一种乳液聚合物原液及其制备方法与应用与流程

本发明涉及油气田开发工程化学剂，特别涉及一种乳液聚合物原液及其制备方法与应用。

背景技术：

1、随着油气田资源开采，低渗、致密油气油气藏的开发，已成为油田稳产的重要资源基础。而随着低渗、超低渗油气藏的开发，压裂技术是油田中后期开发增产的主要措施之一。伴随储层岩性更复杂、物性更差、储层类型差异更大，压裂改造难度增加，常规胍胶压裂液使用浓度较高、残渣伤害高、交联效率低、减阻率低，一定程度上影响了压裂效果、增加了施工成本，单一通过增加缝长来提高超低渗油藏产量效果不明显，在目前低油价的背景下，通过常规直井与常规瓜胶压裂液很难实现经济有效开发，水平井压裂正逐步成为经济有效开发的主流技术。

2、水平井压裂与传统直井压裂工艺的主要区别在于水平压裂相较于传统压裂需要更大的液量，更大的排量，采用现场连续配液。压裂液体系方面采用滑溜水+冻胶的组合方式。目前使用的压裂液滑溜水主要为聚丙烯酰胺体系类型，而要达到水平井压裂的液量和排量，传统配液站提前配液方式就无法满足连续混配车现场配液，而且聚丙烯酰胺类的滑溜水携砂差，传统瓜胶压裂液携砂好但降阻低、成本高、地层伤害性大。由此引出的难题是当前市面上聚丙烯酰胺产品滑溜水压裂液溶解时间都太长，携砂率低；常规胍胶压裂液降阻率低、成本高、地层伤害性大，两者均无法解决水平井体积压裂的液体所需要求。

3、一些研究方法给出了新型的压裂液体系也取得了较好的效果，例如发明专利cn104744631a公开了一种不含油溶液高效速溶低摩阻的滑溜水压裂液体系减阻剂，包括水溶性单体a、疏水单体b、互溶剂c、在含有表面活性剂/分散剂和无机盐的水溶液d中通过自由基引发剂e引发沉淀聚合而获得；其中各组分的重量百分比为：水溶性单体a：5-40％；疏水性单体b：0.1-30％；互溶剂c：1-50％；水溶液d中的表面活性剂/分散剂：0.1-10％；水溶液d中的无机盐：10-50％；自由基引发剂e:0.000001-0.1％；水：余量。该减阻剂保留了高效速溶，高效减阻的特点，在水力压裂中使用可以达到70％的减阻效率；同时，疏水基团的引入降低了减阻剂分子间以及与储层岩石之间的亲和力，提高了水力压裂过程后的助排和储层保护性能。但是该滑溜水压裂液体系减阻剂携砂能力低，成本高等因素限制了其大规模使用。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供能够快速溶解，迅速起粘、悬砂能力强、减阻率高、成本低，破胶彻底易返排，减少对地层的伤害，能实现压裂现场大规模连续混配加砂要求，解决水平井体积压裂对液体的要求的压裂液。另外本发明的压裂液也可以用于直井代替胍胶压裂液，降低压裂液的成本,为压裂液换代升级提供了接替性技术和产品。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种乳液聚合物原液的制备方法，包括，

3、以水相质量百分比计，将2-15％阴离子单体、2-15％阳离子单体、6-12％非离子单体和余量的水混合后调整ph得到水相；

4、以油相质量百分比计，将5-15％乳化剂、2-12％助乳化剂和余量的油性介质混合得到油相；

5、将所述水相和所述油相混合引发反应制得乳液聚合物原液。

6、进一步地，所述阴离子单体包括丙烯酸碱金属盐、对乙烯基苯磺酸铵盐和四丙烯基苯磺酸碱金属盐中的一种或多种的组合。

7、进一步地，所述阴离子单体包括丙烯酸钠盐和对乙烯基苯磺酸铵盐中的一种或两种的组合。

8、进一步地，所述阳离子单体包括三甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基苄基氯化铵和丙烯酰氧乙基三甲基苄基氯化铵中的一种或多种的组合。

9、进一步地，所述阳离子单体包括三甲基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酰氧乙基三甲基苄基氯化铵中的一种或两种的组合。

10、进一步地，所述非离子单体包括n,n-二甲基丙烯酰胺、n-(4-羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的一种或多种的组合。

11、进一步地，所述非离子单体包括n,n-二甲基丙烯酰胺和n-(4-羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺中的一种或两种的组合。

12、进一步地，所述乳化剂包括3-十二烷基苯磺酸钠盐、聚氧乙烯山梨醇酐三硬脂酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。

13、进一步地，所述乳化剂包括3-十二烷基苯磺酸钠盐和聚氧乙烯山梨醇酐三硬脂酸酯中的一种或两种的组合。

14、进一步地，所述助乳化剂包括n-甲基二乙醇胺、异构十三醇聚氧乙烯醚和十四醇聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。

15、进一步地，所述助乳化剂包括n-甲基二乙醇胺和异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或两种的组合。

