一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑及其制備方法，屬于石油工業(yè)用化學品【技術(shù)領(lǐng)域】。該非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑，以質(zhì)量分數(shù)計，包括45～65％的聚丙烯酰胺，10～12％的油酸鉀，5～7％的羥丙基油酸酰胺甜菜堿，3～5％的山梨醇聚氧乙烯醚，3～5％的壬基酚聚氧乙烯醚，2％的助排劑，余量為15#白油。本發(fā)明使用的滑溜水減阻劑具有較強的減阻性和體系穩(wěn)定性，通過聚合物與粘彈性表面活性劑協(xié)同作用減小流體流速變化梯度起到減阻的作用，另外聚合物分子量較小，避免形成分子膜堵塞巖石孔隙，表面活性劑的加入能夠降低油水表界面張力能夠利于壓后返排及增加壓后氮氣氣舉的效果，有效減弱了滑溜水對儲層的永久性傷害。
【專利說明】一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油工業(yè)用化學品【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種非常規(guī)油氣壓裂所用的減阻劑 及其制備方法，具體涉及一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著非常規(guī)油氣資源開采熱潮的掀起，適用于開采低滲、低孔等非常規(guī)儲層的滑 溜水壓裂技術(shù)日益得到了推廣?；锼礊樵谒芤褐屑尤胍欢康臏p阻劑、粘土穩(wěn)定劑、 殺菌劑及金屬鹽等化工助劑后，形成一種低粘度、耐剪切、傷害小及減阻性較好的壓裂液體 系?；锼畨毫炎钤缬糜诿绹豢谥旅軞饩畨毫言霎a(chǎn)改造，施工完后產(chǎn)量明顯改變，滑溜水 壓裂憑借其較強的減阻性，能夠增加施工排量，且在壓裂過程中能夠延長縫長，增加縫寬， 加大儲層改造力度。因此，滑溜水壓裂液減阻劑的減阻性能的好壞是影響施工成敗的主要 因素。自美國1997年利用滑溜水壓裂體系成功改造位于德克薩斯州的第一口致密氣井開 始，滑溜水壓裂體系開始倍受大家重視，在依靠水資源比較豐富的國家已成為非常規(guī)油氣 藏開采的主要方式。在"千方砂、萬方液、低砂比、大排量"的壓裂方式推崇下，國內(nèi)對滑溜 水減阻劑的研究才剛剛起步，發(fā)明專利201110401452. 7中公開了一種頁巖氣藏速溶可回 收滑溜水，其使用的減阻劑為500萬至1000萬的聚丙酰胺或聚丙酰胺衍生物，添加使用量 為0. 02?0. 1 %，該體系存在使用量較大，減阻劑分子量過高，減阻性能效果一般，且形成 濾膜堵塞孔道，易對儲層造成永久傷害。因此，不利于儲層保護及減阻劑減阻性能的充分發(fā) 揮。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種非常規(guī)油氣藏滑 溜水壓裂減阻劑及其制備方法，該非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑具有較強的減阻性和體 系穩(wěn)定性，能夠有效減弱滑溜水對儲層的永久性傷害；該制備方法簡單易操作，環(huán)境友好， 適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0005] -種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑，以質(zhì)量分數(shù)計，包括45?65%的聚丙烯酰 胺，10?12%的油酸鉀，5?7%的羥丙基油酸酰胺甜菜堿，3?5%的山梨醇聚氧乙烯醚， 3?5%的壬基酚聚氧乙烯醚，2%的助排劑，余量為15#白油。
[0006] 所述的聚丙烯酰胺采用分子量為500萬的陰離子型油包水聚丙烯酸胺乳液。
[0007] 所述助排劑為陰離子氟碳表面活性劑或醇醚非離子表面活性劑。
[0008] 所述油酸鉀、羥丙基油酸酰胺甜菜堿、山梨醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚均為 工業(yè)品級。
[0009] 所述15#白油的純度大于95%。
[0010] 一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑的制備方法，包括以下步驟：
[0011] 1)以質(zhì)量分數(shù)計，取45?65%的聚丙烯酰胺，10?12%的油酸鉀，5?7%的羥 丙基油酸酰胺甜菜堿，3?5 %的山梨醇聚氧乙烯醚，3?5 %的壬基酚聚氧乙烯醚，2 %的助 排劑，余量取15#白油；
