下組分:羧甲基纖維素鈉0.6%，聚氨基甲酸酯8%，乳化劑5%，有機(jī)溶劑10%，其余量為水。
[0007]所述羧甲基纖維素鈉的分子量為250萬(wàn)，所述聚氨基甲酸酯的分子量為30萬(wàn)。
[0008]所述乳化劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚(TweenSO)、烷基酚聚氧乙烯醚(0P-10)、環(huán)氧丙烷苯基醚、聚乙二醇辛基苯基醚(曲拉通X-100)、環(huán)氧丙基三甲基氯化銨中的一種或多種。
[0009]所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙酮中的一種或多種。
[0010]—種頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑的制備方法，通過(guò)以下步驟制的:(1)將水加入反應(yīng)釜中加熱至55?60°C后，將聚氨基甲酸酯緩慢加入，攪拌下待其全部溶解；(2)所得聚氨基甲酸酯溶液冷卻至不大于30°C后，再加入乳化劑和有機(jī)溶劑，并攪拌混合均勻；(3)最后緩慢加入羧甲基纖維素鈉，攪拌完全溶解即制得產(chǎn)品乳液型減阻劑;所述原料按重量份計(jì):羧甲基纖維素鈉0.5?0.7%，聚氨基甲酸酯7?9%，乳化劑4?6%，有機(jī)溶劑8?12%，其余量為水。
[0011]進(jìn)一步的，所述原料按重量份計(jì):羧甲基纖維素鈉0.6%，聚氨基甲酸酯8%，乳化劑5%，有機(jī)溶劑10%，其余量為水。
[0012]所述羧甲基纖維素鈉的分子量250萬(wàn)，所述聚氨基甲酸酯的分子量為30萬(wàn)。
[0013]所述乳化劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚(TweenSO)、烷基酚聚氧乙烯醚(0P-10)、環(huán)氧丙烷苯基醚、聚乙二醇辛基苯基醚(曲拉通X-100)、環(huán)氧丙基三甲基氯化銨中的一種或多種。
[0014]所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙酮中的一種或多種。
[0015]本發(fā)明的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，其中的羧甲基纖維素鈉在壓裂液中起減阻劑的效果，聚氨基甲酸酯與壓裂液交聯(lián)劑不存在反應(yīng)，兩種材料可以保證在加入壓裂液后能夠有效的呈連續(xù)相分散在流體中，由于壓裂液在管柱中的高速流動(dòng)呈湍流特性，因此液體本身的雷諾數(shù)最為關(guān)鍵，羧甲基纖維素鈉靠本身特有的粘彈性，分子長(zhǎng)鏈順流向自然延伸呈流狀，其微元直接影響流體微元的運(yùn)動(dòng)，來(lái)自流體微元的徑向作用力作用在減阻劑微元上，使其發(fā)生扭曲，旋轉(zhuǎn)變形；減阻劑分子間的引力抵抗上述作用力反作用于流體微元，改變流體微元的作用方向和大小，使一部分徑向力被轉(zhuǎn)化為順流向的軸向力，從而減少了無(wú)用功的消耗，從而在宏觀上起到了減少摩擦阻力損失的良好效果。隨著雷諾數(shù)增大進(jìn)入湍流，減阻劑就顯露出減阻作用，雷諾數(shù)越大減阻效果越明顯。所述乳化劑作用主要是保證體系自身和與壓裂液混合后的有效分散，有機(jī)溶劑是為了保證體系的溶解度。
[0016]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
(1)所述乳液減阻劑能夠有效地降低流體的摩擦阻力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，采用0.5?1.5%本發(fā)明的減阻劑可以降低清水的摩阻75?80%，在此范圍內(nèi)減阻效果與減阻劑濃度成正比關(guān)系;
(2)所述乳液減阻劑與壓裂液添加劑配伍性良好，一般壓裂液添加劑包括稠化劑、助排劑、防膨劑、破乳劑、PH調(diào)節(jié)劑以及交聯(lián)劑、破膠劑等材料，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明本發(fā)明的減阻劑與上述添加劑配伍性良好。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本說(shuō)明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0018]本說(shuō)明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0019]本發(fā)明的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，各原料均為市售。
