一種超分子多元共聚物型清潔壓裂液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超分子多元共聚物型清潔壓裂液，由下述組分按質(zhì)量百分比組成：超分子活性聚合物0.3-1.0%；交聯(lián)劑0.3-1.0%；KCL1-2%；水96-98%，其中超分子活性聚合物的分子式如下：其中，R為C13-C21的直鏈或支鏈烷基，n為3-6的整數(shù)，p為2-4的整數(shù)。本發(fā)明的壓裂液具有耐高溫，安全，環(huán)保的特點(diǎn)。
【專利說明】一種超分子多元共聚物型清潔壓裂液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超分子多元共聚物型清潔壓裂液，屬于油田壓裂【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)油田水力壓裂施工基本上采用的是高分子壓裂液體技術(shù)，即水基聚合物壓裂液所應(yīng)用的胍爾膠及其衍生物。由于它具有較好的流變控制特性，在壓裂液方面已應(yīng)用了很多年。其具有抗剪切性好、熱穩(wěn)定性好、控制濾失能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外使用普遍。然而，和其它眾多的水基壓裂液一樣，羥丙基胍爾膠(HPGF)仍具有不可避免的缺陷:一是不能快速溶脹和水合，溶解速度慢，難以解決施工規(guī)模及快速破膠返排對壓裂液性能要求之間的矛盾；二是植物膠壓裂液破膠后往往殘?jiān)^多，容易對裂縫的充填層堵塞，造成二次傷害，使壓裂效果受到影響；三是植物膠纖維素等天然高分子耐溫性較差，易生物降解，只能現(xiàn)配現(xiàn)用，且原料依賴進(jìn)口，這在很大程度上限制了其應(yīng)用。[0003]作為傳統(tǒng)壓裂液的突破，1997年，An1-Agip與斯倫貝謝公司的專家聯(lián)合開發(fā)出了表面活性劑組成的壓裂液(Viscoelastic surfactant frcfluid),簡稱VES。此后,該壓裂液體系得到了不斷的豐富和發(fā)展。截止2002年，國外石油公司使用VES壓裂液已成功地進(jìn)行了 2400井次的壓裂作業(yè)。VES清潔壓裂液體系中不含高分子聚合物，其增稠性能是由特殊的表面活性劑分子和助劑來實(shí)現(xiàn)的，表面活性劑分子具有一定的自聚化傾向，以盡可能將其非極性部分與水隔離開來。形成的這種膠束結(jié)構(gòu)通常為小球狀或長棒狀。然而，當(dāng)溶解在鹽水中時(shí)，一些特定結(jié)構(gòu)的(如含長鏈烴基結(jié)構(gòu)的季銨鹽陽離子型)表面活性劑分子，能夠形成一種類似于高分子線團(tuán)結(jié)構(gòu)的膠束，完全不同于常規(guī)的球狀或棒狀結(jié)構(gòu)。這種膠束的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有一定的抗扭曲能力，從而賦予液體較高的粘度而作為壓裂液使用。當(dāng)有機(jī)物質(zhì)溶解到這種膠束結(jié)構(gòu)核心時(shí)，最終會(huì)導(dǎo)致膠束結(jié)構(gòu)的破壞，將原來的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罱Y(jié)構(gòu)而降低其粘度。利用這一點(diǎn)，生產(chǎn)井的產(chǎn)出液(如油或氣)就會(huì)大大降低這種VES液體粘度，而不必添加破膠劑；此外，VES壓裂液在地層鹽水的稀釋作用下也會(huì)自行破膠化水。降粘后的體系為表面活性劑的小分子溶液，粘度與水大致相同，易于返排而不會(huì)造成固相殘留。但這種清潔壓裂液的缺點(diǎn)是耐高溫性能較差，一般只能滿足80°C以下井類施工。在地層濾失嚴(yán)重，另外成本較高，因而也限制了其廣泛應(yīng)用。有些清潔壓裂液短時(shí)間可抗150°C，但長時(shí)間剪切后穩(wěn)定性變差。另外還存在用量大，成本高的缺陷，很難推廣。因此，開發(fā)新型的低成本耐高溫的清潔壓裂液已勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種超分子多元共聚物型清潔壓裂液，具有耐高溫，安全，環(huán)保的特點(diǎn)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0006]一種超分子多元共聚物型清潔壓裂液，由下述組分按質(zhì)量百分比組成:
