一種速溶型耐鹽降阻劑及其製備方法與流程
2023-11-01 03:07:27 1
本發明涉及油田開發技術領域，具體涉及一種速溶型耐鹽降阻劑及其製備方法。
背景技術：
頁巖氣儲層壓裂不同於常規儲層改造，通常採用體積改造的設計思路，目前使用最多的壓裂液包括滑溜水壓裂液、線性膠等低粘壓裂液以及複合壓裂液。
降阻水壓裂液是針對頁巖氣儲層改造發展起來的一項新的液體體系，通過使用極少量稠化降阻劑來降低摩阻，其用量一般小於0.2%，該類液體體系主要依靠泵注排量攜砂而不是液體粘度，適用於儲層天然裂縫較發育、脆性較高的地層，可以減少交聯聚合物對地層的傷害，較好的流動性可以進入和開啟交聯壓裂液不能進入的小裂縫和微裂縫，較大規模能夠擴展裂縫體系，形成大的裂縫體積，增加頁巖氣流動通道，大幅度提高產量，在相同的作業規模下，降阻水壓裂液比常規凍膠壓裂成本降低40%-60%。
降阻水壓裂液主要利用降阻劑的低摩阻效應來實現壓裂施工，降阻率是降阻劑的關鍵指標，以聚丙烯醯胺類高分子聚合物為主體的降阻劑使用最多，又可分為乳液和粉末兩種類型；頁巖氣壓裂規模大，施工排量達到10方/min以上，液體需求量上萬方，由於常規的降阻劑溶解速度慢，現場使用時一般採用液罐預配製成一定濃度的溶液，對液罐的需求量大且不能滿足施工速度的要求，故對降阻劑的溶解速度具有極大的需求，速溶型的降阻劑不但可實現即配即用、現場不需要液罐，而且可通過實時提高濃度的方式轉變成線性膠壓裂液，達到一劑多能的目的，另外在壓裂液施工後產生大量的高含鹽的返排液處理十分困難，如果可以再次用於配製降阻水壓裂液將帶來良好的經濟效益和環保效益。
因此，本發明提供一種速溶型耐鹽降阻劑及其製備工藝，以解決現有技術中的問題。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種速溶型耐鹽降阻劑及其製備方法，在30s內快速溶解，實現在線混配，以及頁巖氣壓裂液降阻水、線性膠的無級轉換。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：
一種速溶型耐鹽降阻劑的製備方法，包括以下步驟：
S1、將15-25重量份的油相、1.5-3重量份的乳化劑加入的反應器中攪拌混合；將30-45重量份的丙烯醯胺、2-5重量份的耐鹽單體、2-4重量份的乳化助劑、1-2重量份的螯合劑溶解於水中，得到溶液A；
S2、向反應器通入氮氣，並向反應器中滴加溶液A；
S3、待反應器攪拌混合30min後，向反應器中加入0.2-1重量份的引發劑，反應5h；
S4、再將6-9重量份的聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨加入反應器中，反應1小時，得到成品。
進一步地，所述油相為白油、 柴油、汽油、環己烷中至少一種。
進一步地，所述引發劑為過硫酸銨、亞硫酸氫鈉、異丙苯過氧化氫、硫代硫酸鈉中至少一種。
進一步地，所述乳化劑為Tween 20、Tween 80、Op-10、Span 80中至少一種。
進一步地，所述乳化助劑為氯化鈉、氯化鉀、異丙醇、乙二醇中至少一種。
進一步地，所述聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨的分子量為3-5萬。
進一步地，所述螯合劑為EDTA、EDTA-2Na、三聚磷酸鈉、葡萄糖酸中至少一種。
進一步地，所述耐鹽單體為2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸、N-羥甲基丙烯醯胺、N-（4-磺醯胺基苯基）丙烯醯胺中的至少一種。
進一步地，所述反應器為帶攪拌裝置的反應器，所述攪拌混合通過攪拌裝置實現。
進一步地，所述水相加入速度為5-15ml/min，所述的攪拌速度為600-800r/min。
一種速溶型耐鹽降阻劑，由上述方法製備而成。
本發明的有益效果是：本發明的降阻劑在30s內快速溶解，不需要配液罐的使用，降阻效果好，實現在線混配，以及頁巖氣壓裂液降阻水、線性膠的無級轉換；同時通過向降阻劑中加入耐鹽單體，使降阻劑具有耐鹽的特性，從而能使返排液再次配製利用，解決返排液處理困難的問題；本發明的製備方法簡單，成本低廉，製得的速溶型耐鹽降阻劑性能優異，對促進油田開發利用具有重要意義。
具體實施方式
下面結合具體實施例進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不局限於以下所述。
實施例1
一種速溶型耐鹽降阻劑，由包括以下步驟的方法製備而成：
S1、將20重量份的油相、2重量份的乳化劑加入帶有攪拌裝置的反應器中，以600r/min攪拌混合；將30重量份的丙烯醯胺、3重量份的耐鹽單體、2.4重量份的乳化助劑、1重量份的螯合劑溶解於水中，得到溶液A；
S2、向反應器通入氮氣，並向反應器中以10mL/min的滴加速度滴加溶液A；
S3、待反應器攪拌混合30min後，向反應器中加入0.9重量份的引發劑，反應5h；
S4、再將7重量份的聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨加入反應器中，反應1小時，得到成品；
