一種非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑及其制備方法與流程
1.本發(fā)明屬于石油開采技術領域，涉及一種高分子聚合物及其制備方法，特別涉及一種非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑及其制備方法。
背景技術：
2.國內(nèi)油田大部分已進入注水開發(fā)中后期，由于油藏的非均質(zhì)性，注入水容易沿高滲透層突破、沖刷使高滲透層的滲透率進一步提高，油藏的非均質(zhì)性進一步擴大，致使油井大量出水，產(chǎn)能降低，經(jīng)濟效益變差。為了使注入水均勻推進，減少油井出水，提高石油采收率，最有效的方法就是從注水井注入化學調(diào)剖劑封堵高滲透層，調(diào)整水井的吸水剖面，即進行壓裂作業(yè)。
3.壓裂工藝是油氣井增產(chǎn)的一項重要措施，在各油田普遍采用，它是利用地面高壓泵組將壓裂液以大大超過地層吸收能力的排量泵入地層，在地層形成裂縫，改善油氣層的導流能力，提高油層的滲透能力，以增加注水量或產(chǎn)油量，從而達到增產(chǎn)目的。
4.伴隨著常規(guī)油氣藏的大規(guī)模開采和消耗，致密砂巖氣、煤層氣、頁巖氣等低滲透特低滲、深層高溫非常規(guī)油氣資源亟待開發(fā)利用。水力壓裂技術是廣泛用于低滲、特低滲油氣井增產(chǎn)、注水井增注的重要技術手段之一。
5.將壓裂液由高壓泵注入設備進行增壓后，通過管柱高速泵入地層，高壓高速條件下流體在管內(nèi)流動過程中紊流現(xiàn)象嚴重，壓裂液與管壁之間有較大的摩擦阻力，流體的摩擦阻力限制了流體在管道中的流動，造成管道輸量降低以及能量損耗增加。因此，需要采用在流體中添加減阻劑的方法來降低摩擦阻力的影響，從而提高施工效率。
6.cn103694984a公開了公開了一種頁巖氣酸化壓裂減阻劑及其制備方法。該發(fā)明將單體丙烯酸與2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸混合，溶于水中，然后加入丙烯酰胺，最后再加入乙二胺四乙酸二鈉配制成水相；將復配表面活性劑與基礎油混合溶解，形成油相；然后將油相和水相進行反相乳液聚合，制備出頁巖氣酸化壓裂減阻劑。該減阻劑中引入大量抗酸性單體，極大提高了減阻劑的抗酸能力；減阻劑外觀為乳白乳液，穩(wěn)定性高，不燃、不爆，運輸及儲存安全；該減阻劑在水中溶解快，不會形成魚眼，滿足頁巖氣酸化壓裂連續(xù)混配的要求；質(zhì)量分數(shù)為0.2%的減阻劑水溶液，其降阻率就可達到70%以上。但是該專利配方中含有大量的有機溶劑，這種壓裂液減阻劑注入地層后會造成地下水的污染，無法滿足環(huán)保的要求。
7.cn103013488a公開了一種能應用于滑溜水壓裂液的減阻劑及其制備方法，將有機鹽加入丙烯酰胺與功能單體水溶液中制備水相，在高速攪拌下將水相加入到由表面活性劑與基礎油構成的油相體系中，形成穩(wěn)定的w/o型微乳液體系，再通氮氣驅(qū)氧，加入引發(fā)劑聚合，形成無支化的長鏈結(jié)構。該聚合物微乳膠為透明或半透明狀的熱力學穩(wěn)定體系，能夠迅速溶脹于水中，可以直接使用，在流體輸送時加入少量的該減阻劑，可一定程度的提高流量、降低能耗，與清水相比，減阻效果可達到30%～65%。該發(fā)明的減阻劑具有穩(wěn)定性好、溶解速度快、溶解性能好、使用方便、減阻效果顯著等特點，適用于滑溜水壓裂技術，并且已經(jīng)應
用于現(xiàn)場壓裂作業(yè)，取得了良好的增產(chǎn)效果。但是該減阻劑在水中分散效果較差，96小時后還是渾濁狀態(tài)，會影響壓裂液體系的性能，而且該減阻劑的減阻率為僅為30-60%，效果較差。
技術實現(xiàn)要素：
8.本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑及其制備方法。本發(fā)明具有原料來源廣泛、合成工藝簡單、無副產(chǎn)物的優(yōu)點；同時本發(fā)明具有高粘度、高減阻率的特點。
9.為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的目的之一公開了一種非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑，所述納米減阻劑分子結(jié)構式如下：其中：a=20000-400000；b=5000-100000；c=10000-200000；d=2000-40000；e=2000-40000。
10.本發(fā)明另一個目的公開了上述非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑的制備方法，具體步驟如下：（1）在第一高位槽中加入丙烯酰胺和第一去離子水，攪拌溶解，在第二高位槽中加入引發(fā)劑；（2）將反應釜用氮氣吹掃3-5min，整個合成過程緩慢通入氮氣，依次加入2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、tx-10（壬基酚聚氧乙烯醚）、緩沖鹽、第二去離子水，高速攪拌，直到所有原材料完全成為均勻的乳狀液，用4-5wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph7-8；（3）將反應釜攪拌速度調(diào)節(jié)為300-500rpm，同時緩慢升溫，溫度達到50-55℃后，停止升溫，繼續(xù)攪拌；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，第一高位槽滴加時間控制在2-3h，第二高位槽較第一高位槽的滴加時間長10-30min，滴加完畢后，將反應釜升溫到80-90℃，繼續(xù)攪拌2-3h，降溫到40-50℃，用18-20wt%的氨水調(diào)節(jié)ph7-8；得到產(chǎn)品納米減阻劑。
