CN112142909A - 降阻剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降阻剂及其制备方法，属于油气田压裂技术领域。该降阻剂的合成原料包括以下质量份数的各组分：60～95质量份的丙烯酰胺、1～5质量份的烷基聚乙二醇丙烯酸酯；该降阻剂的合成原料还包括：丙烯酸、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸钠中的至少一种，余量为水；该降阻剂的合成原料均为水溶性单体，形成的降阻剂也具有良好的水溶性，在水中可以迅速溶解。因此，该降阻剂在制备时只需加入水作为溶剂，不需要使用其他的油相、乳化剂或者助溶剂，制备方法简单易操作，降低了降阻剂的制备成本。并且，该降阻剂的稳定性好，降阻率高，可以提高酸化压裂作业效率，达到页岩气储层增产的目的。
Description
技术领域
本发明涉及油气田压裂技术领域。特别涉及一种降阻剂及其制备方法。
背景技术
我国页岩气分布广泛，具有巨大的开发潜力。然而，由于页岩气储层具有低孔隙度、低渗透率以及非均质性强等特性，与常规油气资源相比，开采难度大。因此，需要对页岩气储层采取有效的增产措施。目前对页岩气储层采取的增产措施主要是泵入滑溜水，通过滑溜水对页岩气储层进行压裂，在储层中形成大规模复杂缝网，增大页岩气渗流面积，达到增产的目的。其中，通过滑溜水对页岩气储层进行压裂时，需要加入降阻剂，通过降阻剂减少滑溜水在开采设备管道中流动时的摩擦阻力，将地面高压设备提供的压力尽量传递到页岩气储层。
在制备聚合物降阻剂时，一般会引入疏水单体，通过疏水单体的疏水缔合作用增强降阻剂的稳定性，从而增强降阻效果。现有技术中，在制备降阻剂时加入的疏水单体一般为丙烯酸烷基酯或其衍生物，使用该种疏水单体和其他单体进行共聚得到降阻剂。
但现有技术中在制备降阻剂时采用的丙烯酸烷基酯及其衍生物的水溶性较差，如丙烯酸十二烷基酯，在反应过程中还需要加入适当的油相、具有一定亲水亲油平衡值(HLB值)的乳化剂或助溶剂才能使其溶解，从而导致降阻剂的合成操作较为复杂，成本较高。
发明内容
本发明实施例提供了一种降阻剂及其制备方法，在不降低降阻剂性能的情况下，简化了合成方法，降低生产成本。具体技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种降阻剂，所述降阻剂包括以下质量份数的各组分：60～95质量份的丙烯酰胺、1～5质量份的烷基聚乙二醇丙烯酸酯；
所述降阻剂还包括：丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸钠中的至少一种，余量为水；
所述丙烯酸的质量份数不超过10质量份，所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量份数不超过20质量份，所述对苯乙烯磺酸钠的质量份数不超过5质量份。
在一种可能的实现方式中，所述烷基聚乙二醇丙烯酸酯的结构通式为：
其中，所述R1为甲基或氢原子，所述n为2～30，所述R2为苯环、烷基苯基、环烷烃或碳数为8～24的直链烷烃。
在另一种可能的实现方式中，所述烷基苯基为叔丁基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、异辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十二烷基苯基、十四烷基苯基、十五烷基苯基、十六烷基苯基、十八烷基苯基或其对应的衍生物中的至少一种。
在另一种可能的实现方式中，所述环烷烃为环己烷、环戊烷、金刚烷胺、桥环烷烃或其对应的衍生物中的至少一种。
在另一种可能的实现方式中，所述丙烯酰胺的质量份数为75～85质量份、所述烷基聚乙二醇丙烯酸酯的质量份数为3～5质量份。
另一方面，本发明实施例提供了一种降阻剂的制备方法，所述制备方法包括：
按照各组分的质量份数，将丙烯酰胺和烷基聚乙二醇丙烯酸酯两种单体加入反应器中，将丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸钠中的至少一种单体也加入所述反应器中，得到混合物溶液，将所述混合物溶液的氢离子浓度指数pH调节至8～9；
加入水，配制得到总单体质量浓度为20％的水溶液，通入N2 20～40min；
加入引发剂，搅拌均匀后，在40～60℃下反应4～7h，得到乳白色胶状体产物；
将所述乳白色胶状体产物用乙醇洗涤，烘干粉碎后得到所述降阻剂。
