一种页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂及其制备方法转让专利

申请号 : CN201711178727.9

文献号 : CN107964399B

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发明人 : 徐太平曾斌周京伟

申请人 : 捷贝通石油技术集团股份有限公司

摘要 :

本发明公开了一种页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂,属于石油天然气增产技术领域。所述减阻剂由水相溶剂和油相溶剂结合进行反向乳液聚合而成,水相溶剂各组分的重量百分比为:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵,10‑15%;无机盐,1‑3%;碳酸甘油酯,20‑25%;油相溶剂各组分的重量百分比为:基础油,30‑45%;水溶性单体,10‑20%;2‑苯氧基乙基丙烯酸酯,3‑5%;第一乳化剂,1‑3%;第二乳化剂,1‑3%;其余为水。本发明还提供了上述纳米乳液减阻剂的制备方法。本发明集降阻、杀菌、防膨、助排等多种功能于一体,可有效降低摩阻,携砂性能优异,防膨及助排效果良好。

权利要求 :

1.一种页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂,由水相溶剂和油相溶剂结合进行反向乳液聚合而成,其特征在于,所述水相溶剂各组分的重量百分比为:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵,10-15%;无机化合物,1-3%;碳酸甘油酯,20-25%;所述油相溶剂各组分的重量百分比为:基础油,30-45%;水溶性单体,10-20%;2-苯氧基乙基丙烯酸酯,3-5%;第一乳化剂,1-

3%;第二乳化剂,1-3%;其余为水;其中,所述第一乳化剂包括吐温系列20、40、60、80、85中的一种或几种;所述第二乳化剂包括OP系列OP-4、OP-10、OP-15、OP-20中的一种或几种;所述基础油包括白油、煤油、椰子油或者环己烷中的一种或几种;所述无机化合物包括氯化钠、氯化铵、氢氧化锂、亚硫酸氢钾、氢氧化钾、碘化钾、碘酸钾、硝酸钾、高氯酸盐和氢氧化钠中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂,其特征在于,所述水溶性单体包括丙烯酸、丙烯酸盐、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸盐及其衍生物中的一种或几种。

3.一种如权利要求1或2所述的页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯和无机化合物按比例混合并搅拌均匀,配制成水相溶剂;其中,所述无机化合物包括氯化钠、氯化铵、氢氧化锂、亚硫酸氢钾、氢氧化钾、碘化钾、碘酸钾、硝酸钾、高氯酸盐和氢氧化钠中的一种或几种;

将基础油、水溶性单体、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、第一乳化剂和第二乳化剂按比例混合并搅拌均匀,配制成油相溶剂;其中,所述第一乳化剂包括吐温系列20、40、60、80、85中的一种或几种;所述第二乳化剂包括OP系列OP-4、OP-10、OP-15、OP-20中的一种或几种;所述基础油包括白油、煤油、椰子油或者环己烷中的一种或几种;

将所述油相溶剂加入反应器中,并将所述反应器置于恒温水浴中,开启搅拌器;将所述水相溶剂缓慢加入到所述反应器中,配制成油包水反相乳液基液;通入氮气高速搅拌除氧,再将自由基引发剂滴入所述反应器中,并将所述反应器密闭;催化引发反应2-3小时,得到减阻剂。

4.如权利要求3所述的页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂的制备方法,其特征在于,所述恒温水浴的温度为20-40℃。

5.如权利要求3所述的页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂的制备方法,其特征在于,所述高速搅拌的时间为20-40分钟。

6.如权利要求3所述的页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂的制备方法,其特征在于,所述自由基引发剂包括偶氮类、过硫酸类或过氧类引发剂中的一种或几种。

说明书 :

一种页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及石油天然气增产技术领域,特别涉及一种页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 水力压裂一直是油气藏开采过程中最有效的增产措施技术,常规油气井储层改造采用冻胶压裂液,而页岩气井储层改造需用特殊的压裂液,即滑溜水压裂液。滑溜水压裂液是由高分子或超高分子聚合物、水、助剂配制而成,其具有低粘度、低摩阻的性能,从而可大幅降低开采成本,获得非常高的产能,因此滑溜水压裂液被广泛使用,且需求量非常巨大。然而,目前滑溜水压裂液用减阻剂存在着一系列问题,例如,常规减阻水压裂液需要添加杀菌剂、防膨剂、助排剂等多种添加剂,现场使用程序复杂,操作不便,成本较高。