11.本發(fā)明是以丙烯酰胺、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽為單體的五元高分子聚合
物。其中，丙烯酰胺為聚合物主體；2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯具有普通表面活性劑無法比擬的低表面張力和界面張力，可以大幅度降低壓裂液運移過程中的摩擦阻力；烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷液也可以大幅度降低表面張力和界面張力，降低壓裂液運移過程中的摩擦阻力，同時苯環(huán)結(jié)構可以提高壓裂液的剛性、提高耐剪切力；丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽含有季銨陽離子，一方面可以降低表面張力和界面張力，一方面電荷的排斥作用抑制了單體分子的彎曲，提高了分子粘度；1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽的苯環(huán)結(jié)構進一步提高了分子的耐剪切力；tx-10為常規(guī)的非離子表面活性劑，可以提高產(chǎn)品聚合質(zhì)量，提高分子量和均勻程度，從而提高產(chǎn)品的粘度，同時可以進一步加強減阻效果。
12.本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點和有益效果：（1）本發(fā)明的納米減阻劑合成為一鍋法，原材料易得，合成工藝簡單，沒有副產(chǎn)物，安全環(huán)保；（2）本發(fā)明的納米減阻劑具有高表觀粘度，在溫度30℃條件下，0.5wt%濃度時表觀粘度≥180mpa.s；（3）本發(fā)明納米減阻劑具有較好的減阻效應，0.5wt%濃度的減阻率≥70%。
具體實施方式
13.在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應被視為在本文中具體公開。
14.根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明公開了一種非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑，所述納米減阻劑分子結(jié)構式如下：其中：a=20000-400000，優(yōu)選為50000-100000；b=5000-100000，優(yōu)選為10000-20000；c=10000-200000，優(yōu)選為20000-50000；d=2000-40000，優(yōu)選為5000-20000；e=2000-40000，優(yōu)選為5000-10000。
15.所述納米減阻劑粘均分子量為10000000-50000000。
16.第二方面，本發(fā)明公開了上述非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑的制備方法，具
體步驟如下：（1）在第一高位槽中加入丙烯酰胺和第一去離子水，攪拌溶解，在第二高位槽中加入引發(fā)劑；（2）將反應釜用氮氣吹掃3-5min，整個合成過程緩慢通入氮氣，依次加入2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、tx-10（壬基酚聚氧乙烯醚）、緩沖鹽、第二去離子水，高速攪拌，直到所有原材料完全成為均勻的乳狀液，用4-5wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph7-8；（3）將反應釜攪拌速度調(diào)節(jié)為300-500rpm，同時緩慢升溫，溫度達到50-55℃后，停止升溫，繼續(xù)攪拌；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，第一高位槽滴加時間控制在2-3h，第二高位槽較第一高位槽的滴加時間長10-30min，滴加完畢后，將反應釜升溫到80-90℃，繼續(xù)攪拌2-3h，降溫到40-50℃，用18-20wt%的氨水調(diào)節(jié)ph7-8；得到產(chǎn)品納米減阻劑。
17.在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述丙烯酰胺、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽的摩爾比為1：0.1-0.3：0.2-0.5：0.05-0.1：0.05-0.1；更優(yōu)選地，所述丙烯酰胺、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽的摩爾比為1：0.1-0.2：0.2-0.3：0.05-0.08：0.05-0.07。
18.在本發(fā)明中，優(yōu)選地，步驟（1）中所述第一去離子水與丙烯酰胺的重量比為3-4：1。
19.在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為過硫酸鹽和還原性含硫鹽的混合溶液，所述引發(fā)劑與丙烯酰胺的重量比為0.1-0.3：1。
20.優(yōu)選情況下，所述過硫酸鹽為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種，所述還原性含硫鹽為亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉中的一種。