在一种可能的实现方式中，所述引发剂为过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐或偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种。
在另一种可能的实现方式中，所述过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系中过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为1～1.5:1。
在另一种可能的实现方式中，所述引发剂的质量为所述总单体质量的0.05％～0.5％。
在另一种可能的实现方式中，所述引发剂的质量为所述总单体质量的0.05％～0.2％。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的降阻剂，使用了烷基聚乙二醇丙烯酸酯和丙烯酰胺作为不带电的主体，以及丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸钠中的至少一种作为带负电荷的辅助原料。该降阻剂的合成原料均为水溶性单体，形成的降阻剂也具有良好的水溶性，在水中可以迅速溶解。因此，该降阻剂在制备时只需加入水作为溶剂，不需要使用其他的油相、乳化剂或者助溶剂，制备方法简单易操作，降低了降阻剂的制备成本。并且，烷基聚乙二醇丙烯酸酯为两亲型单体，其分子内既具有疏水基团，又具有亲水基团，从而既可以通过疏水缔合作用增强降阻剂的稳定性，又能保证良好的水溶性。丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠具有高度的聚合性，在一定条件下可以与烷基聚乙二醇丙烯酸酯发生无规共聚反应，形成降阻剂。因此，该降阻剂的稳定性好，降阻率高，可以提高压裂作业效率，达到页岩气储层增产的目的。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种降阻剂D1在不同流速下的降阻率的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种降阻剂D2在不同流速下的降阻率的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种降阻剂D3在不同流速下的降阻率的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种降阻剂D4在不同流速下的降阻率的示意图；
图5是本发明实施例提供的一种降阻剂D5在不同流速下的降阻率的示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种降阻剂，该降阻剂的合成原料包括以下质量份数的各组分：
60～95质量份的丙烯酰胺、1～5质量份的烷基聚乙二醇丙烯酸酯；
该降阻剂的合成原料还包括：丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸钠中的至少一种，余量为水；
丙烯酸的质量份数不超过10质量份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量份数不超过20质量份，对苯乙烯磺酸钠的质量份数不超过5质量份。
其中，丙烯酰胺为水溶性单体，具有良好的水溶性，在一定条件下可以与其它组分发生共聚反应，形成聚合物。
烷基聚乙二醇丙烯酸酯可以与水以任意比例混溶，为两亲型单体，既具有疏水基团，又具有亲水基团，从而既可以通过疏水缔合作用增强降阻剂的稳定性，又能保证良好的水溶性。
丙烯酸中的羧酸离子为阴离子型的亲水基团，因此，丙烯酸可以与水以任意比例混溶，可以与其它组分发生聚合反应且聚合速度非常快。
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的酰胺基和磺酸基为阴离子型的亲水基团，因此，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为水溶性单体，具有良好的水溶性。并且，其分子内有聚合性的乙烯基，在一定条件下可以与其它组分发生共聚反应。
对苯乙烯磺酸钠中的磺酸基为阴离子型的亲水基团，因此，对苯乙烯磺酸钠为水溶性单体，具有良好的水溶性。并且，该磺酸基和乙烯基位于苯环的对位，因此，该磺酸基具备高度的聚合性，在一定条件下可以与其它组分发生共聚反应。
