一种包埋型压裂液及其制备方法与流程

本发明涉及油田化学助剂及高分子聚合，特别涉及一种包埋型压裂液及其制备方法。

背景技术：

1、压裂是油气井增产、注水井增注的重要手段。尤其近年来发现了众多致密油气藏，在投产初期，产量很低甚至没有产量，因此需要经过压裂改造后才能具备一定生产价值。压裂液是水力压裂改造油气层过程中的工作液，在压裂过程中起到形成地层裂缝、传递压力、携带支撑剂进入裂缝的作用。压裂液性能的好坏直接影响到压裂施工的成败和压后增产效果。目前压裂作业中，现场应用时需要在地面进行提前交联，但交联之后粘度过大，导致出现单位时间内注入量小、注入压力大、施工周期长的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种包埋型压裂液及其制备方法，该包埋型压裂液将交联剂包埋于聚合物溶液中，具有延缓交联的特性，因此前期压裂液体系粘度低，能进行大排量注入，随着时间推移发生交联形成凝胶达到压裂效果。

2、第一方面，本发明提供了一种包埋型压裂液，所述包埋型压裂液由内至外依次包括内水相、油相和外水相；所述内水相包括交联剂；所述油相包括表面活性剂a和烷烃溶剂；所述外水相包括具有缔合穿插结构的聚丙烯酰胺和表面活性剂b。

3、优选地，所述包埋型压裂液中所述内水相、所述油相和所述外水相之间的质量之比为(17～18):(17～18):(64～66)。

4、优选地，所述交联剂为硫酸铝、氯化铝、柠檬酸铝中的至少一种。

5、优选地，所述烷烃溶剂为白油、柴油、煤油中的至少一种。

6、优选地，所述表面活性剂a为第一表面活性剂和/或第二表面活性剂。

7、更优选地，所述第一表面活性剂为斯盘60或二乙二醇硬脂酸酯；所述第二表面活性剂为聚氧乙烯(5eo)羊毛醇醚或聚氧丙烯甘露醇二油酸酯。

8、更优选地，所述表面活性剂a的用量占所述包埋型压裂液的3.5wt％～4.5wt％。

9、优选地，所述具有缔合穿插结构的聚丙烯酰胺由包括如下重量份数的各组分聚合得到：丙烯酰胺170～210份，海藻酸钠10～20份，阴离子型单体5～10份，疏水单体2～5份，含磺酸基团单体70～90份，耐温单体3～6份，ph调节剂2～8份，水651～738份，引发助剂0.03～0.13份；

10、所述引发助剂包括链转移剂、螯合剂、氧化剂、还原剂。

11、优选地，所述链转移剂为疏基乙醇、疏基乙酸、疏基丙醇、疏基丙酸。

12、优选地，所述螯合剂为酒石酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠中的至少一种。

13、优选地，所述氧化剂为过氧化二苯甲酰或异丙苯过氧化氢。

14、优选地，所述还原剂为n,n二甲基苯胺或n,n-二甲基-对甲苯胺。

15、优选地，所述阴离子型单体为丙烯酸、2-甲基丙烯酸中的至少一种。

16、更优选地，所述引发助剂中链转移剂、螯合剂、氧化剂、还原剂四者之间的质量之比为(0.002～0.02):(0.03～0.1):(0.001～0.01):(0.001～0.01)。

17、优选地，所述疏水单体为2-甲基丙烯酸环己酯、2-丙烯酸环己基酯、2-甲基-2-丙烯酸-4-(1,1-二甲基乙基)环己基酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、2-丙烯酸十二烷基酯或甲基丙烯酸癸酯中的至少一种。

18、优选地，所述含磺酸基团单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钠、烯丙基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠中的至少一种。

19、优选地，所述耐温单体为4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、5-乙基-2-乙烯基吡啶中的至少一种。

20、更优选地，所述ph调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。

21、优选地，所述表面活性剂b为第三表面活性剂和第四表面活性剂的混合物；所述第三表面活性剂为亲水性聚氧乙烯月桂醚或聚氧乙烯单油酸酯；所述第四表面活性剂为聚氧乙烯(24eo)胆固醇醚或聚氧丙烯(20po)羊毛醇醚。

