本发明涉及油气田开发技术领域，特别是一种可用于连续施工的快速溶胀稠化剂乳液的制备方法及其使用方法。
背景技术：
压裂液的施工朝着快速，经济化方向发展。常规压裂液的施工是提前将配液罐拉到井场，在施工前进行配液操作，这样需要花费将配液罐拉到井场以及拉离井场。有时由于压裂施工前的工序出现问题，导致压裂施工推迟，使得配置好的压裂液由于长时间放置而变质，造成严重经济损失。所以现场有迫切发展连续配液施工的需求。
现场使用的压裂液稠化剂主要是胍胶和合成的聚丙烯酰胺，这些稠化剂在加量较少的情况下可以实现在线连续混配，但是当加量增加到携砂要求后，这些稠化剂的溶胀时间一般在30min，很难满足连续混配的要求。目前为了实现压裂用稠化剂的连续混配，采取了将稠化剂的分子量降低和在现场增加缓冲装置的做法。但是稠化剂的分子量降低，使得施工中液体的黏度不易达到施工要求。增加缓冲装置的做法限制了施工时的排量，不适合大排量的施工。稠化剂的增稠能力很强，2％加量的稠化剂水溶液黏度在200mpa.s以上，施工时很难被泵抽吸，所以采用高浓度的稠化剂预配方式也难于实现。
技术实现要素：
本发明的一个目的是针对现有高浓度稠化剂难以实现连续混配施工要求的问题，提供一种用于连续施工的稠化剂乳液的制备方法。该方法能够满足高浓度稠化剂快速溶胀的要求，满足了现场一体化施工的要求。
本发明的另一个目的是提供一种方法制备的稠化剂乳液的使用方法。
本发明提供的用于连续施工的稠化剂乳液的制备方法，核心技术在于将稠化剂采用盐包覆方法乳化，具体操作方法是：将稠化剂粉末以半分散状态分散于水中，然后加入高浓度的无机盐，搅拌待盐完全溶解后，加入聚乙二醇和非离子型乳化剂，剧烈搅拌，稠化剂被盐包覆，得到乳白色的稠化剂乳液；其中，无机盐在水中的浓度是100-400g/l。所述无机盐为nacl、kcl、nh4cl、mgcl2、nano3、cacl2中的至少一种。
所述稠化剂为胍胶、羟丙基胍胶、羧甲基胍胶、羧甲基羟丙基胍胶、羧甲基纤维素、羟丙基羧甲基纤维素、阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺中的一种，稠化剂在水中的浓度是200-450g/l。
所述聚乙二醇为聚乙二醇200或聚乙二醇400，其在水中的浓度是200-400g/l。所述非离子型乳化剂为吐温80、吐温100、司班80中的一种，其在水中的浓度是10-100g/l。
上述制备的稠化剂乳液的使用方法，将稠化剂乳液加到盐浓度低的水中或清水中后，乳状液快速破乳，包覆在稠化剂外表面的无机盐迅速扩散到低浓度的水中，稠化剂与水继续作用，稠化剂分子以伸展的形态完全分散在水中，增加溶液的黏度。
本发明的制备稠化剂乳液的作用原理如下：
稠化剂溶胀过程是分子链与水作用的过程，要调控施工时稠化剂的溶胀时间，需要从此入手。本发明巧妙的利用压裂液稠化剂分子链在高浓度的盐水中会卷曲，而当盐浓度降低后又会伸展的特征。主要是盐中的阳离子基团会吸附在稠化剂分子链表面，阻止了稠化剂分子与水的水化作用，所以稠化剂分子卷曲成团。配制的时候，先将稠化剂以半分散形式分散在水中，再加入在高浓度的盐，让盐阻止稠化剂的继续水化，这样半分散的稠化剂被包裹，稠化剂以卷曲的形态分散在水中，但是稠化剂分子的卷曲很容易导致聚集、沉淀的发生，为了避免这种情况，在体系中加入聚乙二醇和表面活性剂，在高速搅拌下形成液-固相的乳液，使稠化剂分子能保持稳定。当制备的稳定稠化剂加到盐浓度低的水中后，乳状液快速破乳，包围在稠化剂外表面的盐迅速扩散到低浓度的水中，稠化剂分子表面被释放，又可以与水继续作用，稠化剂以伸展的形态完全分散在水中，增加液体的黏度。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
本发明充分利用稠化剂在高、低浓度盐水中的形态差异，以及可逆性，解决了高浓度稠化剂的快速溶胀难题。该方法能够满足高浓度稠化剂快速溶胀的要求，满足了现场一体化施工的要求。可以实现多种稠化剂的连续施工，节约了现场的施工成本，降低施工成本，本发明生产流程简单，且各添加剂对环境无污染，满足现场的环保要求。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
在1l水中，搅拌下加入200g胍胶，液体黏度有增加后，加入400gnacl，快速搅拌，待nacl完全溶解后，加入400g聚乙二醇200和50g吐温100，剧烈搅拌，即可得到乳白色的稠化剂乳液。
实施例2