本发明实施例提供的降阻剂，使用了烷基聚乙二醇丙烯酸酯和丙烯酰胺作为不带电的主体，以及丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸钠中的至少一种作为带负电荷的辅助原料。该降阻剂的合成原料均为水溶性单体，形成的降阻剂也具有良好的水溶性，在水中可以迅速溶解。因此，该降阻剂在制备时只需加入水作为溶剂，不需要使用其他的油相、乳化剂或者助溶剂，制备方法简单易操作，降低了降阻剂的制备成本。并且，烷基聚乙二醇丙烯酸酯为两亲型单体，其分子内既具有疏水基团，又具有亲水基团，从而既可以通过疏水缔合作用增强降阻剂的稳定性，又能保证良好的水溶性。丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠具有高度的聚合性，在一定条件下可以与烷基聚乙二醇丙烯酸酯发生无规共聚反应，形成降阻剂。因此，该降阻剂的稳定性好，降阻率高，可以提高酸化压裂作业效率，达到页岩气储层增产的目的。
在本发明实施例中，丙烯酰胺的质量份数可以为60份、65份、68份、70份、73份、75份、80份、82份、85份、87份、90份、95份等。烷基聚乙二醇丙烯酸酯的质量份数可以为1份、1.2份、1.8份、2份、2.3份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、4.7份、5份等。丙烯酸的质量份数可以为0、0.5份、0.8份、1份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、5份、7份、8份、10份等。2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量份数可以为0、1.5份、2份、3份、5份、6份、7份、7.5份、9份、10份、12份、15份、18份、20份等。对苯乙烯磺酸钠的质量份数可以为0、0.5份、0.8份、1份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、5份等。
在一种可能的实现方式中，丙烯酰胺的质量份数为75～85质量份、烷基聚乙二醇丙烯酸酯的质量份数为3～5质量份。
在另一种可能的实现方式中，该降阻剂包括丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠三种单体中的至少一种。
当降阻剂包括其中一种单体时，该单体可以为丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠中的任一单体。当该单体为丙烯酸时，相应的，该降阻剂包括以下质量份数的各组分：60～95质量份的丙烯酰胺、1～5质量份的烷基聚乙二醇丙烯酸酯；该降阻剂还包括：丙烯酸，余量为水，其中，丙烯酸的质量份数不超过10质量份。当该单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸时，相应的，该降阻剂包括以下质量份数的各组分：60～95质量份的丙烯酰胺、1～5质量份的烷基聚乙二醇丙烯酸酯；该降阻剂还包括：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，余量为水，其中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量份数不超过20质量份。当该单体为对苯乙烯磺酸钠时，相应的，该降阻剂包括以下质量份数的各组分：60～95质量份的丙烯酰胺、1～5质量份的烷基聚乙二醇丙烯酸酯；该降阻剂还包括：对苯乙烯磺酸钠，余量为水，其中，对苯乙烯磺酸钠的质量份数不超过5质量份。
当降阻剂包括其中两种单体时，该两种单体可以为丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，或者丙烯酸和对苯乙烯磺酸钠，或者2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠。当该两种单体为丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸时，相应的，该降阻剂包括以下质量份数的各组分：60～95质量份的丙烯酰胺、1～5质量份的烷基聚乙二醇丙烯酸酯，该降阻剂还包括：丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，余量为水，其中，丙烯酸的质量份数不超过10质量份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量份数不超过20质量份。