22、更优选地，所述表面活性剂b的用量占所述包埋型压裂液的1.5wt％～3wt％。

23、第二方面，本发明提供了一种上述包埋型压裂液的制备方法，所述制备方法包括：

24、(1)将交联剂和水混匀，得到内水相；

25、(2)将烷烃溶剂、表面活性剂a加入至所述内水相中，得到油包水乳液；

26、(3)将所述具有缔合穿插结构的聚丙烯酰胺溶解在水中，并加入所述表面活性剂b混匀，得到外水相；

27、(4)将所述外水相加入至所述油包水乳液中，得到所述包埋型压裂液。

28、优选地，在步骤(2)中，在2000～3000rpm的搅拌条件下将所述烷烃溶剂、所述表面活性剂a加入至所述内水相中；

29、在步骤(3)中，在2000～3000rpm的搅拌条件下加入所述表面活性剂b。

30、优选地，在步骤(4)中，在3000～5000rpm的搅拌条件下将所述外水相加入至所述油包水乳液中。

31、优选地，所述具有缔合穿插结构的聚丙烯酰胺通过如下方法制备得到：

32、(31)将丙烯酰胺、海藻酸钠、阴离子型单体、疏水单体、含磺酸基团单体、耐温单体和水进行混匀，得到待聚合乳液；

33、(32)向所述待聚合溶液中加入ph调节剂，调节ph至6.9～7.5，并降温至0～5℃后通入氮气，然后加入引发助剂引发聚合反应，得到所述具有缔合穿插结构的聚丙烯酰胺。

34、本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：

35、本发明提供的包埋型压裂液包括由内至外的三层：内水相、油相和外水相，其中交联剂包埋在内水相中，在注入地层时，由于该包埋型压裂液体系粘度低，具有优良的注入性能；同时由于设有三层结构，通过油相将交联剂和缔合穿插结构的聚丙烯酰胺分隔开，因而具有延缓交联的能力，避免了现场应用中需要在地面进行提前交联的步骤。因此，相对于提前交联的凝胶体系，本发明的包埋型压裂液避免了初始压裂液体系粘度过大而出现单位时间内注入量小、注入压力大、施工周期长的缺点，还进一步避免了凝胶注入过程中，部分压裂液吸附并滞留在油藏空隙而造成资源浪费的情况。

36、本发明的包埋型压裂液，交联剂在内水相中，由外水相的缔合穿插结构的聚丙烯酰胺溶液所包覆，由于缔合穿插结构聚丙烯酰胺本身含有疏水单体、含磺酸基单体、耐温单体，因此在运移过程中在受到剪切、高温、高盐环境时，仍能抗剪切、抗高温、耐盐，不会使得外水相交联后粘度会有所下降。

37、本发明的缔合穿插结构聚丙烯酰胺中含有海藻酸钠，使其与聚丙烯酰胺形成穿插结构，在交联剂释放出与外相聚丙烯酰胺形成凝胶之后，具有增强凝胶强度的作用。

技术特征：

1.一种包埋型压裂液，其特征在于，所述包埋型压裂液由内至外依次包括内水相、油相和外水相；所述内水相包括交联剂；所述油相包括表面活性剂a和烷烃溶剂；所述外水相包括具有缔合穿插结构的聚丙烯酰胺和表面活性剂b。

2.根据权利要求1所述的包埋型压裂液，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的包埋型压裂液，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的包埋型压裂液，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的包埋型压裂液，其特征在于，

6.根据权利要求4或5所述的包埋型压裂液，其特征在于，

7.根据权利要求1至6中任一所述的包埋型压裂液，其特征在于，

8.一种基于权利要求1至7中任一所述的包埋型压裂液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于：所述具有缔合穿插结构的聚丙烯酰胺通过如下方法制备得到：

技术总结本发明提供了一种包埋型压裂液及其制备方法，涉及油田化学助剂及高分子聚合技术领域，包埋型压裂液由内至外依次包括内水相、油相和外水相；内水相包括交联剂；油相包括表面活性剂A和烷烃溶剂；外水相包括具有缔合穿插结构的聚丙烯酰胺和表面活性剂B。本发明制备的包埋型压裂液驱油剂具有延缓交联的特性，前期压裂液体系粘度低，能进行大排量注入，随着时间推移发生交联形成凝胶，从而达到压裂效果。技术研发人员：荣敏杰,于朋朋,许永升,于庆华,荣帅帅受保护的技术使用者：山东诺尔生物科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5