本發(fā)明涉及一種提高粘度的方法，尤其涉及一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法，屬于石油化工技術領域。

背景技術：

二氧化碳無水壓裂是以二氧化碳代替常規(guī)水力壓裂液的一種干法壓裂技術。二氧化碳無水壓裂具有無水相、無殘渣、易返排的特點，可有效提高油氣藏的增產(chǎn)效果。二氧化碳無水壓裂是一項非常有前景的增產(chǎn)改造技術，正受到越來越多研究者的關注。

當采用純液態(tài)二氧化碳作為壓裂液施工時，其粘度很低，約為0.1mpa·s，導致其攜砂能力極弱，造縫能力差，且濾失大，嚴重影響增產(chǎn)效果。為此，需提高液態(tài)二氧化碳的粘度來改善體系性能。

目前，國內(nèi)對于二氧化碳無水壓裂技術的研究尚處于起步階段，對液態(tài)二氧化碳增粘技術的研究更是寥寥無幾。

因此，提供一種提高液態(tài)二氧化碳粘度的方法，以提高二氧化碳的攜砂能力，成為本領域亟待解決的問題之一。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法，該方法操作簡便、安全高效、成本低廉，可以得到具有高粘度的液態(tài)二氧化碳，適用于二氧化碳無水壓裂等油氣藏開采領域。

為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明提供了一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法，該提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法包括以下步驟：

將液體二氧化碳與助溶劑混溶，依次加入夾帶劑、提粘劑和助劑，得到增粘的液態(tài)二氧化碳；其中，液態(tài)二氧化碳、助溶劑、夾帶劑、提粘劑和助劑的質(zhì)量比為100：(15.0-25.0)：(3.0-5.0)：(4.0-5.0)：(0.3-0.8)；

其中，采用的提粘劑包括質(zhì)量比為(12.0-16.0)：(4.0-6.0)：(0.2-0.4)：(0.12-0.18)：(0.02-0.08)：100的丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸、十六烷基二甲基烯丙基氯化銨、過硫酸銨、亞硫酸氫鈉和水。

在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中，增粘的液態(tài)二氧化碳的粘度為4mpa·s-10mpa·s。

在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中，提粘劑的作用是大幅提高液態(tài)二氧化碳體系的粘度。

在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中，優(yōu)選地，采用的提粘劑通過以下步驟制備得到：

將水和2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸混合，調(diào)節(jié)ph值至中性；

加入十六烷基二甲基烯丙基氯化銨，于30℃-60℃(更優(yōu)選為40℃)下攪拌8min-15min(更優(yōu)選為10min)；

加入丙烯酰胺，攪拌溶解后調(diào)節(jié)ph至中性；通入氮氣15min-25min(更優(yōu)選為20min)；

加入過硫酸銨和亞硫酸氫鈉，通氮氣8min-15min(更優(yōu)選為10min)，密封，40℃-70℃(更優(yōu)選為50℃)恒溫水浴中反應4h-8h，提純、烘干、粉碎，得到提粘劑。

在本發(fā)明的上述提粘劑的制備方法中，采用naoh溶液調(diào)節(jié)ph值；十六烷基二甲基烯丙基氯化銨(c16dmaac)作為疏水單體；過硫酸銨(aps)和亞硫酸氫鈉(ss)作為引發(fā)劑。

在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中，助溶劑的作用是輔助提粘劑在液態(tài)二氧化碳中的溶解。優(yōu)選地，采用的助溶劑包括異丙醇、乙醛、環(huán)己酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯和醋酸丙酯中的一種或幾種的組合。

在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中，夾帶劑的作用是通過改變二氧化碳的相行為，達到提高溶解性和粘度的目的。優(yōu)選地，采用的夾帶劑包括可溶于液態(tài)二氧化碳的小分子量化合物。

在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中，優(yōu)選地，采用的夾帶劑為可溶于液態(tài)二氧化碳的分子量為90-305的小分子量化合物。

在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中，優(yōu)選地，采用的夾帶劑包括異辛烷、2-乙基己醇、12-羥基硬脂酸、乙氧基乙醇中的一種或幾種的組合。

在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中，助劑的作用是進一步提高提粘劑的提粘效果。優(yōu)選地，采用的助劑包括非離子表面活性劑。

在本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法中，優(yōu)選地，采用的助劑包括分子式為c18h30o3的辛基酚聚氧乙烯醚或分子式為c33h60o10的壬基酚聚氧乙烯醚。由南京古田化工有限公司生產(chǎn)。

本發(fā)明還提供了一種高粘度液態(tài)二氧化碳，該高粘度液態(tài)二氧化碳是通過上述提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法得到的。

在本發(fā)明的高粘度液態(tài)二氧化碳中，優(yōu)選地，該高粘度液態(tài)二氧化碳的粘度為4mpa·s-10mpa·s。

本發(fā)明的高粘度液態(tài)二氧化碳可以作為液態(tài)二氧化碳壓裂液。

本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法可得到具有高粘度的液態(tài)二氧化碳體系，用于純液態(tài)二氧化碳無水壓裂中，可實現(xiàn)油氣增產(chǎn)。