当该两种单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠时，相应的，该降阻剂包括以下质量份数的各组分：60～95质量份的丙烯酰胺、1～5质量份的烷基聚乙二醇丙烯酸酯，该降阻剂还包括：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠，余量为水，其中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量份数不超过20质量份，对苯乙烯磺酸钠的质量份数不超过5质量份。当该两种单体为丙烯酸和对苯乙烯磺酸钠时，相应的，该降阻剂包括以下质量份数的各组分：60～95质量份的丙烯酰胺、1～5质量份的烷基聚乙二醇丙烯酸酯，该降阻剂还包括：丙烯酸和对苯乙烯磺酸钠，余量为水，其中，丙烯酸的质量份数不超过10质量份，对苯乙烯磺酸钠的质量份数不超过5质量份。
当该降阻剂包括上述三种单体时，相应的，该降阻剂包括以下质量份数的各组分：60～95质量份的丙烯酰胺、1～5质量份的烷基聚乙二醇丙烯酸酯，该降阻剂还包括：丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和对苯乙烯磺酸钠，余量为水，其中，丙烯酸的质量份数不超过10质量份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量份数不超过20质量份，对苯乙烯磺酸钠的质量份数不超过5质量份。
在一种可能的实现方式中，烷基聚乙二醇丙烯酸酯的结构通式为：
其中，R1为甲基或氢原子，n为2～30，R2为苯环、烷基苯基、环烷烃或碳数为8～24的直链烷烃。
由该结构通式以及R2可以看出，烷基聚乙二醇丙烯酸酯中的R2为疏水基团，
为亲水基团，从而烷基聚乙二醇丙烯酸酯既可以溶于水中，又可以通过疏水缔合作用增强降阻剂的稳定性。
其中，R1为甲基时，R2可以为苯环、烷基苯基、环烷烃或碳数为8～24的直链烷烃中的任一一种。例如，当R1为甲基时，R2可以为烷基苯基。
在另一种可能的实现方式中，烷基苯基为叔丁基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、异辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十二烷基苯基、十四烷基苯基、十五烷基苯基、十六烷基苯基、十八烷基苯基或其对应的衍生物中的至少一种。
例如，当R1为甲基时，R2为烷基，且该烷基为十八烷基时，则得到的烷基聚乙二醇丙烯酸酯为十八烷基聚乙二醇甲基丙烯酸酯。其中，当R2为烷基苯基对应的衍生物时，该衍生物可以为烷基苯酚或烷基苯胺等。当R1为氢原子时，R2为壬基苯基的衍生物，且该衍生物为壬基酚时，得到的烷基聚乙二醇丙烯酸酯为壬基酚聚乙二醇丙烯酸酯。
在另一种可能的实现方式中，环烷烃为环己烷、环戊烷、金刚烷胺、桥环烷烃或其对应的衍生物中的至少一种。
本发明实施例提供了一种降阻剂的制备方法，该制备方法包括：
步骤1：按照各组分的质量份数，将丙烯酰胺和烷基聚乙二醇丙烯酸酯两种单体加入反应器中，将丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸钠中的至少一种单体也加入反应器中，得到混合物溶液，将混合物溶液的pH调节至8～9。
在本步骤中，将质量份数为60～95的丙烯酰胺和质量份数为1～5的烷基聚乙二醇丙烯酸酯加入反应器中。并且，将丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸钠中的至少一种也加入该反应器中，然后调节混合物的pH。
其中，丙烯酸的质量份数不超过10质量份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量份数不超过20质量份，对苯乙烯磺酸钠的质量份数不超过5质量份。
本步骤中，可以采用NaOH溶液调节水溶液的pH。进一步地，当通过NaOH溶液调节水溶液的pH时，NaOH溶液的浓度可以根据需要进行设置并更改，例如，NaOH溶液的浓度可以为0.1mol/L、0.5mol/L或者1mol/L。在本发明实施例中，对NaOH溶液的浓度不作具体限定。
步骤2：加入水，配制得到总单体质量浓度为20％的水溶液，通入N220～40min。
本步骤中通入N2可以排除水溶液中溶解的氧气，避免氧气对引发剂产生的自由基造成影响。