[0020]實(shí)施例1 本實(shí)施例的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，通過(guò)以下步驟制得:將805kg水加入反應(yīng)釜中加熱至55°C后，將70kg聚氨基甲酸酯緩慢加入，攪拌下待其全部溶解；(2)所得聚氨基甲酸酯溶液冷卻至30°C后，再加入40kg乳化劑十二烷基三甲基氯化銨和80kg有機(jī)溶劑甲醇，并攪拌混合均勻；(3)最后緩慢加入5kg羧甲基纖維素鈉，攪拌完全溶解即制得產(chǎn)品乳液型減阻劑。
[0021]其中，所述羧甲基纖維素鈉的分子量250萬(wàn)，所述聚氨基甲酸酯的分子量為30萬(wàn)。
[0022]合成出的該乳液減阻劑外觀呈乳白色膏狀液體，在攪拌器500轉(zhuǎn)速下破乳時(shí)間10秒，濃度為0.1 %的該減阻劑溶液減阻率可達(dá)85%。
[0023]實(shí)施例2
本實(shí)施例的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，通過(guò)以下步驟制得:將805kg水加入反應(yīng)釜中加熱至55°C后，將70kg聚氨基甲酸酯緩慢加入，攪拌下待其全部溶解；(2)所得聚氨基甲酸酯溶液冷卻至30 0C后，再加入40kg乳化劑丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和80kg有機(jī)溶劑甲醇，并攪拌混合均勻；(3)最后緩慢加入5kg羧甲基纖維素鈉，攪拌完全溶解即制得產(chǎn)品乳液減阻劑。
[0024]其中，所述羧甲基纖維素鈉的分子量250萬(wàn)，所述聚氨基甲酸酯的分子量為30萬(wàn)。
[0025]合成出的該乳液型減阻劑外觀呈乳白色膏狀液體，在攪拌器500轉(zhuǎn)速下破乳時(shí)間12秒，濃度為0.1 %的該減阻劑溶液減阻率可達(dá)78%。
[0026]實(shí)施例3
本實(shí)施例的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，通過(guò)以下步驟制得:將764kg水加入反應(yīng)釜中加熱至58°C后，將80kg聚氨基甲酸酯緩慢加入，攪拌下待其全部溶解；(2)所得聚氨基甲酸酯溶液冷卻至28°C后，再加入50kg乳化劑失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚(Tween80)和10kg有機(jī)溶劑乙醇，并攪拌混合均勾；(3)最后緩慢加入6kg羧甲基纖維素鈉，攪拌完全溶解即制得產(chǎn)品乳液減阻劑。
[0027]其中，所述羧甲基纖維素鈉的分子量250萬(wàn)，所述聚氨基甲酸酯的分子量為30萬(wàn)。
[0028]合成出的該乳液減阻劑外觀呈乳白色膏狀液體，在攪拌器500轉(zhuǎn)速下破乳時(shí)間15秒，濃度為0.1 %的該減阻劑溶液減阻率可達(dá)75%。
[0029]實(shí)施例4
本實(shí)施例的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，通過(guò)以下步驟制得:將723kg水加入反應(yīng)釜中加熱至60°C后，將90kg聚氨基甲酸酯緩慢加入，攪拌下待其全部溶解；(2)所得聚氨基甲酸酯溶液冷卻至25°C后，再加入60kg乳化劑環(huán)氧丙烷苯基醚和120kg有機(jī)溶劑丙酮，并攪拌混合均勻；(3)最后緩慢加入7kg羧甲基纖維素鈉，攪拌完全溶解即制得產(chǎn)品乳液減阻劑。
[0030]其中，所述羧甲基纖維素鈉的分子量250萬(wàn)，所述聚氨基甲酸酯的分子量為30萬(wàn)。[0031 ]合成出的該乳液減阻劑外觀呈乳白色膏狀液體，在攪拌器500轉(zhuǎn)速下破乳時(shí)間12秒，濃度為0.1 %的該減阻劑溶液減阻率可達(dá)78%。
[0032] 實(shí)施例5
本實(shí)施例的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，通過(guò)以下步驟制得:將764kg水加入反應(yīng)釜中加熱至55°C后，將80kg聚氨基甲酸酯緩慢加入，攪拌下待其全部溶解；(2)所得聚氨基甲酸酯溶液冷卻至28 0C后，再加入50kg乳化劑環(huán)氧丙基三甲基氯化銨和10kg有機(jī)溶劑乙醇，并攪拌混合均勻；(3)最后緩慢加入6kg羧甲基纖維素鈉，攪拌完全溶解即制得產(chǎn)品乳液減阻劑。
[0033]其中，所述羧甲基纖維素鈉的分子量250萬(wàn)，所述聚氨基甲酸酯的分子量為30萬(wàn)。
[0034]合成出的該乳液減阻劑外觀呈乳白色膏狀液體，在攪拌器500轉(zhuǎn)速下破乳時(shí)間12秒，濃度為0.1 %的該減阻劑溶液減阻率可達(dá)75%。
[0035]本發(fā)明的乳液減阻劑能夠有效地降低流體的摩擦阻力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，采用0.5?