21.優(yōu)選情況下，所述過硫酸鹽的質(zhì)量濃度為8-10%，還原性含硫鹽的質(zhì)量濃度為3-5%。
22.在本發(fā)明中，優(yōu)選地，步驟（2）中所述緩沖鹽為磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉中的一種。
23.優(yōu)選情況下，所述tx-10（壬基酚聚氧乙烯醚）、緩沖鹽、第二去離子水與丙烯酰胺的重量比為0.02-0.05：0.02-0.05：4-5：1。
24.在本發(fā)明中，優(yōu)選地，步驟（2）中所述高速攪拌速度為1000-1500rpm。
25.本發(fā)明所述納米減阻劑的合成的反應方程式如下：
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
26.此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
27.下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
28.實施例1（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和426g第一去離子水，攪拌溶解，在第二高位槽中加入14.2g引發(fā)劑過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉的混合溶液，其中過硫酸鉀的濃度為10wt%，亞硫酸氫鈉的濃度為5wt%。
29.（2）將反應釜用氮氣吹掃3min，整個合成過程緩慢通入氮氣；依次加入0.2mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.4mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.1mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、0.1mol 1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、2.84gtx-10、2.84g磷酸氫二鉀、710g第二去離子水，高速攪拌，攪拌速度為1000rpm，直到所有原材料完全成為均勻的乳狀液，用4wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph7。
30.（3）將反應釜攪拌速度調(diào)節(jié)為300rpm，同時緩慢升溫，溫度達到50℃后，停止升溫，繼續(xù)攪拌；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，第一高位槽滴加時間為2.5h，第二高位槽的滴加時間為2.8h，滴加完畢后，將反應釜升溫到80℃，繼續(xù)攪拌2.2h，降溫到40℃，用20wt%的氨水調(diào)節(jié)ph8；得到產(chǎn)品j1。
31.實施例2（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和568g第一去離子水，攪拌溶解，在第二高位槽中加入19.3g引發(fā)劑過硫酸鉀和硫代硫酸鈉的混合溶液，其中過硫酸鉀的濃度為9wt%，硫代硫酸鈉的濃度為4wt%。
32.（2）將反應釜用氮氣吹掃3min，整個合成過程緩慢通入氮氣；依次加入0.25mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.5mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.2mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、0.2mol 1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、3.44gtx-10、7.1g磷酸氫二鉀、568g第二去離子水，高速攪拌，攪拌速度為1100rpm，直到所有原材料完全成為均勻的乳狀液，用4wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph8。
33.（3）將反應釜攪拌速度調(diào)節(jié)為350rpm，同時緩慢升溫，溫度達到54℃后，停止升溫，繼續(xù)攪拌；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，第一高位槽滴加時間為2.6h，第二高位槽的滴加時間為3h，滴加完畢后，將反應釜升溫到90℃，繼續(xù)攪拌2.6h，降
溫到42℃，用18wt%的氨水調(diào)節(jié)ph7；得到產(chǎn)品j2。
34.實施例3（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和451g第一去離子水，攪拌溶解，在第二高位槽中加入17.8g引發(fā)劑過硫酸鈉和硫代硫酸鈉的混合溶液，其中過硫酸鈉的濃度為8wt%，硫代硫酸鈉的濃度為4wt%。
35.（2）將反應釜用氮氣吹掃5min，整個合成過程緩慢通入氮氣；依次加入0.38mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.6mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.12mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、0.18mol 1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、3.78gtx-10、4.55g磷酸二氫鉀、683g第二去離子水，高速攪拌，攪拌速度為1200rpm，直到所有原材料完全成為均勻的乳狀液，用5wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph7。
