改性丙烯酰胺类聚合物压裂液的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种改性丙烯酰胺类聚合物压裂液，属于油田化学【技术领域】。本发明由合成改性丙烯酰胺类聚合物稠化剂、交联剂、表面活性剂、粘土稳定剂和水组成，按以下质量百分比进行配制：改性丙烯酰胺类聚合物稠化剂，0.4～0.6%；交联剂，0.2～0.5%；表面活性剂，0.1～0.5%；粘土稳定剂，0.3～1.0%；其余为水。本发明在现有压裂液体基础上将聚合物稠化剂上引入能抑制酰胺基团水解的乙烯基单体和耐盐亲水的磺酸盐基团，大大增强了压裂液的耐温抗盐性能。并优选出配套的交联剂系列，降低pH值对交联的敏感度，所形成聚合物压裂液体系具有良好的热剪切性能和抗盐性能；可扩宽压裂液交联的pH值范围，交联时间适中；可广泛适用于低渗储层的压裂改造措施。
【专利说明】改性丙烯酰胺类聚合物压裂液
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种改性丙烯酰胺类聚合物压裂液，属于油田化学【技术领域】，广泛适 应于低渗储层压裂改造的压裂液体系。
【背景技术】
[0002] 现有的聚合物压裂液有两种：一种是酸性压裂液，另一种是中性压裂液。其增稠 剂包括聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯类、聚乙烯基胺等合成聚合物，交联剂为铝 和锆等两性金属盐类。现有的聚合物压裂液目前存在的问题有：压裂液交联对pH值敏感 性高，能够交联的pH值范围较小，且交联时间受pH值及交联基团双重影响而不易控制；聚 合物压裂液基液粘度过大，泵送困难影响施工，交联初始粘度高至几千毫帕秒，导致摩阻较 高；抗盐性能差，对强氧化性常规破胶剂的敏感性较大。目前在开发聚合物压裂液方面虽已 取得一些研究成果，但能够满足现场的不同施工条件和不同储层类型的压裂液体系较少， 新产品很难进入现场，尚需加大开发研究力度。
[0003] ZL201210061819.X公开了一种应用于低渗、碱敏储层以及注水井的压裂改造的 低分子聚合物压裂液：各组分重量百分比为：XT-3低分子聚合物稠化剂，0. 25-0. 6% ;交 联剂，(λ 2-0. 6% ;KC1，(λ 5-2% ;交联调节剂，(λ 02-0. 08% ;助排剂：0· 2-0. 5% ;过硫酸铵， 0.0001-0. 15%;其余为水。该体系存在的不足之处在于压裂液交联对pH值环境敏感性高， 交联时间不易控制等问题。
[0004] ZL201010575205. 4公开了一种人工合成50万-1000万分子量聚合物压裂液。由 以下原料按照重量份数配制而成，合成聚合物：〇. 1-1份、交联剂：〇. 1-1份、粘土稳定剂： 0. 2-1份、表面活性剂：0. 1-0. 8份，氧化剂：0. 001-0. 05份和水：94-99份。该体系稠化剂 分子量较大造成基液粘度偏高，导致高粘压裂液摩阻较大而影响施工。
[0005] ZL201310052060. 3公开了一种两性离子型聚合物水基压裂液稠化剂及其制备方 法。这种稠化剂由烷基丙烯酰胺、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、阳离子单体 和乙烯基单体，并引入一种可聚合表面活性剂单体共聚所得。具有疏水缔合作用，剪切稳定 性较强。但复配组分较多，抗盐性能差，工艺复杂，不易于工业生产。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术存在的聚合物压裂液交联环境局限性大、粘度偏 大、抗盐性能差的缺陷，针对聚合物稠化剂引入乙烯基单体和不饱和磺酸盐基团，并优选出 系列配套的交联剂体系。提供一种具有良好热剪切稳定性、交联时间可控的、粘度适中、耐 盐性能好的改性丙烯酰胺类聚合物压裂液。
[0007] 本发明通过以下技术方案加以实现：
