[发明专利]一种耐高温速溶型压裂液用稠化剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种耐高温速溶型压裂液用稠化剂及其制备方法。该稠化剂分子量约为50×10⁴～200×10⁴g/mol，其制备方法是：在25～50℃下，按照单体质量百分比，将丙烯酰胺45～60％、离子型单体40～55％、带双不饱和双键的疏水单体0.01～0.06％溶于混合溶剂中，配置成单体总质量百分比浓度为10～30％的反应液；将反应液通氮气除氧10～30min后，在搅拌条件下，加入引发剂的水溶液，引发剂的加入量为单体总质量的0.2～0.8％；然后在维持搅拌速率不变的情况下，升温至60～80℃，反应3～7h；反应结束后，得到的白色或淡黄色膏状物，即为耐高温速溶型压裂液用稠化剂。该稠化剂能够耐150℃高温，适于高温地层压裂施工作业。

技术领域

本发明涉及油田化学和油气开发技术领域,更具体的说是涉及一种耐高温速溶型压裂液用稠化剂及其制备方法。

背景技术

随着常规油气资源的不断耗竭，有效开发利用非常规油气资源，如页岩气、页岩油、致密油、低渗和特低渗油气资源等，对保证我国油气安全具有重要意义。压裂是有效开发非常规油气资源的重要手段。通过压裂可提高非常规油气资源储层的导流能力，提高油气产量。压裂液是压裂工艺的重要组成部分，压裂液的性能好坏，直接决定了压裂施工的成败，而稠化剂又是压裂液的关键组成部分，稠化剂性能的好坏又直接决定了压裂液性能的好坏。因此，研发适用于非常规油气储层压裂液的稠化剂意义重大。

非常规油气资源通常埋藏较深，这就要求压裂液稠化剂具有良好的耐温性能。目前，常用的压裂液稠化剂主要有两类：一类是植物胶稠化剂，如胍胶、魔芋胶、田菁胶等；另一类则是合成聚合物类。植物胶稠化剂，具有价格便宜，来源广的优势，但通常不耐温，且残渣含量高。比如目前最常用的植物胶稠化剂羟丙基胍胶，在高温条件下糖苷键水解比较严重，体系粘度迅速下降，无法满足携砂要求。相比于植物胶稠化剂，合成聚合物稠化剂在耐温性能上有了很大程度的提升，但合成聚合物稠化剂剪切降解严重。近年来，低聚物稠化剂的使用有效克服了合成聚合物稠化剂的剪切降解问题，但低聚物稠化剂耐温能力有限，一般适合于90～120℃的温度条件下使用，对于高于120℃的油气井，则适用性差。

另外，压裂施工作业过程，通常要求压裂液能够现场速配，而现有压裂液稠化剂绝大部分属于粉末状固体，需要一定的溶解时间，因此难以满足压裂施工作业对现场速配的要求。

针对现有压裂液稠化剂存在的上述问题，本发明提供一种耐高温速溶型压裂液用稠化剂及其制备方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种耐高温速溶型压裂液用稠化剂及其制备方法，该稠化剂是以丙烯酰胺和离子型单体作为功能单体，以带双不饱和双键的疏水单体作为耐温性能改进剂，通过沉淀聚合制备而成，分子量约为50×104～200×104g/mol。

一种耐高温速溶型压裂液用稠化剂，其制备方法是：在25～50℃下，按照单体质量百分比，将丙烯酰胺45～60％、离子型单体40～55％、带双不饱和双键的疏水单体0.01～0.06％溶于混合溶剂中，配置成单体总质量百分比浓度为10～30％的反应液；将反应液通氮气除氧10～30min后，在搅拌条件下，加入引发剂的水溶液，引发剂的加入量为单体总质量的0.2～0.8％；然后在维持搅拌速率不变的情况下，升温至60～80℃，反应3～7h；反应结束后，得到的白色或淡黄色膏状物，即为耐高温速溶型压裂液用稠化剂。

本发明方法中所述的离子型单体为丙烯酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或几种混合。所述的带双不饱和双键的疏水单体为二乙烯基苯、季戊四醇丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或几种混合。所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。所述的混合溶剂是按体积百分比，由50～70％无水乙醇和水30～50％混合而成；所述的水为去离子水；所述的搅拌速率为150～200rpm；所述的耐高温速溶型压裂液用稠化剂，其分子量可通过改变混合溶剂中无水乙醇和水的体积百分比进行调节控制。