36.（3）將反應釜攪拌速度調(diào)節(jié)為380rpm，同時緩慢升溫，溫度達到51℃后，停止升溫，繼續(xù)攪拌；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，第一高位槽滴加時間為2.3h，第二高位槽的滴加時間為2.6h，滴加完畢后，將反應釜升溫到80℃，繼續(xù)攪拌2h，降溫到43℃，用19wt%的氨水調(diào)節(jié)ph7；得到產(chǎn)品j3。
37.實施例4（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和496g第一去離子水，攪拌溶解，在第二高位槽中加入27.6g引發(fā)劑過硫酸鈉和亞硫酸氫鈉的混合溶液，其中過硫酸鈉的濃度為8wt%，亞硫酸氫鈉的濃度為3wt%。
38.（2）將反應釜用氮氣吹掃5min，整個合成過程緩慢通入氮氣；依次加入0.35mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.6mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.14mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、0.17mol 1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、4.29gtx-10、6.78g磷酸二氫鉀、588g第二去離子水，高速攪拌，攪拌速度為1300rpm，直到所有原材料完全成為均勻的乳狀液，用5wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph8。
39.（3）將反應釜攪拌速度調(diào)節(jié)為400rpm，同時緩慢升溫，溫度達到53℃后，停止升溫，繼續(xù)攪拌；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，第一高位槽滴加時間為2.5h，第二高位槽的滴加時間為3h，滴加完畢后，將反應釜升溫到90℃，繼續(xù)攪拌2.5h，降溫到50℃，用18wt%的氨水調(diào)節(jié)ph8；得到產(chǎn)品j4。
40.實施例5（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和542g第一去離子水，攪拌溶解，在第二高位槽中加入31.4g引發(fā)劑過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合溶液，其中過硫酸銨的濃度為10wt%，亞硫酸氫鈉的濃度為4wt%。
41.（2）將反應釜用氮氣吹掃5min，整個合成過程緩慢通入氮氣；依次加入0.4mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.7mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.16mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、0.16mol 1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、5.11gtx-10、4.88g磷酸氫二鈉、649g第二去離子水，高速攪拌，攪拌速度為1400rpm，直到所有原材料完全成為均勻的乳狀液，用4.5wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph7。
42.（3）將反應釜攪拌速度調(diào)節(jié)為450rpm，同時緩慢升溫，溫度達到50℃后，停止升溫，繼續(xù)攪拌；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，第一高位槽滴加時間為2.2h，第二高位槽的滴加時間為2.5h，滴加完畢后，將反應釜升溫到85℃，繼續(xù)攪拌2.5h，
降溫到45℃，用19wt%的氨水調(diào)節(jié)ph7；得到產(chǎn)品j5。
43.實施例6（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和500g第一去離子水，攪拌溶解，在第二高位槽中加入39.8g引發(fā)劑過硫酸銨和亞硫酸鈉的混合溶液，其中過硫酸銨的濃度為9.5wt%，亞硫酸鈉的濃度為4.5wt%。
44.（2）將反應釜用氮氣吹掃3min，整個合成過程緩慢通入氮氣；依次加入0.45mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.8mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.18mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、0.15mol 1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、5.75gtx-10、6.14g磷酸氫二鈉、638g第二去離子水，高速攪拌，攪拌速度為1500rpm，直到所有原材料完全成為均勻的乳狀液，用4.5wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph8。
