[发明专利]页岩气藏压裂用流动改进剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于页岩气藏开发领域中，能增强页岩气藏压裂流动催化降阻并增加采收率的页岩气藏压裂用流动改进剂及制备方法。

背景技术

页岩气是从页岩层中开采出来的非常规天然气。中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿～30万亿立方米，与美国28.3万亿立方米大致相当，经济价值巨大。目前，我国原油对外依存度正逐年上升，而美国原油对外依存度却在逐年下降，这其中页岩气等替代能源发挥了重要作用。未来几十年将是中国天然气产业发展的高峰期，而常规天然气的产量已不能满足国内需求。因此具有雄厚资源基础的页岩气的勘探开发亟待实现跨越式发展。

由于页岩孔隙度和渗透率较低，气流阻力比常规天然气大，页岩气的生产率和采收率也较低，一般小于60%，因此页岩气的最终采收率依赖于有效的压裂措施，目前常用的压裂降阻剂存在成本过高或对地层伤害较大等不利因素。本发明具有降阻效率高，抗温、抗盐能力强，可自然降解等特点；同时有利于环保，有利于提高气藏采收率；其制备方法简便可行，反应条件温和；能广泛应用于非常规能源的开发领域中。

发明内容

本发明的目的是：为了提供一种降阻效率高，抗温抗盐能力强，用量少的流动改进剂，特提出一种页岩气藏压裂用流动改进剂及制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：页岩气藏压裂用流动改进剂，其特征是，该流动改进剂由丙烯酰胺和二甲基烯丙基十八烷基氯化铵聚合得二元聚合物后再与羟丙基环糊精包结而得超分子化合物。其结构式如下：

其中，x的摩尔百分比为95-98.5%、y的摩尔百分比为1.5-5%，为环糊精结构单元。

页岩气藏压裂用流动改进剂的制备方法包括以下步骤：

取6.95g丙烯酰胺溶于10g水中配制成丙烯酰胺溶液，取0.56g二甲基烯丙基十八烷基氯化铵溶于1g质量百分浓度为50%乙醇水溶液中配制成二甲基烯丙基十八烷基氯化铵溶液。将上述两种溶液移到三颈烧瓶中，加入体积浓度为40mg/L的过硫酸铵溶液引发剂5mL，充氮气置换30分钟后，放入温度为45℃的磁力搅拌水浴锅中反应18小时，得丙烯酰胺和二甲基烯丙基十八烷基氯化铵二元聚合物。再在上述二元聚合物溶液中加入36g质量百分浓度为50%的羟丙基环糊精水溶液在温度为60℃继续搅拌18小时得丙烯酰胺和二甲基烯丙基十八烷基氯化铵二元聚合物的羟丙基环糊精包结的超分子化合物页岩气藏压裂用流动改进剂。

本发明与现有技术相比较，其有益效果是：(1)丙烯酰胺和二甲基烯丙基十八烷基氯化铵二元聚合物的羟丙基环糊精包结的超分子化合物页岩气藏压裂用流动改进剂具有丙烯酰胺聚合物的黏滑性和阳离子表面活性；(2)羟丙基环糊精与丙烯酰胺和二甲基烯丙基十八烷基氯化铵二元聚合物的结合具有拆装性，当遇到剪切或细小孔喉时羟丙基环糊精与丙烯酰胺和二甲基烯丙基十八烷基氯化铵二元聚合物是分开的，聚合物分子量变小，当失去剪切或者孔道变大时又重新包结恢复到原分子量。

附图说明

附图为本流动改进剂共聚物的红外分析谱图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步说明。

实施例1

取6.95g丙烯酰胺溶于10g水中配制成丙烯酰胺溶液，取0.56g二甲基烯丙基十八烷基氯化铵溶于1g质量百分浓度为50%乙醇水溶液中配制成二甲基烯丙基十八烷基氯化铵溶液。将上述两种溶液移到三颈烧瓶中，加入体积浓度为40mg/L的过硫酸铵溶液引发剂5mL，充氮气置换30分钟后，放入温度为45℃的磁力搅拌水浴锅中反应18小时，得丙烯酰胺和二甲基烯丙基十八烷基氯化铵二元聚合物。再在上述二元聚合物溶液中加入36g质量百分浓度为50%的羟丙基环糊精水溶液在温度为60℃继续搅拌18小时得丙烯酰胺和二甲基烯丙基十八烷基氯化铵二元聚合物的羟丙基环糊精包结的超分子化合物页岩气藏压裂用流动改进剂。该页岩气藏压裂用流动改性剂的红外吸收峰归属如表1。

表1红外分析(v伸缩振动，δ弯曲振动)

（KBr，压片，cm^-1，V＝伸缩振动，δ＝弯曲振动）

页岩气藏压裂用流动改进剂加水稀释80倍测得性能如表2。

表2页岩气藏压裂用流动改进剂的性能评价结果