[0007]超分子活性聚合物0.3-1.0%
交聯(lián)劑0.3-1.0%
KCL1-2%
水96-98%，其中超分子活性聚合物的
分子式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種超分子多元共聚物型清潔壓裂液，其特征在于，由下述組分按質(zhì)量百分比組成: 超分子活性聚合物0.3-1.0% 交聯(lián)劑0.3-1.0% KCL1-2% 水96-98%，其中超分子活性聚合物的 分子式如下:O H CH3CH3 H O OIi Iu 1.1 IiIi — R-C-N-(CH2)n-N-(CH2)p-N-(CH2)n—N—C-R.2 CH3-C-O
CH3 CH3 其中，R為C13-C21的直鏈或支鏈烷基，η為3_6的整數(shù)，ρ為2_4的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超分子多元共聚物型清潔壓裂液，其特征在于，所述超分子活性聚合物由下述步驟獲得: 1)稱取30-45質(zhì)量份的丙烯酰胺、5-10質(zhì)量份的N-乙烯吡咯烷酮、1_2質(zhì)量份的丙烯酸十六烷基酯、2-3質(zhì)量份的2-丙烯酰 胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和0.5-1質(zhì)量份的十二烷基苯磺酸鈉，將上述組分加入200質(zhì)量份的蒸餾水中，溶解備用； 2)稱取0.1-0.2質(zhì)量份的過硫酸銨，加入25質(zhì)量份的蒸餾水中，溶解備用； 3)將步驟I)中配好的溶液加入反應(yīng)容器中，水浴保溫50°C，并攪拌； 4)將步驟2)配好的溶液慢慢滴加到反應(yīng)容器中，時(shí)間控制在I小時(shí)；滴加完畢后，繼續(xù)保溫在50°C反應(yīng)8-10小時(shí)； 5)將制備得到的產(chǎn)物用乙醚進(jìn)行多次洗滌后，進(jìn)行干燥得到黃色粉末，即為超分子活性聚合物干粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述超分子多元共聚物型清潔壓裂液，其特征在于，所述交聯(lián)劑為三乙醇胺鈦酸多元醇酯交聯(lián)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述超分子多元共聚物型清潔壓裂液，其特征在于，所述三乙醇胺鈦酸多元醇酯交聯(lián)劑通過如下步驟獲得: 1)在200質(zhì)量份的異丙醇溶劑中加入20-25質(zhì)量份的山梨醇，在10-30°C下攪拌滴加2-3質(zhì)量份的四氯化鈦10-50分鐘，在溫度10-40°C下攪拌通入氨氣90-200分鐘，過濾除去氯化銨，濾液經(jīng)蒸餾、精制得鈦酸多元醇酯送螯合反應(yīng)工序，脫除的異丙醇送回反應(yīng)器循環(huán)使用； 2)以8-10質(zhì)量份的三乙醇胺類化合物為螯合劑，攪拌下加入鈦酸多元醇酯，在80-120°C下反應(yīng)30-90分鐘，經(jīng)蒸餾、精制得三乙醇胺鈦酸多元醇酯，回收異丙醇送酯化反應(yīng)器循環(huán)使用。
【文檔編號】C08F220/18GK103881695SQ201410158023
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】徐太平, 方也, 王能成, 李栓, 楊南胤, 鐘銳 申請人:四川安東油氣工程技術(shù)服務(wù)有限公司