[0012] 2)向15#白油中加入油酸鉀，攪拌溶解后再加入聚丙烯酰胺，邊攪拌邊依次加入 山梨醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和及羥丙基油酸酰胺甜菜堿，充分攪拌均勻；
[0013] 3)向步驟2)得到的反應(yīng)體系中加入助排劑，充分攪拌均勻，制得非常規(guī)油氣藏滑 溜水壓裂減阻劑。
[0014] 所述的聚丙烯酰胺采用分子量為500萬的陰離子型油包水聚丙烯酸胺乳液。
[0015] 所述助排劑為陰離子氟碳表面活性劑或醇醚非離子表面活性劑。
[0016] 所述油酸鉀、羥丙基油酸酰胺甜菜堿、山梨醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚均為 工業(yè)品級。
[0017] 所述15#白油的純度大于95%。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
[0019] 首先，本發(fā)明的壓裂減阻劑采用復(fù)配協(xié)同的方式，選擇聚合物外加粘彈性表面活 性劑，粘彈性表面活性劑可以減緩及平衡流體截面，能夠起到增強減阻效果及攜帶支撐劑 的作用；其次，粘彈性表面活性劑在金屬鹽（油酸鉀）的協(xié)同作用下能夠更好地攜帶支撐 劑到達地層而不易砂堵，另外表面活性劑的加入，能夠有效降低返排液與其他介質(zhì)的表界 面張力，利于返排；再次，壓裂減阻劑包括親水性的壬基酚聚氧乙烯醚和親油性的壬基酚聚 氧乙烯醚，在親水親油表面活性劑的作用下用油性介質(zhì)稀釋至一定濃度，避免常規(guī)油包水 體系減阻劑因長時間放置或暴露空氣中而導(dǎo)致油水分層影響減阻效果，可以有效增加減阻 劑體系的穩(wěn)定性；最后，本發(fā)明提供的滑溜水壓裂減阻劑具有較強的減阻作用，與常規(guī)滑溜 水減阻劑相比液體減阻性更強，在液體粘度相差不大的情況下這種滑溜水有著更好地攜砂 性。
[0020] 進一步地，選用分子量適中、低濃度較低的聚合物（分子量為500萬的陰離子型油 包水聚丙烯酸胺乳液）能夠避免形成分子膜堵塞巖石孔隙，與表面活性劑配合使用能夠降 低油水表界面張力，因而利于壓后返排及增加壓后氮氣氣舉的效果，有效減弱了滑溜水對 儲層的永久性傷害。
[0021] 本發(fā)明公開的非常規(guī)油氣藏壓裂所用的滑溜水壓裂減阻劑的制備方法，操作簡 單，對設(shè)備要求低，易實現(xiàn)，環(huán)境友好，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而 不是限定。
[0023] 為了克服現(xiàn)有滑溜水壓裂施工過程中，減阻劑減阻性能效果一般且形成濾膜堵塞 孔道，對儲層造成永久傷害的問題，本發(fā)明提供了一種滑溜水壓裂減阻劑，以質(zhì)量分數(shù)計， 包括60?65%油包水聚丙烯酰胺（分子量500萬），10?12%油酸鉀，5?7%羥丙基油 酸酰胺甜菜堿，3?5%山梨醇聚氧乙烯醚，3?5%壬基酚聚氧乙烯醚，2%助排劑，剩余量 為15#白油。
[0024] 以上原料均購自飛翔化工有限公司。
[0025] 其中，所述聚丙烯酰胺為分子量500萬的陰離子油包水型聚丙烯酸胺乳液。油酸 鉀、山梨醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、羥丙基油酸酰胺甜菜堿均為工業(yè)品級，助排劑 為陰離子氟碳表面活性劑或醇醚非離子表面活性劑。
[0026] 為了制得上述滑溜水壓裂減阻劑，提供了一種非常規(guī)油氣藏壓裂所用的滑溜水壓 裂減阻劑的制備方法，包括如下步驟：
[0027] (1)在反應(yīng)釜中加入按配方量計算所需重量的15#白油，15#白油的純度大于 95% ；
[0028] (2)常溫下，在反應(yīng)釜中邊攪拌邊加入油酸鉀攪拌均勻，待溶解后依次加入羥丙基 油酸酰胺甜菜堿、油包水聚丙烯酰胺（分子量500萬）、山梨醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯 醚，并攪拌均勻。
[0029] (3)在反應(yīng)釜中邊攪拌邊加入2%助排劑，再攪拌5-10min至充分混勻，得到非常 規(guī)油氣藏滑溜水壓裂所用的減阻劑。
[0030] 實施例1
[0031] 一種非常規(guī)油氣藏壓裂所用的滑溜水壓裂減阻劑，以質(zhì)量分數(shù)計，包括45%的聚 丙烯酰胺，10%的油酸鉀，5%的羥丙基油酸酰胺甜菜堿，3%的山梨醇聚氧乙烯醚，3%的壬 基酚聚氧乙烯醚，2%的助排劑，余量為15#白油。
[0032] 所述的聚丙烯酰胺采用分子量為500萬的陰離子型油包水聚丙烯酸胺乳液；所述 助排劑為陰離子氟碳表面活性劑。
