[发明专利]一种高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田压裂液技术领域，具体涉及一种高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液及其制备方法。

背景技术

压裂液是油气井增产，水井增注的一项重要技术措施。人们利用地面高压泵组，将高粘度液体以大大超过地层吸收能量的排量注入井中。随着在井底附近形成高压，此压力超过井底附近的地应力及岩石的扩张强度后，此缝向前延伸，并在裂缝中填充支撑剂，停泵后即可在地层中形成足够长度，一定宽度及高度的填砂裂缝。它具有很高的渗透能力，大大改善了油气层渗透性，使油气畅流入井，起到增产、增注的作用。

目前，疏水缔合聚合物已广泛作为油田井压裂增产技术中压裂液增稠剂，其应用性能已逐渐趋于成熟，其现场施工工艺主要采用“边配边注”即连续配注工艺技术。然而目前这种连续配注工艺技术，仍存在一些缺点，如压裂液的配制都在现场配制，劳动强度大，增稠剂干粉投料和粉尘大，混合不均匀，易形成粉粒和产生局部冻胶结块，影响压裂液性能；液罐底部存在过剩的压裂液，不能回收利用，造成较大的浪费；此外，施工现场配制数十乃至数百立方米的压裂液，所涉及的液体、设备以及仪表大大加大了施工成本和施工难度。解决这些技术问题的关键在于将连续配注工艺技术改为半连续配注工艺技术，也就是在基地配制好高浓度的疏水缔合聚合物稠化剂浆料，即高浓度乳液态浓缩压裂液，并于施工现场通过混配器，使浓缩压裂液与水混合从而制备所需的水基压裂液，该法操作简单，较大程度降低了工艺难度及生产成本，同时减小了环境污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液及其制备方法。本发明克服了配制过程中劳动强度大，稠化剂干粉投料和粉尘大，混合不均匀，易形成粉粒和产生局部冻胶结块等缺点。

本发明采用的技术方案如下：

一种高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液，包括如下质量百分比的组分：

水38.7-45.18％，柴油25.30-28.67％，压裂液稠化剂25-30％，乳化剂2.53-2.88％；

所述的压裂液稠化剂为疏水改性聚丙烯酰胺，所述的乳化剂为聚氧乙烯(30)二聚羟基硬脂酸酯(P135)。

根据本发明，优选的，所述的高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液，包括如下质量百分比的组分：

水43.27％，柴油28.85％，压裂液稠化剂25％，乳化剂2.88％。

根据本发明，优选的，所述的高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液的油水质量比为3.75：6.25到4.25：5.75，更优选4：6。

根据本发明，优选的，所述的压裂液稠化剂可为丙烯酰胺-丙烯酸钠-烷基丙烯酸酯共聚物、丙烯酰胺-丙烯酸钠-N-烷基丙烯酰胺共聚物以及丙烯酰胺-丙烯酸钠-苯氧乙基丙烯酸酯共聚物，但不限于此。

根据本发明，上述高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液的制备方法，步骤如下：

于40-60℃温度下，向柴油中加入乳化剂聚氧乙烯(30)二聚羟基硬脂酸酯，混合均匀，加入水搅拌均匀形成稳定的油包水乳液，最后加入压裂液稠化剂，经高速剪切形成均匀稳定的高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液。

根据本发明，优选的，高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液的制备乳化温度为40-60℃。

根据本发明，优选的，所述的高速剪切速率为800-1200转/分。

本发明利用压裂液稠化剂在水中易溶不易分散，在油中易分散不溶解的特性，以水为分散相，柴油为连续相，加入乳化剂形成稳定的油包水乳液，再向乳液中加入压裂液稠化剂干粉，使其均匀分布在乳液体系中，形成有较好流变性和可泵性的高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液悬浮体。本发明不需要加入交联剂，即可达到优良的效果，本发明高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液可与相应的表面活性剂复配使用效果更佳。

本发明所具有的有益效果为：

(1)本发明所制得的高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液能快速溶解，且不产生“鱼眼”粉粒等现象，溶解时间≤2min。

(2)本发明所制得的高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液在0℃～40℃的储存温度下稳定时间大于15d。

(3)本发明所制得的高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液，可根据不同需要配制成不同的低浓度压裂液，在与相应的表面活性剂复配后在不同温度下170s^-1连续剪切60-120min表观粘度均大于50mPa·s，表现出良好的耐温抗剪切性能。