发明内容

[0003] 为了解决常规滑溜水需要添加减阻剂、杀菌剂、防膨剂、助排剂等多种药剂而造成的现场配液操作复杂、工作量大、成本高等问题,本发明提供了一种页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂,由水相溶剂和油相溶剂结合进行反向乳液聚合而成,所述水相溶剂各组分的重量百分比为:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵,10-15%;无机盐,1-3%;碳酸甘油酯,20-25%;所述油相溶剂各组分的重量百分比为:基础油,30-45%;水溶性单体,10-20%;2-苯氧基乙基丙烯酸酯,3-5%;第一乳化剂,1-3%;第二乳化剂,1-3%;其余为水;其中,所述第一乳化剂包括吐温系列20、40、60、80、85中的一种或几种;所述第二乳化剂包括OP系列OP-4、OP-10、OP-15、OP-20中的一种或几种;所述基础油包括白油、煤油、椰子油或者环己烷中的一种或几种。
[0004] 所述无机盐包括氯化钠、氯化铵、氢氧化锂、亚硫酸氢钾、氢氧化钾、碘化钾、碘酸钾、硝酸钾、高氯酸盐和氢氧化钠中的一种或几种。
[0005] 所述水溶性单体包括丙烯酸、丙烯酸盐、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸盐各种单体及其衍生物中的一种或几种。
[0006] 本发明还提供了上述页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂的制备方法,包括如下步骤:
[0007] 将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯和无机盐按比例混合并搅拌均匀,配制成水相溶剂;
[0008] 将基础油、水溶性单体、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、第一乳化剂和第二乳化剂按比例混合并搅拌均匀,配制成油相溶剂;其中,所述第一乳化剂包括吐温系列20、40、60、80、85中的一种或几种;所述第二乳化剂包括OP系列OP-4、OP-10、OP-15、OP-20中的一种或几种;所述基础油包括白油、煤油、椰子油或者环己烷中的一种或几种;
[0009] 将所述油相溶剂加入反应器中,并将所述反应器置于恒温水浴中,开启搅拌器;将所述水相溶剂缓慢加入到所述反应器中,配制成油包水反相乳液基液;通入氮气高速搅拌除氧,再将自由基引发剂滴入所述反应器中,并将所述反应器密闭;催化引发反应2-3小时,得到减阻剂。
[0010] 所述恒温水浴的温度为20-40℃。
[0011] 所述高速搅拌的时间为20-40分钟。
[0012] 所述自由基引发剂包括偶氮类、过硫酸类或过氧类引发剂中的一种或几种。
[0013] 本发明提供的页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂及其制备方法,集降阻、杀菌、防膨、助排等多种功能于一体,可有效降低摩阻,携砂性能优异,防膨及助排效果良好,并且对水质要求低,其返排液可以重复利用,提高了压裂用水利用率,降低了压裂的施工费用,避免压裂液残渣对支撑裂缝的伤害,提高了压裂井的增产功效,减少了现场施工工作量,可广泛应用于多种类型的压裂施工中,尤其可在页岩气和其他低渗透致密油气藏的开发中推广应用。