其中，所述油相為白油，所述引發劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，所述乳化劑為Tween 20和Span 80，所述乳化助劑為氯化鈉，所述聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨的分子量為3-5萬，所述螯合劑為EDTA，所述耐鹽單體為2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸。
實施例2
一種速溶型耐鹽降阻劑，由包括以下步驟的方法製備而成：
S1、將25重量份的油相、2.5重量份的乳化劑加入帶有攪拌裝置的反應器中，以700r/min攪拌混合；將35重量份的丙烯醯胺、2重量份的耐鹽單體、2.6重量份的乳化助劑、1.2重量份的螯合劑溶解於水中，得到溶液A；
S2、向反應器通入氮氣，並向反應器中以5mL/min的滴加速度滴加溶液A；
S3、待反應器攪拌混合30min後，向反應器中加入0.5重量份的引發劑，反應5h；
S4、再將6重量份的聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨加入反應器中，反應1小時，得到成品；
其中，所述油相為環己烷，所述引發劑為硫代硫酸鈉，所述乳化劑為Tween 80和Op-10，所述乳化助劑為異丙醇，所述聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨的分子量為3-5萬，所述螯合劑為葡萄糖酸，所述耐鹽單體為甲基丙烯酸。
實施例3
一種速溶型耐鹽降阻劑，由包括以下步驟的方法製備而成：
S1、將18重量份的油相、1.8重量份的乳化劑加入帶有攪拌裝置的反應器中，以650r/min攪拌混合；將38重量份的丙烯醯胺、3.2重量份的耐鹽單體、2重量份的乳化助劑、1.4重量份的螯合劑溶解於水中，得到溶液A；
S2、向反應器通入氮氣，並向反應器中以15mL/min的滴加速度滴加溶液A；
S3、待反應器攪拌混合30min後，向反應器中加入0.6重量份的引發劑，反應5h；
S4、再將8重量份的聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨加入反應器中，反應1小時，得到成品；
其中，所述油相為柴油，所述引發劑為異丙苯過氧化氫，所述乳化劑為Tween 20和Tween 80，所述乳化助劑為乙二醇，所述聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨的分子量為3-5萬，所述螯合劑為三聚磷酸鈉，所述耐鹽單體為N-（4-磺醯胺基苯基）丙烯醯胺。
實施例4
一種速溶型耐鹽降阻劑，由包括以下步驟的方法製備而成：
S1、將25重量份的油相、2.8重量份的乳化劑加入帶有攪拌裝置的反應器中，以800r/min攪拌混合；將45重量份的丙烯醯胺、5重量份的耐鹽單體、2.3重量份的乳化助劑、1.8重量份的螯合劑溶解於水中，得到溶液A；
S2、向反應器通入氮氣，並向反應器中以12mL/min的滴加速度滴加溶液A；
S3、待反應器攪拌混合30min後，向反應器中加入1重量份的引發劑，反應5h；
S4、再將9重量份的聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨加入反應器中，反應1小時，得到成品；
其中，所述油相為汽油，所述引發劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，所述乳化劑為Tween 80，所述乳化助劑為異丙醇和乙二醇，所述聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨的分子量為3-5萬，所述螯合劑為EDTA和EDTA-2Na，所述耐鹽單體為N-羥甲基丙烯醯胺。
實施例5
一種速溶型耐鹽降阻劑，由包括以下步驟的方法製備而成：
S1、將22重量份的油相、2.5重量份的乳化劑加入帶有攪拌裝置的反應器中，以600r/min攪拌混合；將35重量份的丙烯醯胺、3.9重量份的耐鹽單體、2.8重量份的乳化助劑、2重量份的螯合劑溶解於水中，得到溶液A；
S2、向反應器通入氮氣，並向反應器中以9mL/min的滴加速度滴加溶液A；
S3、待反應器攪拌混合30min後，向反應器中加入0.2重量份的引發劑，反應5h；
S4、再將7重量份的聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨加入反應器中，反應1小時，得到成品；
其中，所述油相為白油，所述引發劑為過硫酸銨，所述乳化劑為Tween 80和Span 80，所述乳化助劑為氯化鈉，所述聚甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨的分子量為3-5萬，所述螯合劑為EDTA，所述耐鹽單體為2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。