一种二氧化碳压裂用稠化剂及其制备方法与流程

本发明涉及二氧化碳无水压裂，具体地说，涉及一种二氧化碳压裂用稠化剂及其制备方法。

背景技术：

1、二氧化碳无水压裂技术是以液态二氧化碳为压裂液，以石英砂或陶粒等高强固体为支撑剂的一种无水相增产改造技术，而二氧化碳压裂用稠化剂主要用于二氧化碳无水压裂，其与液态二氧化碳混合后，提高液态二氧化碳压裂液体系粘度。

2、如cn114525122a中涉及一种液态二氧化碳增稠剂及其制备方法，针对现有液态二氧化碳压裂、驱油效果较差及埋藏粘度低的缺点，该发明结合冻干技术利用溶剂热法以甲苯为溶剂成功将巯基嫁接到长分子链上以提升增稠剂的驱油效果，制备出具有较小摩擦系数和较强携沙能力的液态二氧化碳压裂用增稠剂，但问题在于该增稠剂的性能不理想，该增稠剂的表观粘度较低，其与液态二氧化碳混合后形成的压裂液的表观粘度仍低于10 mpa∙s，无法满足实际的携砂需求。

3、为了提高混合后压裂液的性能以符合实际携砂需求，提出一种二氧化碳压裂用稠化剂及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种二氧化碳压裂用稠化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明目的之一在于，提供了一种二氧化碳压裂用稠化剂，包括以下重量份的原料：

3、38-56重量份的聚合物、5-15重量份的黄原胶、1-5重量份的活化剂、3-4重量份的交联剂、13-21重量份的磷脂、8-16重量份的纤维素；

4、其中，所述活化剂包括羧甲基两性咪唑啉和椰油酸二乙醇酰胺，且羧甲基两性咪唑啉与椰油酸二乙醇酰胺的重量配比为3：1；

5、所述交联剂包括十八烷基氨基甲酸酯和硼酸三丙酯，且十八烷基氨基甲酸酯与硼酸三丙酯的重量配比为1：1。

6、作为本技术方案的进一步改进，所述磷脂为甘油磷脂，所述纤维素为羟乙基纤维素。

7、作为本技术方案的进一步改进，所述聚合物为液体聚合物。

8、本发明添加的活化剂和交联剂中，羧甲基两性咪唑啉分子中同时含有阴、阳两种离子基，能够高效吸附在砂土表层，防止砂土因团聚而膨胀，椰油酸二乙醇酰胺与羧甲基两性咪唑啉配合能够提高体系表面的活性，并且椰油酸二乙醇酰胺具有良好的润湿、渗透性能，能够帮助压裂以及提高压裂液的携砂能力，十八烷基氨基甲酸酯的十八烷基氨基甲酸酯基团能够与硼酸三丙酯分子以共价键结合的形式一次交联形成规则而间隔排列的刚性链段，并且由于十八烷基氨基甲酸酯基团的内聚能较大，在分子链间还会二次交联形成较高强度的氢键，从而产生规则的交联网状结构，提高液体粘度，而十八烷基氨基甲酸酯的羟基基团除了能够与聚合物以及硼酸三丙酯等结合形成更加稳定的分子结构，进一步提高液体的粘度之外，还能够与羧甲基两性咪唑啉的阴离子基吸附配合，同样形成氢键，借助氢键增强分子间相互作用力，再形成一层网状结构，从而更进一步的提高液体粘度并防止液体的流失。

9、本发明目的之二在于，还提供了一种用于上述所述的一种二氧化碳压裂用稠化剂的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、取黄原胶配去离子水混合制成水溶液后，向水溶液中投加磷脂和纤维素并搅拌形成胶液；

11、s2、对胶液进行加热后，向胶液中依次添加聚合物、活化剂后再加入去离子水冷却得活性液；

12、s3、对活性液进行第一次超声处理后加入交联剂，并对活性液进行第二次超声处理得到母液；

13、s4、母液经静置处理滤除沉淀物后，对母液进行蒸发除水并再次滤除沉淀物得到稠化剂。

14、作为本技术方案的进一步改进，所述s1中，先将黄原胶破碎成粒，再与去离子水混合后经搅拌产生水溶液，且，破碎成粒时形成的黄原胶粉末粒径范围为80-130 目。

15、作为本技术方案的进一步改进，所述s1中，与去离子水混合后先经低速搅拌，再进行高速搅拌产生均一的水溶液，且低速搅拌时搅拌转速范围为15-30 rpm/min，高速搅拌时的搅拌转速范围为50-90 rpm/min。

