一种压裂液用增稠乳液的制备方法与流程

本发明涉及油气田增产改造材料，具体为一种压裂液用增稠乳液的制备方法。

背景技术：

1、在油气田水力压裂施工中，压裂液的流变性能和携砂能力直接决定了增产效果；天然多糖因其良好的增稠性和环保性被广泛使用；然而，传统的干粉多糖在现场配液时面临溶胀速率低、易产生局部未溶胶团等技术缺陷，显著制约了连续混配施工的效率；为解决高溶解速率问题，现有技术主要发展出两种技术路线：

2、采用丙烯酰胺类单体通过自由基聚合制备聚合物反相乳液；该方案虽能实现速溶，但制备过程涉及有毒单体，且破胶后高分子碳链难以彻底降解，产生大量残渣堵塞地层岩心孔喉，造成显著的地层损害；将多糖粉末直接悬浮于矿物油中制备常规悬浮液；

3、但由于缺乏有效的界面稳定机制，此类体系在长期储存中易发生固液分离和沉降；且单纯多糖在井下高温、高矿化度及高剪切环境下，粘度保持率显著降低，无法满足深井压裂需求；因此，亟需一种不依赖传统烯烃聚合工艺，且能同时具备快速溶解特性、长期稳定防沉降、耐温抗盐、动态可逆流变及低含量残渣的环保型压裂液增稠体系。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种压裂液用增稠乳液的制备方法，旨在解决现有技术中聚合物反相乳液破胶残渣易堵塞地层，以及常规多糖悬浮液缺乏界面稳定机制易分层沉降、且在深井复杂环境下粘度保持率低的问题；具体地，本发明技术方案如下：

2、一种压裂液用增稠乳液的制备方法，具体包括以下步骤：

3、（1）制备两亲性动态交联纳米颗粒：将纳米微晶纤维素分散于去离子水中，加入2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基和溴化钠，搅拌溶解后，滴加次氯酸钠水溶液进行氧化反应，反应结束后加入无水乙醇进行淬灭，经透析纯化、冷冻干燥，得到表面含有羧基的氧化纳米微晶纤维素；将所述氧化纳米微晶纤维素分散于水与异丙醇的混合溶剂中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺，进行活化处理，随后加入3-氨基苯硼酸和正十二胺或正十八胺，进行磁力搅拌反应，反应结束后经离心洗涤、冷冻干燥，得到表面共接枝有苯硼酸基团和长链烷基的两亲性动态交联纳米颗粒；

4、（2）制备水相：将水化抑制剂溶解于去离子水中，在搅拌状态下加入多糖类增稠剂粉末，混合均匀，得到水相悬浮液；

5、(3)制备油相：将步骤(1)制备的所述两亲性动态交联纳米颗粒加入到白油中，经超声分散处理，使其均匀分散，得到油相；

6、(4)乳化处理：将步骤(3)制备的所述油相置于高剪切均质机中，在持续剪切状态下，将步骤(2)制备的所述水相滴加，滴加完毕后继续进行剪切处理，得到油包水型的压裂液用增稠乳液。

7、优选地，步骤(1)中，在0-5℃下滴加次氯酸钠水溶液进行氧化反应，反应过程中滴加氢氧化钠溶液维持体系ph在10.0-10.5之间；调节体系ph至4.5-5.0进行活化处理1-3小时；调节体系ph至7.2-7.8，在20-25℃下进行磁力搅拌反应。

8、优选地，步骤(2)中，所述水化抑制剂、去离子水与多糖类增稠剂的质量比为15-25：70-90：25-35；步骤(3)中，所述两亲性动态交联纳米颗粒与白油的质量比为1.5-2.5：60-75；步骤(4)中，所述水相以3-8ml/分钟的速度滴加。

9、优选地，步骤(1)中，所述纳米微晶纤维素、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基与溴化钠的质量比为10：0.1-0.2：0.8-1.2；所述次氯酸钠水溶液的质量浓度为8-12％；所述氧化反应的时间为3-5小时；所述透析纯化的时间为2-4天。

10、优选地，步骤(1)中，所述混合溶剂中水与异丙醇的体积比为1：1；所述氧化纳米微晶纤维素、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、n-羟基琥珀酰亚胺、3-氨基苯硼酸与正十二胺或正十八胺的质量比为2：0.6-1.0：0.4-0.6：0.5-0.7：0.3-0.5。

11、优选地，步骤(2)中，所述水化抑制剂为氯化钾、甲酸钠或聚乙二醇中的一种或几种；所述多糖类增稠剂为羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶或黄原胶中的一种或几种。

12、优选地，步骤(3)中，所述白油为5号白油；所述超声分散处理的时间为8-15分钟。

13、优选地，步骤(4)中，所述高剪切均质机的转速为8000-12000rpm；所述水相的滴加速度为3-8ml/分钟；所述滴加完毕后的继续剪切处理的时间为10-20分钟。

14、本发明的有益效果在于：

15、本发明的增稠骨架与交联剂均源自天然多糖，全程未引入任何碳-碳双键单体；破胶液中无难降解的聚合物碳主链，残渣含量低，环保且有效降低对储层孔喉的地层伤害；通过疏水长链改性，纳米微晶纤维素被赋予两亲性；

16、两亲性动态交联纳米颗粒在油水界面形成物理界面膜，有效解决了传统悬浮液易沉降、分层的问题；在注入地层时，体系被水稀释，多糖实现快速溶解；加入碱性调节剂后，两亲性动态交联纳米颗粒表面的苯硼酸基团与多糖形成三维动态可逆的硼酸酯键网络；该网络在泵送高剪切力下可逆断裂，在剪切停止后迅速重组，满足压裂施工的流变学需求。

1.一种压裂液用增稠乳液的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，在0-5℃下滴加次氯酸钠水溶液进行氧化反应，反应过程中滴加氢氧化钠溶液维持体系ph在10.0-10.5之间；调节体系ph至4.5-5.0进行活化处理1-3小时；调节体系ph至7.2-7.8，在20-25℃下进行磁力搅拌反应。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述水化抑制剂、去离子水与多糖类增稠剂的质量比为15-25：70-90：25-35；步骤(3)中，所述两亲性动态交联纳米颗粒与白油的质量比为1.5-2.5：60-75；步骤(4)中，所述水相以3-8ml/分钟的速度滴加。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述纳米微晶纤维素、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基与溴化钠的质量比为10：0.1-0.2：0.8-1.2；所述次氯酸钠水溶液的质量浓度为8-12％；所述氧化反应的时间为3-5小时；所述透析纯化的时间为2-4天。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述混合溶剂中水与异丙醇的体积比为1：1；所述氧化纳米微晶纤维素、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、n-羟基琥珀酰亚胺、3-氨基苯硼酸与正十二胺或正十八胺的质量比为2：0.6-1.0：0.4-0.6：0.5-0.7：0.3-0.5。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述水化抑制剂为氯化钾、甲酸钠或聚乙二醇中的一种或几种；所述多糖类增稠剂为羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶或黄原胶中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述白油为5号白油；所述超声分散处理的时间为8-15分钟。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述高剪切均质机的转速为8000-12000rpm；所述水相的滴加速度为3-8ml/分钟；所述滴加完毕后的继续剪切处理的时间为10-20分钟。