16、进一步地，所述油性介质包括柴油、汽油、白油和煤油中的一种或多种的组合。

17、进一步地，所述油性介质包括柴油和白油中的一种或两种的组合。

18、进一步地，所述调整ph包括，

19、用酸碱调节剂将ph调整至6-7，所述酸碱调节剂包括无机强酸、无机强碱和无机碱性物质。

20、进一步地，所述将所述水相和所述油相混合引发反应制得乳液聚合物原液包括，

21、将所述水相和所述油相混合后通入保护气除氧随后升温混合得到混合溶液；

22、将所述混合溶液搅拌下加入引发剂引发反应制得乳液聚合物原液。

23、进一步地，所述保护气包括氮气和稀有气体。

24、进一步地，所述升温的温度为60-80℃。

25、本发明还提供了一种乳液聚合物原液，根据上述的方法制备而成。

26、本发明也提供了上述的方法制备的乳液聚合物原液的应用，将所述乳液聚合物原液配制成乳液聚合物压裂液并用于油田压裂。

27、进一步地，所述乳液聚合物压裂液以质量百分比包括，

28、0.5-0.8％乳液聚合物原液；

29、0.18-0.35％助排剂；

30、0.3-0.5％防膨剂；

31、0.5-0.6％破胶剂；

32、余量为水。

33、相对于现有技术，本发明具有以下的有益效果：

34、1、本发明制备的乳液聚合物原液压裂液能够快速溶解，迅速起粘、悬砂能力强、减阻率高、成本低，破胶彻底易返排并减少对地层的伤害。

35、2、本发明制备的乳液聚合物原液压裂液，能实现压裂现场大规模连续混配加砂，解决水平井对液体的要求。

36、3、本发明制备的乳液聚合物原液压裂液，也可以用于直井代替胍胶压裂液，降低压裂液的成本，为压裂液换代升级提供了接替性技术和产品。

技术特征：

1.一种乳液聚合物原液的制备方法，其特征在于，包括，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阴离子单体包括丙烯酸碱金属盐、对乙烯基苯磺酸铵盐和四丙烯基苯磺酸碱金属盐中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阴离子单体包括丙烯酸钠盐和对乙烯基苯磺酸铵盐中的一种或两种的组合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳离子单体包括三甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基苄基氯化铵和丙烯酰氧乙基三甲基苄基氯化铵中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述阳离子单体包括三甲基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酰氧乙基三甲基苄基氯化铵中的一种或两种的组合。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非离子单体包括n,n-二甲基丙烯酰胺、n-(4-羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述非离子单体包括n,n-二甲基丙烯酰胺和n-(4-羟基苯乙基)甲基丙烯酰胺中的一种或两种的组合。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳化剂包括3-十二烷基苯磺酸钠盐、聚氧乙烯山梨醇酐三硬脂酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述乳化剂包括3-十二烷基苯磺酸钠盐和聚氧乙烯山梨醇酐三硬脂酸酯中的一种或两种的组合。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述助乳化剂包括n-甲基二乙醇胺、异构十三醇聚氧乙烯醚和十四醇聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述助乳化剂包括n-甲基二乙醇胺和异构十三醇聚氧乙烯醚中的一种或两种的组合。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油性介质包括柴油、汽油、白油和煤油中的一种或多种的组合。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述油性介质包括柴油和白油中的一种或两种的组合。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整ph包括，

15.根据权利要求1-14任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述水相和所述油相混合引发反应制得乳液聚合物原液包括，

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述保护气包括氮气和稀有气体。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述升温的温度为60-80℃。

18.一种乳液聚合物原液，其特征在于，根据权利要求1-15任一项所述的方法制备而成。

19.一种权利要求1-14任一项所述的方法制备的乳液聚合物原液的应用，其特征在于，将所述乳液聚合物原液配制成乳液聚合物压裂液并用于油田压裂。

20.根据权利要求19所述的应用，其特征在于，所述乳液聚合物压裂液以质量百分比包括，

技术总结本发明公开了一种乳液聚合物原液及其制备方法与应用，所述制备方法包括，以水相质量百分比计，将2‑15％阴离子单体、2‑15％阳离子单体、6‑12％非离子单体和余量的水混合后调整pH得到水相；以油相质量百分比计，将5‑15％乳化剂、2‑12％助乳化剂和余量的油性介质混合得到油相；将所述水相和所述油相混合引发反应制得乳液聚合物原液。本发明制备的乳液聚合物原液配制得到的压裂液能够快速溶解，迅速起粘、悬砂能力强、减阻率高、成本低，破胶彻底易返排并减少对地层的伤害；能实现压裂现场大规模连续混配加砂，解决水平井体积压裂对液体的要求；也可以用于直井代替胍胶压裂液，降低压裂液的成本，为压裂液换代升级提供了接替性技术和产品。技术研发人员：曾双红,张俊,张子明,李玉印,王硕,郭琳,李霞,周坤,关伟,伍宇博,孙兴,苏建受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18