需要说明的一点是，总单体为该水溶液中除水之外的单体的总称。例如，在制备降阻剂时，水溶液中除了丙烯酰胺和烷基聚乙二醇丙烯酸酯两种单体，还包括丙烯酸单体时，则总单体为丙烯酰胺、烷基聚乙二醇丙烯酸酯和丙烯酸三种单体。当水溶液中除了上述三种单体之外，还包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸时，则总单体为丙烯酰胺、烷基聚乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四种单体。
步骤3：加入引发剂，搅拌均匀后，在40～60℃下反应4～7h，得到乳白色胶状体产物。
引发剂用于引发水溶液中的各组分发生无规共聚反应，得到聚合物。在一种可能的实现方式中，引发剂可以为过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐或偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种。
其中，当引发剂为过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系时，过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为1～1.5:1。例如，当引发剂为过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系时，过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1或1.5:1。
需要说明的一点是，加入的引发剂的质量要适宜，不可过多或过少。当加入的引发剂的质量过多时，反应速度太快，无法控制；当加入的引发剂的质量过少时，则不易引发，反应不能正常进行，影响聚合物性能。因此，在本发明实施例中，加入的引发剂的质量为总单体质量的0.05％～0.5％。进一步地，加入的引发剂的质量为总单体质量的0.05％～0.2％。例如，加入的引发剂的质量为总单体质量的0.05％、0.1％、0.15％或者0.2％。优选地，加入的引发剂的质量为总单体质量的0.1％。
需要说明的一点是，本步骤中，优选地，反应温度为50～60℃，反应时间为5～7h。
步骤4：将乳白色胶状体产物用乙醇洗涤，烘干粉碎后得到降阻剂。
本步骤中，将乳白色胶状体产物用大量乙醇洗涤，去除杂质，得到中间产物。将该中间产物在一定条件下烘干粉碎，得到该降阻剂。
其中，烘干的温度可以根据需要进行设置并更改，在本发明实施例中，对烘干的温度不作具体限定。例如，烘干的温度为40℃、45℃或者50℃。
本发明实施例在制备降阻剂时，由于各组分均为水溶性良好的单体，不需要使用油相、乳化剂和任何助溶剂。上述降阻剂的制备方法简单易配制，水溶性良好。
以下将通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。
其中，十八烷基聚乙二醇甲基丙烯酸酯购自赢创工业集团，壬基酚聚乙二醇丙烯酸酯由实验室内使用丙烯酰氯与壬基酚聚乙二醇进行酯化反应得到。丙烯酰胺、丙烯酸、氢氧化钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸钠和偶氮二异丁脒盐酸盐，均购自上海麦克林生化科技有限公司。
实施例1
本实施例提供了一种降阻剂，并对其降阻率进行测定。其中，该降阻剂的制备方法包括：
按照各组分的质量份数，将85质量份的丙烯酰胺、5质量份的十八烷基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、10质量份的丙烯酸加入反应器中，得到混合物溶液，通过NaOH溶液将混合物溶液的pH调节至8～9；加入水，配制得到总单体质量浓度为20％的水溶液，通入N2 30min；加入总单体质量的0.1％的偶氮二异丁脒盐酸盐，搅拌均匀后，置于55℃水浴中，反应5h，得到乳白色胶状体产物；将乳白色胶状体用乙醇洗涤，烘干粉碎后得到降阻剂。为了便于区分，将该降阻剂命名为D1。
对该降阻剂D1的测定方法包括：
取20L清水，向其中加入一定量的降阻剂D1，配制得到质量浓度为0.025％的稀溶液。按照专利201320092441X《一种压裂液管路摩阻测定装置》中的装置和方法对清水和D1的降阻率进行测定。选用8mm管径的管道作为测试条件，以清水的摩阻作为对比实验，计算D1在不同流速下的降阻率，参见图1。
从图1中可以看出：随着流速的增加，D1的降阻率也在增加。且在流速较小时，降阻率的增加速率较快，随着流速的增加，降阻率的增加速率逐渐变慢。在流速为10m/s时，降阻率高达69.1％。
实施例2
本实施例提供了一种降阻剂，并对其降阻率进行测定。其中，该降阻剂的制备方法包括：