[0033] 上述非常規(guī)油氣藏壓裂所用的滑溜水壓裂減阻劑的制備方法，包括以下步驟：
[0034] (1)在反應(yīng)釜中加入純度大于95%的15#白油；
[0035] (2)在反應(yīng)釜中加入油酸鉀，待攪拌溶解后，加入分子量為500萬的油包水聚丙烯 酰胺乳液，然后邊攪拌邊加入壬基酚聚氧乙烯醚（親水）、壬基酚聚氧乙烯醚（親油）及羥 丙基油酸酰胺甜菜堿，充分攪拌均勻；
[0036] (3)在反應(yīng)釜中加入2%陰離子氟碳表面活性劑作為助排劑，再攪拌5?lOmin，體 系均勻后得到非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑。
[0037] 對本實施例制得的非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑進行性能測試：
[0038] 按每噸水中加入質(zhì)量分數(shù)為0. 1 %的減阻劑，0. 5%粘土穩(wěn)定劑、1 %殺菌劑，1 %氯 化鉀配制成滑溜水壓裂液，室內(nèi)使用管路摩阻流變儀對該滑溜水進行測試，結(jié)果最大減阻 率可達到65%，減阻劑室內(nèi)評價結(jié)果如表1所示：
[0039] 表 1
[0040]
【權(quán)利要求】
1. 一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑，其特征在于，以質(zhì)量分數(shù)計，包括45?65% 的聚丙烯酰胺，10?12%的油酸鉀，5?7%的羥丙基油酸酰胺甜菜堿，3?5%的山梨醇聚 氧乙烯醚，3?5%的壬基酚聚氧乙烯醚，2%的助排劑，余量為15#白油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑，其特征在于，所述的 聚丙烯酰胺采用分子量為500萬的陰離子型油包水聚丙烯酸胺乳液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑，其特征在于，所述助 排劑為陰離子氟碳表面活性劑或醇醚非離子表面活性劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑，其特征在于，所述油 酸鉀、羥丙基油酸酰胺甜菜堿、山梨醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚均為工業(yè)品級。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑，其特征在于，所述15# 白油的純度大于95%。
6. -種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 以質(zhì)量分數(shù)計，取45?65%的聚丙烯酰胺，10?12%的油酸鉀，5?7%的羥丙基油 酸酰胺甜菜堿，3?5%的山梨醇聚氧乙烯醚，3?5%的壬基酚聚氧乙烯醚，2%的助排劑， 余量取15#白油； 2) 向15#白油中加入油酸鉀，攪拌溶解后再加入聚丙烯酰胺，邊攪拌邊依次加入山梨 醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和及羥丙基油酸酰胺甜菜堿，充分攪拌均勻； 3) 向步驟2)得到的反應(yīng)體系中加入助排劑，充分攪拌均勻，制得非常規(guī)油氣藏滑溜水 壓裂減阻劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑的制備方法，其特征在 于，所述的聚丙烯酰胺采用分子量為500萬的陰離子型油包水聚丙烯酸胺乳液。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑的制備方法，其特征在 于，所述助排劑為陰離子氟碳表面活性劑或醇醚非離子表面活性劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑的制備方法，其特征在 于，所述油酸鉀、羥丙基油酸酰胺甜菜堿、山梨醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚均為工業(yè) 品級。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非常規(guī)油氣藏滑溜水壓裂減阻劑的制備方法，其特征 在于，所述15#白油的純度大于95%。
【文檔編號】C09K8/68GK104449648SQ201410705771
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】沈一丁, 張鋒三, 李小瑞, 王磊, 馬國艷, 蘇瑩 申請人:陜西科技大學