45.（3）將反應釜攪拌速度調(diào)節(jié)為480rpm，同時緩慢升溫，溫度達到52℃后，停止升溫，繼續(xù)攪拌；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，第一高位槽滴加時間為3h，第二高位槽的滴加時間為3.2h，滴加完畢后，將反應釜升溫到82℃，繼續(xù)攪拌2h，降溫到46℃，用18.5wt%的氨水調(diào)節(jié)ph7；得到產(chǎn)品j6。
46.實施例7（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和450g第一去離子水，攪拌溶解，在第二高位槽中加入42.6g引發(fā)劑過硫酸銨和亞硫酸鈉的混合溶液，其中過硫酸銨的濃度為8.5wt%，亞硫酸鈉的濃度為4.5wt%。
47.（2）將反應釜用氮氣吹掃4min，整個合成過程緩慢通入氮氣；依次加入0.5mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、0.95mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.15mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、0.13mol 1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、6.23gtx-10、5.17g磷酸二氫鈉、623g第二去離子水，高速攪拌，攪拌速度為1500rpm，直到所有原材料完全成為均勻的乳狀液，用4wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph7；（3）將反應釜攪拌速度調(diào)節(jié)為500rpm，同時緩慢升溫，溫度達到50℃后，停止升溫，繼續(xù)攪拌；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，第一高位槽滴加時間為2.5h，第二高位槽的滴加時間為3h，滴加完畢后，將反應釜升溫到87℃，繼續(xù)攪拌3h，降溫到48℃，用19.5wt%的氨水調(diào)節(jié)ph8；得到產(chǎn)品j7。
48.實施例8（1）在第一高位槽中加入2mol丙烯酰胺和520g第一去離子水，攪拌溶解，在第二高位槽中加入37.4g引發(fā)劑過硫酸鉀和硫代硫酸鈉的混合溶液，其中過硫酸鉀的濃度為10wt%，硫代硫酸鈉的濃度為4wt%。
49.（2）將反應釜用氮氣吹掃4min，整個合成過程緩慢通入氮氣；依次加入0.6mol 2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、1mol烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、0.13mol丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、0.12mol 1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、7.1gtx-10、5.88g磷酸二氫鈉、594g第二去離子水，高速攪拌，攪拌速度為1500rpm，直到所有原材料完全成為均勻的乳狀液，用5wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph8。
50.（3）將反應釜攪拌速度調(diào)節(jié)為500rpm，同時緩慢升溫，溫度達到55℃后，停止升溫，繼續(xù)攪拌；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，第一高位槽滴加時間為2h，第二高位槽的滴加時間為2.5h，滴加完畢后，將反應釜升溫到83℃，繼續(xù)攪拌3h，降溫
到50℃，用20wt%的氨水調(diào)節(jié)ph8；得到產(chǎn)品。
51.實施例9納米減阻劑表觀粘度測試測試本發(fā)明納米減阻劑j
1-的表觀粘度，測試濃度為0.5wt%，方法參考sy/t6376－2008《壓裂液通用技術條件》中7.1。用山東寶莫生物化工有限公司的壓裂液減阻劑產(chǎn)品bm-3進行表觀粘度對比，測試結(jié)果見表1。
52.實施例10納米減阻劑減阻率測試測試本發(fā)明納米減阻劑j
1-的減阻率，測試濃度為0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%，方法參考sy/t6376－2008《壓裂液通用技術條件》中7.13.1。用山東寶莫生物化工有限公司的壓裂液減阻劑產(chǎn)品bm-3進行減阻率對比，測試結(jié)果見表1。
53.表1納米減阻劑表觀粘度、減阻率測試結(jié)果從表1可以看出：（1）濃度為0.5wt%時，本發(fā)明納米減阻劑j
1-的表觀粘度均大于180mpa.s，其中表觀粘度最大達到246mpa.s；而bm-3的表觀粘度為75mpa.s，明顯低于本發(fā)明。
54.（2）濃度為0.1wt%時，本發(fā)明納米減阻劑j
1-的減阻率均大于50%，其中的減阻率最大達到62%，而bm-3的減阻率為39%；濃度為0.3wt%時，本發(fā)明納米減阻劑j
1-的減阻率均大于60%，其中的減阻率最大達到69%，而bm-3的減阻率為53%；濃度為0.5wt%時，本發(fā)明納米減阻劑j
1-的減阻率均大于70%，其中的減阻率最大達到80%，而bm-3的減阻率為59%明顯低于本發(fā)明。
55.以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的技術構思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，包括各個技術特征以任何其它的合適方式進行組合，這些簡單變型和組合同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
