一種中高溫壓裂液及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種中高溫壓裂液及其制備方法，壓裂液主要包括：聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、十六烷基二羥乙基甜菜堿、羥基苯甲酸鈉、乙二醇、氯化鈉，其制備方法包括聚合物陽離子表面活性劑的合成，并與兩性表面活性劑、電介質、助溶劑和水復配為壓裂液。本發明的優點是：該壓裂液可在90℃到110℃溫度范圍保持良好的懸砂性能。
【專利說明】一種中高溫壓裂液及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種油氣田開發過程中壓裂措施的一種壓裂液，具體涉及一種可在 9(T110 °C溫度條件下使用的中高溫壓裂液及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 壓裂作為油氣田開發增產的措施已經得到迅速發展和廣泛應用，壓裂液是壓裂技 術的主要組成部分。
[0003] 本發明制備的低分子量聚丙烯酸鈉為聚合物類表面活性劑，再與兩性表面活性劑 十六烷基二羥乙基甜菜堿復配，可以在堿性環境下吸附在氣/液表面而降低水溶液的表面 張力、聚集形成膠團以及良好的增溶能力。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種中高溫壓裂液及其制備方法，按本發明的制備方法得 到的中高溫壓裂液是一種在中高溫下保持優異的粘度特性和表面活性的壓裂液，可用于油 氣田壓裂增產。
[0005] 本發明是這樣來實現的，一種中高溫壓裂液，其特征在于：分子量ΚΚΚΓ2000的聚 丙烯酸鈉的質量分數5%，分子量大于1 X 107的聚丙烯酰胺的質量分數5%，十六烷基二羥乙 基甜菜堿的質量分數3%，氯化鈉的質量分數2%，乙二醇的質量分數1%，羥基苯甲酸鈉的質 量分數〇. 1%，余量為水。
[0006] 本發明所述中高溫壓裂液的制備方法，其特征在于方法步驟為： 1、聚丙烯酸鈉的制備； (1) 把質量分數為30%的丙烯酸鈉溶于質量分數為60%的水中，配制成水溶液； (2) 把質量分數為4%的碳酸鈉，加入步驟（1)配制的水溶液中； (3) 把質量分數為1. 5%的十二硫醇和1. 5%的過硫酸鉀，加入步驟（1)配制的水溶液 中； (4 )把步驟（1)、（ 2 )和（3 )所配制的水溶液注入容器中，通入氮氣:Γ5分鐘后，密閉容 器； (5) 置于58±2 °C的水浴中5小時以上； (6) 將淡黃色粘稠狀產物洗滌后，置于真空干燥箱干燥，得到分子量為100(Γ2000的聚 丙烯酸鈉。
[0007] 2、聚丙烯酰胺的制備； (1) 把質量分數為24%的丙烯酰胺溶于質量分數為73%的水中，配制成水溶液； (2) 把質量分數為2. 5%的碳酸鈉，加入步驟（1)配制的水溶液中； (3) 把質量分數為0. 25%的碳酰二胺脲和0. 25%的過硫酸銨，加入步驟（1)配制的水溶 液中； (4 )把步驟（1 )、（ 2 )和（3 )所配制的水溶液注入容器中，通入氮氣5分鐘后，密閉容器； (5) 置于20±2 °C的水浴中8小時以上； (6) 將透明粘稠狀產物洗滌后，置于真空干燥箱干燥，得到分子量為大于1 X 107的聚丙 烯酰胺。
[0008] 3、壓裂液的配制； (1) 把質量分數1%乙二醇加入水中； (2) 加入質量分數5%聚丙烯酸鈉、質量分數5%聚丙烯酰胺和質量分數3%十六烷基二 羥乙基甜菜堿，攪拌直至形成均勻透明的溶液； (3) 加入質量分數2%氯化鈉和質量分數0. 1%羥基苯甲酸鈉，攪拌均勻，得到壓裂液。