在1l水中，搅拌下加入450g阴离子聚丙烯酰胺，液体黏度有增加后，加入100gnano2和100gcacl2的混合物，快速搅拌，待两种无机盐完全溶解后，加入240g聚乙二醇200和80g吐温80，剧烈搅拌，即可得到乳白色的稠化剂乳液。
实施例3
在1l水中，搅拌下加入380g羟丙基胍胶，液体黏度有增加后，加入100gnano2、50gmgcl2和120gkcl的混合物，快速搅拌，待三种无机盐完全溶解后，加入320g聚乙二醇200和60g吐温100，剧烈搅拌，即可得到乳白色的稠化剂乳液。
实施例4
在1l水中，搅拌下加入240g阳离子聚丙烯酰胺，液体黏度有增加后，加入200gnacl和100gnano2的混合物，快速搅拌，待两种盐完全溶解后，加入280g聚乙二醇400和100g司班80，剧烈搅拌，即可得到乳白色的稠化剂乳液。
实施例5
在1l水中，搅拌下加入100g两性聚丙烯酰胺，待液体黏度有增加后，加入100gkcl，快速搅拌，待盐完全溶解后，加入200g聚乙二醇400和10g吐温80，剧烈搅拌，即可得到乳白色的稠化剂乳液。
实施例6
在1l水中，搅拌下加入400g羧甲基纤维素，待液体黏度有增加后，加入120gnacl和mgcl2的混合物，快速搅拌，待盐完全溶解后，加入360g聚乙二醇200和70g司班80，剧烈搅拌，即可得到乳白色的稠化剂乳液。
对比例
实施例性能：
分别取一定量的实施例1-6制备的稠化剂乳液，分散在500ml水中，测试其溶胀时间和溶胀后的黏度，结果见表1。其中，对比例是将2g羧甲基纤维素直接加入并分散在500ml水中，测试其溶胀时间和溶胀后的黏度。对比例中加入的羧甲基纤维素质量与5g实施例6的稠化剂乳液中含有的稠化剂质量相等。
表1、实施例1-6的稠化剂乳液的溶胀性能测试结果
由表1的测试结果可以看出，实施例1-6的稠化剂乳液的溶胀时间比对比例的溶胀时间缩短了很多，实现了快速溶胀的目的。而且，从对比例和实施例6产品溶胀后黏度可以看出，在加入等质量的同种稠化剂条件下，溶胀后的黏度几乎相等，由此说明本发明制备稠化剂乳液过程中加入的无机盐不会对溶胀后黏度产生不利的影响。因此，本发明的稠化剂乳液制备方法能够满足高浓度稠化剂快速溶胀的要求，满足了现场一体化施工的要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
1.一种用于连续施工的稠化剂乳液的制备方法，其特征在于，将稠化剂粉末以半分散状态分散于水中，然后加入高浓度的无机盐，搅拌待盐完全溶解后，加入聚乙二醇和乳化剂，剧烈搅拌，稠化剂被盐包覆，得到乳白色的稠化剂乳液；其中，无机盐在水中的浓度是100-400g/l。
2.如权利要求1所述的在连续施工中可快速溶胀的稠化剂乳液制备方法，其特征在于，所述无机盐为nacl、kcl、nh4cl、mgcl2、nano3、cacl2中的至少一种。
3.如权利要求1所述的用于连续施工的稠化剂乳液的制备方法，其特征在于，所述稠化剂为胍胶、羟丙基胍胶、羧甲基胍胶、羧甲基羟丙基胍胶、羧甲基纤维素、羟丙基羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺中的一种，稠化剂在水中的浓度是200-450g/l。
4.如权利要求3所述的用于连续施工的稠化剂乳液的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺是阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺中的一种。
5.如权利要求1所述的用于连续施工的稠化剂乳液的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为非离子型乳化剂。
6.如权利要求5所述的用于连续施工的稠化剂乳液的制备方法，其特征在于，所述非离子型乳化剂为吐温80、吐温100、司班80中的一种，其在水中的浓度是10-100g/l。
7.如权利要求1所述的用于连续施工的稠化剂乳液的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇200或聚乙二醇400，其在水中的浓度是200-400g/l。
8.如权利要求1-7任意一项所述方法制备的稠化剂乳液的使用方法，其特征在于，将稠化剂乳液加到盐浓度低的水中或清水中后，乳状液快速破乳，包覆在稠化剂外表面的无机盐迅速扩散到低浓度的水中，稠化剂与水继续作用，稠化剂分子以伸展的形态完全分散在水中，增加溶液的黏度。
技术总结