按照各组分的质量份数，将85质量份的丙烯酰胺、3质量份的十八烷基聚乙二醇丙烯酸酯、7质量份的丙烯酸、5质量份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应器中，得到混合物溶液，通过NaOH溶液将混合物溶液的pH调节至8～9；加入水，配制得到总单体质量浓度为20％的水溶液，通入N2 30min；加入总单体质量的0.1％的偶氮二异丁脒盐酸盐，搅拌均匀后，置于55℃水浴中，反应5h，得到乳白色胶状体产物；将乳白色胶状体产物用乙醇洗涤，烘干粉碎后得到降阻剂。为了便于区分，将该降阻剂命名为D2。
对该降阻剂D2的测定方法包括：
取20L清水，向其中加入一定量的降阻剂D2，配制得到质量浓度为0.025％的稀溶液。按照专利201320092441X《一种压裂液管路摩阻测定装置》中的装置和方法对清水和D2的降阻率进行测定。选用8mm管径的管道作为测试条件，以清水的摩阻作为对比实验，计算D2在不同流速下的降阻率，参见图2。
从图2中可以看出：随着流速的增加，D2的降阻率也在增加。且在流速较小时，降阻率的增加速率较快，随着流速的增加，降阻率的增加速率逐渐变慢。在流速为10m/s时，降阻率高达68.9％。
实施例3
本实施例提供了一种降阻剂，并对其降阻率进行测定。其中，该降阻剂的制备方法包括：
按照各组分的质量份数，将85质量份的丙烯酰胺、5质量份的壬基酚聚乙二醇丙烯酸酯、10质量份的丙烯酸加入反应器中，得到混合物溶液，通过NaOH溶液将混合物溶液的pH调节至8～9；加入水，配制得到总单体质量浓度为20％的水溶液，通入N2 30min；加入总单体质量的0.1％的偶氮二异丁脒盐酸盐，搅拌均匀后，置于55℃水浴中，反应5h，得到乳白色胶状体产物；将乳白色胶状体产物用乙醇洗涤，烘干粉碎后得到降阻剂。为了便于区分，将该降阻剂命名为D3。
对该降阻剂D3的测定方法包括：
取20L清水，向其中加入一定量的降阻剂D3，配制得到质量浓度为0.025％的稀溶液。按照专利201320092441X《一种压裂液管路摩阻测定装置》中的装置和方法对清水和D3的降阻率进行测定。选用8mm管径的管道作为测试条件，以清水的摩阻作为对比实验，计算D3在不同流速下的降阻率，参见图3。
从图3中可以看出：随着流速的增加，D3的降阻率也在增加。且在流速较小时，降阻率的增加速率较快，随着流速的增加，降阻率的增加速率逐渐变慢。在流速为10m/s时，降阻率高达75.3％。
实施例4
本实施例提供了一种降阻剂，并对其降阻率进行测定。其中，该降阻剂的制备方法包括：
按照各组分的质量份数，将75质量份的丙烯酰胺、5质量份的壬基酚聚乙二醇丙烯酸酯、7.5质量份的丙烯酸、12.5质量份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应器中，得到混合物溶液，通过NaOH溶液将混合物溶液的pH调节至8～9；加入水，配制得到总单体质量浓度为20％的水溶液，通入N2 30min；加入总单体质量的0.1％的偶氮二异丁脒盐酸盐，搅拌均匀后，置于55℃水浴中，反应5h，得到乳白色胶状体产物；将乳白色胶状体产物用乙醇洗涤，烘干粉碎后得到降阻剂。为了便于区分，将该降阻剂命名为D4。
对该降阻剂D4的测定方法包括：
取20L清水，向其中加入一定量的降阻剂D4，配制得到质量浓度为0.025％的稀溶液。按照专利201320092441X《一种压裂液管路摩阻测定装置》中的装置和方法对清水和D4的降阻率进行测定。选用8mm管径的管道作为测试条件，以清水的摩阻作为对比实验，计算D4在不同流速下的降阻率，参见图4。
从图4中可以看出：随着流速的增加，D4的降阻率也在增加。且在流速较小时，降阻率的增加速率较快，随着流速的增加，降阻率的增加速率逐渐变慢。在流速为10m/s时，降阻率高达75.1％。
实施例5
本实施例提供了一种降阻剂，并对其降阻率进行测定。其中，该降阻剂的制备方法包括：
按照各组分的质量份数，将85质量份的丙烯酰胺、5质量份的壬基酚聚乙二醇丙烯酸酯、4质量份的丙烯酸、5质量份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、1质量份的对苯乙烯磺酸钠加入反应器中，得到混合物，通过NaOH溶液将混合物的pH调节至8～9；加入水，配制得到总单体质量浓度为20％的水溶液，通入N2 30min；加入总单体质量的0.1％的偶氮二异丁脒盐酸盐，搅拌均匀后，置于55℃水浴中，反应5h，得到乳白色胶状体产物；将乳白色胶状体产物用乙醇洗涤，烘干粉碎后得到降阻剂。为了便于区分，将该降阻剂命名为D5。