【具體實施方式】 [0009] 實施例一 1、聚丙烯酸鈉的制備 (1) 把300 g的丙烯酸鈉溶于質量分數為600 g的水中，配制成水溶液； (2) 把4 g的碳酸鈉，加入步驟（1)配制的水溶液中； (3) 把質量分數為1.5 g的十二硫醇和1.5 g的過硫酸鉀，加入步驟（1)配制的水溶 液中； (4 )把步驟（1)、（ 2 )和（3 )所配制的水溶液注入容器中，通入氮氣:Γ5分鐘后，密閉容 器； (5) 置于58±2 °C的水浴中5小時以上； (6) 將淡黃色粘稠狀產物洗滌后，置于真空干燥箱干燥，得到聚丙烯酸鈉。
[0010] 2、聚丙烯酰胺的制備 (1) 把300 g丙烯酰胺溶于質量分數為910 g水中，配制成水溶液； (2) 把5 g碳酸鈉，加入步驟（1)配制的水溶液中； (3) 把0.5 g碳酰二胺脲和0.5 g過硫酸銨，加入步驟（1)配制的水溶液中； (4 )把步驟（1 )、（ 2 )和（3 )所配制的水溶液注入容器中，通入氮氣5分鐘后，密閉容器； (5) 置于20±2 °C的水浴中8小時以上； (6) 將透明粘稠狀產物洗滌后，置于真空干燥箱干燥，得到分子量為大于1 X 107的聚丙 烯酰胺。
[0011] 3、壓裂液的配制 (1) 把10 g乙二醇加入890 g水中； (2) 加入50 g聚丙烯酸鈉、50 g聚丙烯酰胺和30 g十六烷基二羥乙基甜菜堿，攪拌 直至形成均勻透明的溶液； (3) 加入質量分數20 g氯化鈉和1 g羥基苯甲酸鈉，攪拌均勻，得到壓裂液。
[0012] 實施例二 1、聚丙烯酸鈉的制備； (1) 把500 g的丙烯酸鈉溶于質量分數為1000 g的水中，配制成水溶液； (2) 把7 g的碳酸鈉，加入步驟（1)配制的水溶液中； (3) 把質量分數為2.5 g的十二硫醇和2.5 g的過硫酸鉀，加入步驟（1)配制的水溶 液中； (4 )把步驟（1)、（ 2 )和（3 )所配制的水溶液注入容器中，通入氮氣:Γ5分鐘后，密閉容 器； (5) 置于58±2 °C的水浴中5小時以上； (6) 將淡黃色粘稠狀產物洗滌后，置于真空干燥箱干燥，得到聚丙烯酸鈉。
[0013] 2、聚丙烯酰胺的制備； (1) 把500 g丙烯酰胺溶于質量分數為1500 g水中，配制成水溶液； (2) 把8.5 g碳酸鈉，加入步驟（1)配制的水溶液中； (3) 把0.8 g碳酰二胺脲和0.8 g過硫酸銨，加入步驟（1)配制的水溶液中； (4 )把步驟（1 )、（ 2 )和（3 )所配制的水溶液注入容器中，通入氮氣5分鐘后，密閉容器； (5) 置于20±2 °C的水浴中8小時以上； (6) 將透明粘稠狀產物洗滌后，置于真空干燥箱干燥，得到分子量為大于1 X 107的聚丙 烯酰胺。
[0014] 3、壓裂液的配制； (1) 把5 g乙二醇加入445 g水中； (2) 加入25 g聚丙烯酸鈉、25 g聚丙烯酰胺和15 g十六烷基二羥乙基甜菜堿，攪拌 直至形成均勻透明的溶液； (3) 加入質量分數10 g氯化鈉和0.5 g羥基苯甲酸鈉，攪拌均勻，得到壓裂液。
[0015] 實施例三 1、聚丙烯酸鈉的制備 (1) 把1000 g的丙烯酸鈉溶于質量分數為2000 g的水中，配制成水溶液； (2) 把15g的碳酸鈉，加入步驟（1)配制的水溶液中； (3) 把質量分數為5 g的十二硫醇和5 g的過硫酸鉀，加入步驟（1)配制的水溶液中； (4 )把步驟（1)、（ 2 )和（3 )所配制的水溶液注入容器中，通入氮氣:Γ5分鐘后，密閉容 器； (5) 置于58±2 °C的水浴中5小時以上； (6) 將淡黃色粘稠狀產物洗滌后，置于真空干燥箱干燥，得到聚丙烯酸鈉。