本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法，增粘效果明顯，可使液態(tài)二氧化碳的粘度大幅提升，且具有制備簡單、原料廣泛、成本低廉、產(chǎn)率高、重復性好、穩(wěn)定性高、安全環(huán)保等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。

實施例1

本實施例首先提供了一種提粘劑，其是通過以下步驟制備得到的：

在燒杯中加入1000ml蒸餾水，配制質(zhì)量濃度為4.5％的2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸溶液，用naoh溶液將ph值調(diào)至中性；

按0.25％比例向燒杯中加入十六烷基二甲基烯丙基氯化銨，于40℃恒溫下磁力攪拌10min，使之完全溶解；

然后按15％的比例向燒杯中加入丙烯酰胺，攪拌溶解后調(diào)節(jié)ph至中性；

將配制好的溶液移入反應燒瓶中，通入氮氣20min除氧；

繼續(xù)向反應燒瓶中加入引發(fā)劑0.16％的過硫酸銨和0.04％的亞硫酸氫鈉，繼續(xù)通氮氣10min，密封反應器，放入50℃恒溫水浴中反應5h；

取出聚合物膠塊，用無水乙醇提純?nèi)危蠛娓?、粉碎，得到締合聚合物粉末，標記為提粘?#。

本實施例還提供了一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法，其包括以下步驟：

將100g液態(tài)二氧化碳與20g乙醛混溶，之后依次加入4.0g的2-乙基己醇、4.5g的提粘劑1#和0.4g的壬基酚聚氧乙烯醚(分子式為c33h60o10)，得到純液態(tài)二氧化碳壓裂液。

在試驗溫度25℃，壓力25mpa、剪切速率170s^-1、剪切時間2h的條件下，本實施例的上述的增粘后的液態(tài)二氧化碳的粘度達到7mpa·s，與純液態(tài)二氧化碳相比(粘度約為0.1mpa·s)，粘度提高了70倍；產(chǎn)率達到92.4％剪切時間2h，粘度基本維持不變。

實施例2

本實施例首先提供了一種提粘劑，其是通過以下步驟制備得到的：

在燒杯中加入1000ml蒸餾水，配制質(zhì)量濃度為5％的2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸溶液，用naoh溶液將ph值調(diào)至中性；

按0.3％比例向燒杯中加入十六烷基二甲基烯丙基氯化銨，于50℃恒溫下磁力攪拌15min，使之完全溶解；

然后按13％的比例向燒杯中加入丙烯酰胺，攪拌溶解后調(diào)節(jié)ph至中性；

將配制好的溶液移入反應燒瓶中，通入氮氣25min除氧；

繼續(xù)向反應燒瓶中加入引發(fā)劑0.15％過硫酸銨和0.06％亞硫酸氫鈉，繼續(xù)通氮氣15min，密封反應器，放入60℃恒溫水浴中反應6h；

取出聚合物膠塊，用無水乙醇提純?nèi)?，之后烘干、粉碎，得到締合聚合物粉末，標記為提粘?#。

本實施例還提供了一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法，其包括以下步驟：

將100g液態(tài)二氧化碳與25g醋酸乙酯混溶，之后依次加入4.5g的12-羥基硬脂酸、4.8g的提粘劑2#和0.7g的辛基酚聚氧乙烯醚(分子式為c18h30o3)，得到純液態(tài)二氧化碳壓裂液。

在試驗溫度25℃，壓力25mpa、剪切速率170s^-1、剪切時間2h的條件下，本實施例的上述的增粘后的液態(tài)二氧化碳的粘度達到8.5mpa·s，與純液態(tài)二氧化碳相比(粘度約為0.1mpa·s)，粘度提高了85倍；產(chǎn)率達到94.9％。

實施例3

本實施例與實施例2使用相同的提粘劑2#。

本實施例還提供了一種提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法，其包括以下步驟：

將100g液態(tài)二氧化碳與19g環(huán)己酮混溶，之后依次加入3.8g的異辛烷、4.2g的提粘劑2#和0.5g的壬基酚聚氧乙烯醚(分子式為c33h60o10)，得到純液態(tài)二氧化碳壓裂液。

在試驗溫度25℃，壓力25mpa、剪切速率170s^-1、剪切時間2h的條件下，本實施例的上述的增粘后的液態(tài)二氧化碳的粘度達到6.8mpa·s，與純液態(tài)二氧化碳相比(粘度約為0.1mpa·s)，粘度提高了68倍；產(chǎn)率達到92.1％。

以上實施例說明，本發(fā)明的提高液態(tài)二氧化碳的粘度的方法，增粘效果明顯，可使液態(tài)二氧化碳的粘度大幅提升，且具有制備簡單、原料廣泛、成本低廉、產(chǎn)率高、重復性好、穩(wěn)定性高、安全環(huán)保等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。