1.5%本發(fā)明的減阻劑可以降低清水的摩阻75?80%，在此范圍內(nèi)減阻效果與減阻劑濃度成正比關(guān)系;所述乳液減阻劑與壓裂液添加劑配伍性良好，一般壓裂液添加劑包括稠化劑、助排劑、防膨劑、破乳劑、PH調(diào)節(jié)劑以及交聯(lián)劑、破膠劑等材料，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明本發(fā)明的減阻劑與上述添加劑配伍性良好。
[0036]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，原料包含按重量百分比計(jì)的以下組分:羧甲基纖維素鈉0.5?0.7%，聚氨基甲酸酯7?9%，乳化劑4?6%，有機(jī)溶劑8?12%，其余量為水;并通過(guò)以下方法制得: (1)將水加入反應(yīng)釜中加熱至55?60°C后，將聚氨基甲酸酯緩慢加入，攪拌待其全部溶解； (2)所得聚氨基甲酸酯溶液冷卻至不大于30°C后，再加入乳化劑和有機(jī)溶劑，并攪拌混合均勻； (3)最后緩慢加入羧甲基纖維素鈉，攪拌完全溶解即制得產(chǎn)品乳液型減阻劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，其特征在于，原料包含按重量百分比計(jì)的以下組分:羧甲基纖維素鈉0.6%，聚氨基甲酸酯8%，乳化劑5%，有機(jī)溶劑10%，其余量為水。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，其特征在于，所述羧甲基纖維素鈉的分子量為250萬(wàn)，所述聚氨基甲酸酯的分子量為30萬(wàn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，其特征在于，所述乳化劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚(TweenSO)、烷基酚聚氧乙烯醚(0P-10)、環(huán)氧丙烷苯基醚、聚乙二醇辛基苯基醚(曲拉通X-100)、環(huán)氧丙基三甲基氯化銨中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙酮中的一種或多種。6.—種頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將水加入反應(yīng)釜中加熱至55?60°C后，將聚氨基甲酸酯緩慢加入，攪拌下待其全部溶解； (2)所得聚氨基甲酸酯溶液冷卻至不大于30°C后，再加入乳化劑和有機(jī)溶劑，并攪拌混合均勻； (3)最后緩慢加入羧甲基纖維素鈉，攪拌完全溶解即制得產(chǎn)品乳液型減阻劑;所述原料按重量份計(jì):羧甲基纖維素鈉0.5?0.7 %，聚氨基甲酸酯7?9 %，乳化劑4?6 %，有機(jī)溶劑8?12%，其余量為水。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑的制備方法，其特征在于，所述原料按重量份計(jì):羧甲基纖維素鈉0.6%，聚氨基甲酸酯8%，乳化劑5%，有機(jī)溶劑10%，其余量為水。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑的制備方法，其特征在于，所述羧甲基纖維素鈉的分子量250萬(wàn)，所述聚氨基甲酸酯的分子量為30萬(wàn)。9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑的制備方法，其特征在于，所述乳化劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚(TweenSO)、烷基酚聚氧乙烯醚(0P-10)、環(huán)氧丙烷苯基醚、聚乙二醇辛基苯基醚(曲拉通X-100)、環(huán)氧丙基三甲基氯化銨中的一種或多種。10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的頁(yè)巖油氣田增產(chǎn)用乳液減阻劑的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙酮中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】C09K8/90GK106047332SQ201610488115
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】張學(xué)武, 張學(xué)文
【申請(qǐng)人】江西富誠(chéng)環(huán)保新材料科技有限公司