对该降阻剂D5的测定方法包括：
取20L清水，向其中加入一定量的降阻剂D5，配制得到质量浓度为0.025％的稀溶液。按照专利201320092441X《一种压裂液管路摩阻测定装置》中的装置和方法对清水和D5的降阻率进行测定。选用8mm管径的管道作为测试条件，以清水的摩阻作为对比实验，计算D5在不同流速下的降阻率，参见图5。
从图5中可以看出：随着流速的增加，D5的降阻率也在增加。且在流速较小时，降阻率的增加速率较快，随着流速的增加，降阻率的增加速率逐渐变慢。在流速为10m/s时，降阻率高达74.7％。
从上述实施例1～5对降阻剂D1～D5的降阻率测定结果可以看出：在降阻剂的质量浓度为0.025％时，降阻率最高可达75.3％。
综上所述，本发明实施例提供的降阻剂操作工艺简单易配制，且制备得到的降阻剂的降阻率高，可以提高作业效率，达到页岩气储层增产的目的，具有良好的应用前景。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种降阻剂，其特征在于，所述降阻剂的合成原料包括以下质量份数的各组分：
60～95质量份的丙烯酰胺、1～5质量份的烷基聚乙二醇丙烯酸酯；
所述降阻剂的合成原料还包括：丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸钠中的至少一种，余量为水；
所述丙烯酸的质量份数不超过10质量份，所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量份数不超过20质量份，所述对苯乙烯磺酸钠的质量份数不超过5质量份。
2.根据权利要求1所述的降阻剂，其特征在于，所述烷基聚乙二醇丙烯酸酯的结构通式为：
其中，所述R1为甲基或氢原子，所述n为2～30，所述R2为苯环、烷基苯基、环烷烃或碳数为8～24的直链烷烃。
3.根据权利要求2所述的降阻剂，其特征在于，所述烷基苯基为叔丁基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、异辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十二烷基苯基、十四烷基苯基、十五烷基苯基、十六烷基苯基、十八烷基苯基或其对应的衍生物中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的降阻剂，其特征在于，所述环烷烃为环己烷、环戊烷、金刚烷胺、桥环烷烃或其对应的衍生物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的降阻剂，其特征在于，所述丙烯酰胺的质量份数为75～85质量份、所述烷基聚乙二醇丙烯酸酯的质量份数为3～5质量份。
6.一种权利要求1～5任一项所述的降阻剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
按照各组分的质量份数，将丙烯酰胺和烷基聚乙二醇丙烯酸酯两种单体加入反应器中，将丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或对苯乙烯磺酸钠中的至少一种单体也加入所述反应器中，得到混合物溶液，将所述混合物溶液的氢离子浓度指数pH调节至8～9；
加入水，配制得到总单体质量浓度为20％的水溶液，通入N2 20～40min；
加入引发剂，搅拌均匀后，在40～60℃下反应4～7h，得到乳白色胶状体产物；
将所述乳白色胶状体产物用乙醇洗涤，烘干粉碎后得到所述降阻剂。
7.根据权利要求6所述的降阻剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐或偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的降阻剂，其特征在于，所述过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系中过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为1～1.5:1。
9.根据权利要求6所述的降阻剂，其特征在于，所述引发剂的质量为所述总单体质量的0.05％～0.5％。
10.根据权利要求6所述的降阻剂，其特征在于，所述引发剂的质量为所述总单体质量的0.05％～0.2％。
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