[发明专利]一种页岩气压裂用多功能纳米乳液减阻剂及其制备方法

说明书

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。

技术领域

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

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

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。

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。

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。

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：

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；

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。

所述恒温水浴的温度为20-40℃。

所述高速搅拌的时间为20-40分钟。

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。