[0008] 本发明由改性丙烯酰胺类聚合物稠化剂、交联剂、表面活性剂、粘土稳定剂和水 组成，按以下质量百分比进行配制：改性丙烯酰胺类聚合物稠化剂，〇. 4?0. 6% ;交联剂， 0. 2?0. 5% ;表面活性剂，0. 1?0. 5% ;粘土稳定剂，0. 3?1. 0% ;其余为水。
[0009] 所述的改性丙烯酰胺类聚合物稠化剂由240?350质量份去离子水、10?30质 量份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸钠、40?80质量份丙烯酰胺、6?8质量份丙烯酸、 4?12质量份乙烯基单体、0. 1?0. 3质量份氧化还原引发剂和0. 05?0. 15质量份水溶 性偶氮类引发剂共聚而成，其化学结构通式为：
[0010]
【权利要求】
1. 改性丙烯酰胺类聚合物压裂液，其特征是：由改性丙烯酰胺类聚合物稠化剂、交联 齐IJ、表面活性剂、粘土稳定剂和水组成，按以下质量百分比配制：改性丙烯酰胺类聚合物稠 化剂，0. 4?0. 6% ;交联剂，0. 2?0. 5% ;表面活性剂，0. 1?0. 5% ;粘土稳定剂，0. 3?1. 0% ; 其余为水；其中：改性丙烯酰胺类聚合物稠化剂的化学结构通式为：
其中X为60?70%，y为15?25%，m为5?15%，η为5?15%，分子量为40万?80 万。
2. 根据权利要求1所述的改性丙烯酰胺类聚合物压裂液，其特征是：所述的改性丙烯 酰胺类聚合物稠化剂是由240?350质量份去离子水、10?30质量份2-丙烯酰胺基-2-甲 基丙基磺酸钠、40?80质量份丙烯酰胺、6?8质量份丙烯酸、4?12质量份乙烯基单体、 0. 1?0. 3质量份氧化还原引发剂和0. 05?0. 15质量份水溶性偶氮类引发剂共聚而成。
3. 根据权利要求1或2所述的改性丙烯酰胺类聚合物压裂液，其特征是：所述的丙烯 酸为丙烯酸、α -甲基丙烯酸的一种。
4. 根据权利要求1或2所述的改性丙烯酰胺类聚合物压裂液，其特征是：所述的乙烯 基单体为乙烯基吡咯烷酮、乙烯基甲酰胺、对乙烯基苯磺酸或乙烯基咪唑的一种或两种。
5. 根据权利要求1或2所述的改性丙烯酰胺类聚合物压裂液，其特征是：所述的氧化 还原引发剂为过硫酸盐：亚硫酸盐=2 :1混合而成，其中：过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钾 的一种或两种；亚硫fe盐为亚硫fe纳、亚硫酸氧纳、焦亚硫fe纳或硫代硫fe纳的一种。
6. 根据权利要求1或2所述的改性丙烯酰胺类聚合物压裂液，其特征是：所述的水溶 性偶氮为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁眯基盐酸盐、偶氮二氰基戊酸或偶氮二异 丙基咪唑啉的一种。
7. 根据权利要求1所述的改性丙烯酰胺类聚合物压裂液，其特征是：所述的交联剂为 乳酸三乙醇胺锆、醋酸铝或四丁氧基锆酸酯中的一种或多种与醋酸的混合物。
8. 根据权利要求1所述的改性丙烯酰胺类聚合物压裂液，其特征是：所述的表面活性 剂为全氟壬酸钾或甘油和1227、十二烷基磺酸钠的混合物。
9. 根据权利要求1所述的改性丙烯酰胺类聚合物压裂液，其特征是：所述的粘土稳定 剂为环氧丙基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵、3_氯-2-羟基丙基三甲基氯化铵中的一种或 多种。
【文档编号】C08F220/58GK104140805SQ201310518354
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】苏君慧, 谢艳新, 王栋, 王安培, 郎学军, 王稳桃, 张文豪, 张梅静 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院