16、作为本技术方案的进一步改进，所述s2中，通过微波炉对胶液进行加热，且加热时间范围为10-35 s，加热温度范围为50-80 ℃。

17、作为本技术方案的进一步改进，所述s2中，活性液的含水率范围为75-90 %。

18、作为本技术方案的进一步改进，所述s3中，第一次超声处理与第二次超声处理时的超声频率一致，且超声频率范围为20-60 khz。

19、作为本技术方案的进一步改进，所述s4中，母液静置时间范围为6-14 h。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果：

21、1、该二氧化碳压裂用稠化剂及其制备方法中，通过添加活性剂和交联剂，能够提高体系活性，避免压裂时，砂土因膨胀沉积影响在压裂液中的流动性，并提高压裂液的液体粘度，产生更大的压裂压力。

22、2、该二氧化碳压裂用稠化剂及其制备方法中，十八烷基氨基甲酸酯以其十八烷基氨基甲酸酯基团和羟基基团能够与硼酸三丙酯分子以及羧甲基两性咪唑啉的阴离子基以共价键、氢键结合的形式产生规则的交联网状结构，增强分子间相互作用力，从而进一步的提高液体粘度并防止液体的流失。

技术特征：

1.一种二氧化碳压裂用稠化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的二氧化碳压裂用稠化剂的制备方法，其特征在于：所述s1中，所述磷脂为甘油磷脂，所述纤维素为羟乙基纤维素。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳压裂用稠化剂的制备方法，其特征在于：所述s1中，先将黄原胶破碎成粒形成粒径范围为80-130 目的黄原胶粉粒后，再与去离子水混合后经搅拌产生水溶液。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳压裂用稠化剂的制备方法，其特征在于：所述s1中，与去离子水混合后先经低速搅拌，再进行高速搅拌产生均一的水溶液，且低速搅拌时搅拌转速范围为15-30 rpm/min，高速搅拌时的搅拌转速范围为50-90 rpm/min。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳压裂用稠化剂的制备方法，其特征在于：所述s2中，所述聚合物为液体聚合物。

6.根据权利要求1所述的二氧化碳压裂用稠化剂的制备方法，其特征在于：所述s2中，通过微波炉对胶液进行加热，且加热时间范围为10-35 s，加热温度范围为50-80 ℃。

7.根据权利要求1所述的二氧化碳压裂用稠化剂的制备方法，其特征在于：所述s2中，活性液的含水率范围为75-90 %。

8.根据权利要求1所述的二氧化碳压裂用稠化剂的制备方法，其特征在于：所述s3中，第一次超声处理与第二次超声处理时的超声频率一致，且超声频率范围为20-60 khz。

9.根据权利要求1所述的二氧化碳压裂用稠化剂的制备方法，其特征在于：所述s4中，母液静置时间范围为6-14 h。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制备得到的二氧化碳压裂用稠化剂。

技术总结本发明涉及二氧化碳无水压裂技术领域，具体地说，涉及一种二氧化碳压裂用稠化剂及其制备方法。其包括以下原料：聚合物、黄原胶、活化剂、交联剂、磷脂、纤维素。本发明中，通过添加活性剂和交联剂，能够提高体系活性，避免压裂时，砂土因膨胀沉积影响在压裂液中的流动性，并提高压裂液的液体粘度，产生更大的压裂压力，十八烷基氨基甲酸酯以其羟基基团通过化学反应或物理交联的方式将分子间连接起来，形成交联网络结构，从而提高液体粘度，硼酸三丙酯能够与聚合物和十八烷基氨基甲酸酯的羟基团结合，形成更加稳定的分子结构，从而进一步提高液体的粘度，还能与羧甲基两性咪唑啉的阴阳离子基配合，进一步提高体系活性并防止液体的流失。技术研发人员：魏曙光,李秀军受保护的技术使用者：大庆恒辉石油钻采技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11