附图说明

[0014] 图1是本发明实施例提供的页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂的制备方法流程图;
[0015] 图2是本发明实施例1加量0.08%减阻剂配制滑溜水的降阻率测试曲线图;
[0016] 图3是本发明实施例1加量0.1%减阻剂配制滑溜水的降阻率测试曲线图。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和实施例,对本发明技术方案作进一步描述。
[0018] 实施例1
[0019] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵24g、碳酸甘油酯40g、氢氧化钾2g、椰子油80g、丙烯酸20g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯10g、吐温80 4g、OP-10 2g、水18g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、氢氧化钾溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将椰子油、丙烯酸、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温80、OP-10混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于30℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;
向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌20分钟后,再将过硫酸铵0.2g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应3小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0020] 实施例2
[0021] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20g、碳酸甘油酯44g、氯化钠4g、白油60g、二甲基二烯丙基氯化铵30g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯6g、吐温20 2g、OP-4 4g、水30g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、氯化钠溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将白油、二甲基二烯丙基氯化铵、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温20、OP-4混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于20℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌30分钟后,再将过硫酸铵0.2g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应3小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0022] 实施例3
[0023] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵30g、碳酸甘油酯50g、氯化氨6g、煤油60g、丙烯酰胺20g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯8g、吐温40 2g、OP-15 3g、水21g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、氯化氨溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将煤油、丙烯酰胺、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温40、OP-15混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于40℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌40分钟后,再将偶氮二异丁腈1g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应2小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0024] 实施例4
[0025] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20g、碳酸甘油酯40g、氢氧化锂6g、环己烷70g、甲基丙烯酸40g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯8g、吐温60 6g、OP-20 6g、水4g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、氢氧化锂溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将环己烷、甲基丙烯酸、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温60、OP-20混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于30℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌30分钟后,再将偶氮二异丁氰1g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应3小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0026] 实施例5
[0027] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20g、碳酸甘油酯40g、亚硫酸氢钾6g、白油20g、环己烷70g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠20g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯6g、吐温85 
6g、OP-20 6g、水6g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、亚硫酸氢钾溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将白油、环己烷、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温85、OP-20混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于30℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌30分钟后,再将偶氮二异丁腈1g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应3小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0028] 实施例6
[0029] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20g、碳酸甘油酯40g、碘化钾6g、煤油20g、椰子油70g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸铵20g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯6g、吐温85 6g、OP-20 6g、水6g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、碘化钾溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将煤油、椰子油、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸铵、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温85、OP-20混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于30℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌30分钟后,再将偶氮二异丁腈1g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应3小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0030] 实施例7
[0031] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20g、碳酸甘油酯40g、碘酸钾6g、煤油10g、椰子油70g、环己烷10g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠20g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯6g、吐温85 6g、OP-20 6g、水6g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、碘酸钾溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将煤油、椰子油、环己烷、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温85、OP-20混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于30℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌30分钟后,再将过氧化氢2g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应3小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0032] 实施例8
[0033] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20g、碳酸甘油酯40g、硝酸钾6g、白油20g、煤油10g、椰子油50g、环己烷10g、丙烯酸10g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸铵10g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯6g、吐温20 2g、吐温85 4g、OP-4 2g、OP-20 4g、水6g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、硝酸钾溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将白油、煤油、椰子油、环己烷、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸铵、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温20、吐温85、OP-4、OP-20混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于30℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌30分钟后,再将过氧化氢2g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应3小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0034] 实施例9
