[发明专利]一种多功能悬浮浓缩压裂液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多功能悬浮浓缩压裂液及其制备方法。本发明悬浮浓缩压裂液按重量比计，包含以下组分：30～55%的改性聚丙烯酰胺，1～5%的助排表面活性剂，1～5%的增粘表面活性剂，1～5%的分散剂，40～60%的油相。本发明悬浮浓缩压裂液的制备方法是将上述组分按照一定顺序投加，并在转速为300r/min、温度为40℃条件下共搅拌2h制得。本发明悬浮浓缩压裂液兼具高效增粘、减阻、破乳助排、防膨、高砂比等多种功能，在油田压裂施工现场使用时无需配套加注破乳助排剂、粘土稳定剂等助剂，简化施工程序、降低成本、提高施工效率。

技术领域

本发明涉及低渗油气资源压裂增产技术领域，更具体地说，涉及一种多功能悬浮浓缩压裂液及其制备方法。

背景技术

在油气田开发过程中，压裂施工已经成为改造储藏增加产量必不可少的一环。目前压裂施工工艺普遍为首先批量配制基液，将增稠剂干粉分散于水中，在一定时间内充分溶胀形成具有一定粘度的基液，之后将基液与交联剂、助排剂、粘土稳定剂等混合形成压裂液，进行压裂施工。与传统配液方法不同，连续混配技术是一种根据实时需要配置液体的方法，这种技术是将传统的先配液再施工的压裂技术改进为边配液边进行泵注的连续式压裂技术，能够实现实时配制流体，按照实时需要添加材料，最大程度减少材料的浪费，降低不必要的花费，可以克服传统配液方法易浪费、成本高、环境不友好的种种缺点。近年来新出现一种免混配压裂液技术，不需要交联剂，可通过实时提高稠化剂浓度的方式从低粘滑溜水转变成高粘线性胶压裂液，达到低粘减阻、中粘造缝、高粘携砂一剂多能的目的，无需混配装置，增稠剂与配水混合后无停留时间，直接通过泵送系统打入地层，在连续混配技术的基础上进一步降低人物力消耗，提高施工效率。

在连续混配以及免混配技术中，核心是泵送系统，泵送系统可以控制流体的体积，也无需添加额外的设备，泵送系统要求增稠剂以液体形式，也就是浓缩液的形式存在。目前，主要有乳液浓缩液和悬浮浓缩液两种浓缩压裂液产品，乳液浓缩液采用反相乳液聚合，可以在制备时引入特殊的官能团物质，并加入特殊的乳化剂，具备减阻、破乳助排、防膨等多种功能，无需配套使用破乳助排剂、粘土稳定剂等助剂，简化现场加药流程，CN105669895 A公开的多功能乳液型减阻剂与常规滑溜水体系相比，减阻率、表面张力和防膨体积都更低；CN 107964399 B公开的多功能纳米乳液减阻剂浓度为0.08~0.1%时，降阻率为76~77%，返排液表面张力22.78mN/m，CST比值1.0左右，防膨性能好；CN 108192587 B公开的多功能清洁减阻剂浓度为0.08~0.12%时，降阻率为76~77%，返排液表面张力24.1mN/m，CST比值0.671，防膨性能好；但乳液浓缩液制备时采用油包水的反相聚合方式，最终产品中含有大量水，因此固含量不高，CN 105669895 A公开的多功能乳液型减阻剂固含量低于15%，CN 107964399 B公开的多功能纳米乳液减阻剂固含量低于35%，CN 108192587 B公开的多功能清洁减阻剂固含量低于30%，而悬浮浓缩液采用将聚合物固体粉末均匀分散于油相的方法制备，产品固含量高，如CN 108659809 B和CN 110317600 A公开的悬浮浓缩液固含量均在40~50%。在同样的加药浓度下，悬浮浓缩液因固含量更高具有更好的增粘效果以及携砂能力，但因制备工艺简单，目前还没有具备减阻、破乳助排、防膨等多种功能的悬浮浓缩压裂液产品。

发明内容

本发明所要解决的技术难题是克服现有悬浮浓缩压裂液的缺陷，提供一种新型多功能悬浮浓缩压裂液及其制备方法，即在悬浮浓缩液较为简单的制备工艺基础上，通过引入具有特殊官能团的改性聚丙烯酰胺及具有增粘和破乳助排功能的表面活性剂，并与分散剂产生协同作用，使得制备的悬浮浓缩液兼具高固含、高效增粘、高砂比、减阻、破乳助排、防膨等多种功能。

为实现上述目的，采用了如下技术方案：

一种多功能悬浮浓缩压裂液，由下列组分按重量比配制而成：30～55%的改性聚丙烯酰胺，1～5%的助排表面活性剂，1～5%的增粘表面活性剂，1～5%的分散剂，40～60%的油相。