技術特征：
1.一種非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法如下：（1）在第一高位槽中加入丙烯酰胺和第一去離子水，攪拌溶解，在第二高位槽中加入引發(fā)劑；（2）將反應釜用氮氣吹掃3-5min，整個合成過程緩慢通入氮氣，依次加入2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、壬基酚聚氧乙烯醚、緩沖鹽、第二去離子水，高速攪拌，直到所有原材料完全成為均勻的乳狀液，用4-5wt%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph7-8；（3）將反應釜攪拌速度調(diào)節(jié)為300-500rpm，同時緩慢升溫，溫度達到50-55℃后，停止升溫，繼續(xù)攪拌；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，第一高位槽滴加時間控制在2-3h，第二高位槽較第一高位槽的滴加時間長10-30min，滴加完畢后，將反應釜升溫到80-90℃，繼續(xù)攪拌2-3h，降溫到40-50℃，用18-20wt%的氨水調(diào)節(jié)ph7-8；得到產(chǎn)品納米減阻劑。2.根據(jù)權利要求1所述非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑的制備方法，其特征在于，所述丙烯酰胺、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽的摩爾比為1：0.1-0.3：0.2-0.5：0.05-0.1：0.05-0.1。3.根據(jù)權利要求2所述非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑的制備方法，其特征在于，所述丙烯酰胺、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽的摩爾比為1：0.1-0.2：0.2-0.3：0.05-0.08：0.05-0.07。4.根據(jù)權利要求1所述非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸鹽和還原性含硫鹽的混合溶液，所述引發(fā)劑與丙烯酰胺的重量比為0.1-0.3：1。5.根據(jù)權利要求4所述非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑的制備方法，其特征在于，所述過硫酸鹽為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種，所述還原性含硫鹽為亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉中的一種。6.根據(jù)權利要求4或5所述非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑的制備方法，其特征在于，所述過硫酸鹽的質(zhì)量濃度為8-10%，還原性含硫鹽的質(zhì)量濃度為3-5%。7.根據(jù)權利要求1所述非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述緩沖鹽為磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉中的一種。8.根據(jù)權利要求1所述非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑的制備方法，其特征在于，所述壬基酚聚氧乙烯醚、緩沖鹽、第二去離子水與丙烯酰胺的重量比為0.02-0.05：0.02-0.05：4-5：1。9.根據(jù)權利要求1-8任一項所述非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑的制備方法制備得到的納米減阻劑，其特征在于，所述納米減阻劑分子結(jié)構式如下：
其中：a=20000-400000；b=5000-100000；c=10000-200000；d=2000-40000；e=2000-40000；所述納米減阻劑粘均分子量為10000000-50000000。10.根據(jù)權利要求9所述納米減阻劑，其特征在于，所述納米減阻劑分子結(jié)構式如下：其中：a=50000-100000；b=10000-20000；c=20000-50000；d=5000-20000；e=5000-10000。
技術總結(jié)
本發(fā)明屬于石油開采技術領域，具體涉及一種非常規(guī)儲層水力壓裂用納米減阻劑及其制備方法。所述制備方法如下：在第一高位槽中加入丙烯酰胺和第一去離子水，在第二高位槽中加入引發(fā)劑；依次加入2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、烯丙基二甲基(4-甲氧基苯基)硅烷、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、1-乙烯基-3-芐基咪唑溴鹽、TX-10（壬基酚聚氧乙烯醚）、緩沖鹽、第二去離子水，用氫氧化鈉溶液調(diào)pH；第一高位槽和第二高位槽中的液體同時滴加到反應釜中，滴加完畢后，反應釜升溫然后降溫，用氨水調(diào)pH，得到產(chǎn)品納米減阻劑。本發(fā)明具有原料來源廣泛、合成工藝簡單、無副產(chǎn)物的優(yōu)點；同時本發(fā)明具有高粘度、高減阻率的特點。減阻率的特點。