[0035] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20g、碳酸甘油酯40g、高氯酸钠6g、白油20g、煤油10g、椰子油50g、环己烷10g、丙烯酸5g、二甲基二烯丙基氯化铵5g、2-丙烯酰胺基-
2-甲基丙烷磺酸钠10g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯6g、吐温40 2g、吐温80 4g、OP-10 2g、OP-15 
4g、水6g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、高氯酸钠溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将白油、煤油、椰子油、环己烷、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温40、吐温80、OP-10、OP-
15混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于30℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌30分钟后,再将过硫酸铵2g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应3小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0036] 实施例10
[0037] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20g、碳酸甘油酯40g、氢氧化钠6g、白油20g、煤油10g、椰子油50g、环己烷10g、丙烯酸5g、二甲基二烯丙基氯化铵5g、2-丙烯酰胺基-
2-甲基丙烷磺酸铵10g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯6g、吐温40 2g、吐温80 4g、OP-10 2g、OP-15 
4g、水6g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、氢氧化钠溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将白油、煤油、椰子油、环己烷、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸铵、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温40、吐温80、OP-10、OP-
15混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于30℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌30分钟后,再将过硫酸铵1g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应3小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0038] 实施例11
[0039] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20g、碳酸甘油酯40g、氯化钠3g、氢氧化钠3g、白油20g、煤油10g、椰子油50g、环己烷10g、丙烯酸5g、二甲基二烯丙基氯化铵5g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸铵10g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯6g、吐温20 1g、吐温40 1g、吐温80 
4g、OP-4 1g、OP-10 1g、OP-15 4g、水6g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、氯化钠、氢氧化钠溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将白油、煤油、椰子油、环己烷、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸铵、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温20、吐温40、吐温80、OP-4、OP-10、OP-15混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于30℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;
将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌30分钟后,再将过氧化氢2g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应3小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0040] 实施例12
[0041] 称取:甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20g、碳酸甘油酯40g、氯化铵2g、碘化钾2g、氢氧化锂2g、白油20g、煤油30g、环己烷20g、甲基丙烯酸40g、2-苯氧基乙基丙烯酸酯8g、吐温60 4g、吐温85 2g、OP-4 2g、OP-10 2g、OP-20 2g、水4g。将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯、氯化铵、碘化钾、氢氧化锂溶于水中混合均匀后并不断搅拌配制成水相溶剂;将白油、煤油、环己烷、甲基丙烯酸、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、吐温60、吐温85、OP-4、OP-10、OP-20混合均匀后并不断搅拌配制成油相溶剂。将油相溶剂加入到250mL三口烧瓶中,三口烧瓶置于30℃的恒温水浴槽中,不断搅拌;将水相溶剂缓慢滴入到油相溶剂中,使其充分乳化,配制成油包水反相乳液基液;向反相乳液基液通入氮气高速搅拌除氧,搅拌30分钟后,再将过硫酸铵1g滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;在30℃下催化引发反应3小时,最终得到纳米乳液减阻剂。
[0042] 实施例13
[0043] 参见图1,本发明实施例还提供了上述实施例1-实施例12的页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂的制备方法,包括如下步骤:
[0044] 步骤S101:将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、碳酸甘油酯和无机盐按比例混合并搅拌均匀,配制成水相溶剂;
[0045] 步骤S102:将基础油、水溶性单体、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、第一乳化剂和第二乳化剂按比例混合并搅拌均匀,配制成油相溶剂;
[0046] 步骤S103:将油相溶剂加入三口烧瓶中,并将三口烧瓶置于恒温水浴中,开启搅拌器;将水相溶剂缓慢加入到三口烧瓶中,配制成油包水反相乳液基液;通入氮气高速搅拌除氧,再将自由基引发剂滴入三口烧瓶中,并将三口烧瓶密闭;催化引发反应2-3小时,得到减阻剂。
[0047] 在具体实施中,无机盐可包括氯化钠、氯化铵、氢氧化锂、亚硫酸氢钾、氢氧化钾、碘化钾、碘酸钾、硝酸钾、高氯酸盐和氢氧化钠中的一种或几种;基础油可包括白油、煤油、椰子油或者环己烷中的一种或几种;水溶性单体可包括丙烯酸、丙烯酸盐、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸盐各种单体及其衍生物中的一种或几种;第一乳化剂可包括吐温系列20、40、60、80、85中的一种或几种;第二乳化剂可包括OP系列OP-4、OP-10、OP-15、OP-20中的一种或几种。
[0048] 在具体实施中,恒温水浴的温度为20-40℃,优选30℃;高速搅拌的时间为20-40分钟,优选30分钟;自由基引发剂可包括偶氮类、过硫酸类或过氧类引发剂中的一种或几种,例如偶氮二异丁腈、过硫酸铵或过氧化氢等,其重量百分比为0.1%-1%。
[0049] 采用本发明实施例提供的方法制备实施例1的多功能纳米乳液减阻剂,并对其进行性能测试,测试结果如下:
[0050] 1)稳定性测试
[0051] 将制得的纳米乳液减阻剂样品倒入样品瓶中,室温下放置不同时间观察样品本身的稳定性,结果如下表1所示:
[0052] 表1
[0053]放置时间 实验现象
1天 均匀乳白色液体
1周 均匀乳白色液体
2周 均匀乳白色液体
3周 均匀乳白色液体
4周 均匀乳白色液体
5周 均匀乳白色液体
[0054] 2)降阻率测试
[0055] 图2为加量0.08%减阻剂配制滑溜水的降阻率测试曲线示意图。图3为加量0.1%减阻剂配制滑溜水的降阻率测试曲线示意图。由图2和图3可以看出,该滑溜水的降阻率为76%-77%,完全达到了现场应用的要求。
[0056] 3)表面张力测试
[0057] 表面张力为22.78mN/m。
[0058] 4)CST比值(页岩气的防膨胀性能指标,采用毛细管吸收时间测试仪测试,滑溜水的CST值与2%的KCL溶液CST值的比值,比值越小越好,行业规定为<1.5):
[0059] 表2
[0060] 实验液体 CST比值滑溜水1 1.02
滑溜水2 0.98
[0061] 本发明实施例提供的页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂,与同类产品相比,具有以下优点:
[0062] 1)集多种功能于一体,不仅速溶,而且高效减阻,兼具杀菌、助排和粘土稳定增效功能;
[0063] 2)采用无毒化学物质合成,清洁环保;
[0064] 3)自返排效果好,对储层渗透率无任何伤害;
[0065] 4)抗盐抗钙效果好,高盐、高钙对减阻率无负面影响;
[0066] 5)返排液可重复利用,减阻率等功效保持不变,可实现返排水零排放;
[0067] 6)抗高低温:高温可超过180℃,低温低于零下30℃;
[0068] 7)现场配液简单,使用方便。
[0069] 本发明实施例提供的页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂及其制备方法,集降阻、杀菌、防膨、助排等多种功能于一体,可有效降低摩阻,携砂性能优异,防膨及助排效果良好,并且对水质要求低,其返排液可以重复利用,提高了压裂用水利用率,降低了压裂的施工费用,避免压裂液残渣对支撑裂缝的伤害,提高了压裂井的增产功效,减少了现场施工工作量,可广泛应用于多种类型的压裂施工中,尤其可在页岩气和其他低渗透致密油气藏的开发中推广应用。
[0070] 以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。