[0016] 2、聚丙烯酰胺的制備 (1) 把1000 g丙烯酰胺溶于質量分數為3000 g水中，配制成水溶液； (2) 把17 g碳酸鈉，加入步驟（1)配制的水溶液中； (3) 把1.5 g碳酰二胺脲和1.5 g過硫酸銨，加入步驟（1)配制的水溶液中； (4 )把步驟（1 )、（ 2 )和（3 )所配制的水溶液注入容器中，通入氮氣5分鐘后，密閉容器； (5) 置于20±2 °C的水浴中8小時以上； (6) 將透明粘稠狀產物洗滌后，置于真空干燥箱干燥，得到分子量為大于1 X 107的聚丙 烯酰胺。
[0017] 3、壓裂液的配制 (1) 把20 g乙二醇加入1780 g水中； (2) 加入50 g聚丙烯酸鈉、50 g聚丙烯酰胺和30 g十六烷基二羥乙基甜菜堿，攪拌 直至形成均勻透明的溶液； (3) 加入質量分數20 g氯化鈉和1.0 g羥基苯甲酸鈉，攪拌均勻，得到壓裂液。
【權利要求】
1. 一種中高溫壓裂液，其特征在于：分子量100(Γ2000的聚丙烯酸鈉的質量分數5%，分 子量大于1X 1〇7的聚丙烯酰胺的質量分數5%，十六烷基二羥乙基甜菜堿的質量分數3%，氯 化鈉的質量分數2%，乙二醇的質量分數1%，羥基苯甲酸鈉的質量分數0. 1%，余量為水。
2. 根據權利要求1所述的一種中高溫壓裂液，其特征在于：所述分子量100(Γ2000的 聚丙烯酸鈉的合成方法步驟為： (1) 把質量分數為30%的丙烯酸鈉溶于質量分數為60%的水中，配制成水溶液； (2) 把質量分數為4%的碳酸鈉，加入步驟（1)配制的水溶液中； (3) 把質量分數為1. 5%的十二硫醇和1. 5%的過硫酸鉀，加入步驟（1)配制的水溶液 中； (4 )把步驟（1)、（ 2 )和（3 )所配制的水溶液注入容器中，通入氮氣:Γ5分鐘后，密閉容 器； (5) 置于58±2 °C的水浴中5小時以上； (6) 將淡黃色粘稠狀產物洗滌后，置于真空干燥箱干燥，得到分子量為100(Γ2000的聚 丙烯酸鈉。
3. 根據權利要求1所述的一種中高溫壓裂液，其特征在于：所述分子量大于IX 107的 聚丙烯酰胺的合成方法步驟為： (1) 把質量分數為24%的丙烯酰胺溶于質量分數為73%的水中，配制成水溶液； (2) 把質量分數為2. 5%的碳酸鈉，加入步驟（1)配制的水溶液中； (3) 把質量分數為0. 25%的碳酰二胺脲和0. 25%的過硫酸銨，加入步驟（1)配制的水溶 液中； (4 )把步驟（1 )、（ 2 )和（3 )所配制的水溶液注入容器中，通入氮氣5分鐘后，密閉容器； (5) 置于20±2 °C的水浴中8小時以上； (6) 將透明粘稠狀產物洗滌后，置于真空干燥箱干燥，得到分子量為大于1000萬的聚 丙烯酰胺。
4. 一種如權利要求1所述中高溫壓裂液的制備方法，其特征在于：首先把乙二醇加入 水中，再加入聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺和十六烷基二羥乙基甜菜堿，攪拌直至形成均勻透明 的溶液，最后加入氯化鈉和羥基苯甲酸鈉攪拌均勻后得到。
【文檔編號】C09K8/68GK104152134SQ201410328621
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】孟江燕, 王云英 申請人:南昌航空大學