本發明專利技術提供一種丙烯酰胺類聚合物增稠劑及其制備方法和壓裂液，所述丙烯酰胺類聚合物增稠劑組成為：所述增稠劑的質量百分比組成為：親水性丙烯基單體20％～45％、疏水性丙烯基單體4％～6％、乳化劑1％～2％、引發劑0.2％～0.5％、潛伏性交聯劑和余量的水，其中，所述潛伏性交聯劑占所述親水性丙烯基單體和所述疏水性丙烯基單體質量和的0.5％～1.8％，本發明專利技術提供的丙烯酰胺類聚合物增稠劑，解決了現有技術中聚合物類增稠劑耐溫耐鹽性差、剪切穩定性差的技術問題，而且制備而成的丙烯酰胺類聚合物增稠劑具有耐高溫性能，可有效滿足滑溜水壓裂的現場施工要求。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及油田助劑
，特別涉及一種丙烯酰胺類聚合物增稠劑及其制備方法和壓裂液。
技術介紹
壓裂液包括水基壓裂液、油基壓裂液、泡沫壓裂液和乳化壓裂液等，國內外最常用的是以天然植物膠、纖維素和合成聚合物為增稠劑的水基壓裂液，其中丙烯酰胺類聚合物增稠劑是水基壓裂液中的主要添加劑，丙烯酰胺類聚合物增稠劑對壓裂液的使用性能及壓裂效果有很大的影響。目前使用的丙烯酰胺類聚合物增稠劑品種較多，其中以胍膠及其衍生物的增稠劑應用最廣，但是普遍存在破膠不徹底、易返膠、破膠液殘渣含量較高等問題，容易形成堵塞傷害，造成基質滲透率和裂縫導流能力下降，從而影響壓裂改造效果，同時植物膠類壓裂液管路摩阻較高，導致相同排量下井口壓力較高，造成較多的水馬力損耗和較高的施工風險。合成聚合物類增稠劑主要包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇等，普遍具有增稠能力強、破膠性能好、殘渣少等特點，但是整體耐鹽、耐剪切和分散性能較差，同時成本普遍較高，不利用現場推廣應用。
技術實現思路
本專利技術提供一種丙烯酰胺類聚合物增稠劑，解決了現有技術中聚合物類增稠劑耐溫耐鹽性差、剪切穩定性差的技術問題，而且制備而成的丙烯酰胺類聚合物增稠劑具有耐高溫性能，可有效滿足滑溜水壓裂的現場施工要求。本專利技術還提供一種丙烯酰胺類聚合物增稠劑的制備方法，制備過程中操作簡單易于控制，制備而成的丙烯酰胺類聚合物增稠劑具有低傷害、環境污染小、增粘性好、懸浮性強、抗鹽性好、摩阻低的性能特點，適用于低滲透油氣藏的加砂壓裂改造。本專利技術還提供一種壓裂液，該壓裂液包含上述制備的丙烯酰胺類聚合物增稠劑，由于該丙烯酰胺類聚合物增稠劑具有低傷害、環境污染小、增粘性好、懸浮性強、抗鹽性好、摩阻低的性能特點，所以該壓裂液應用在壓裂施工中可有效降低管路摩阻，降低泵壓和提高攜砂能力。本專利技術提供一種丙烯酰胺類聚合物增稠劑，所述增稠劑的質量百分比組成為：親水性丙烯基單體20％～45％、疏水性丙烯基單體4％～6％、乳化劑1％～2％、引發劑0.2％～0.5％、潛伏性交聯劑和余量的水，其中，所述潛伏性交聯劑占所述親水性丙烯基單體和所述疏水性丙烯基單體質量和的0.5％～1.8％。本專利技術提供的丙烯酰胺類聚合物增稠劑中，該丙烯酰胺類聚合物增稠劑由親水性丙烯基單體、疏水性丙烯基單體、乳化劑、引發劑和水以及潛伏性交聯劑組成，其中，親水性丙烯基單體占的質量百分比為20％～45％，例如，親水性丙烯基單體的質量百分比可以為20％、25％、30％或35％，具體根據實際需求選取合適的質量百分比，本專利技術中，乳化劑的質量百分比為1％～2％，例如乳化劑的質量百分比可以為1％、1.2％、1.6％或2％，具體根據實際需求選取合適的質量百分比，在本專利技術中，為了防止親水性丙烯基單體和疏水性丙烯基單體在體系中發生絮聚現象，所以添加了乳化劑，當乳化劑分散在分散質的表面時，形成薄膜或雙電層，可使分散相帶有電荷，這樣就能阻止分散相的小液滴互相凝結，使形成的乳濁液比較穩定，本專利技術中，疏水性丙烯基單體的質量百分比為4％～6％，例如，疏水性丙烯基單體的質量百分比可以為4％、4.3％、4.5％、5％或5.5％，具體根據實際需求選取合適的質量百分比。本專利技術中，丙烯酰胺類聚合物增稠劑中還包含引發劑，引發劑為一類容易受熱分解成自由基(即初級自由基)的化合物，可用于引發烯類、雙烯類單體的自由基聚合和共聚合反應，也可用于不飽和聚酯的交聯固化和高分子交聯反應。本專利技術中，通過引發劑將親水性丙烯基單體、疏水性丙烯基單體進行引發發生聚合反應從而制得丙烯酰胺類聚合物增稠劑，使得制得的丙烯酰胺類聚合物增稠劑的聚合物結構中同時引入親水和疏水基團，其中引入疏水性丙烯基單體，增加增稠劑聚合物分子內主鏈的分子剛性，改善網狀排布結構，使得合成的增稠劑聚合物具有良好的減阻性能和增稠能力，在壓裂施工中可有效降低管路摩阻，降低泵壓和提高攜砂能力，可有效滿足滑溜水壓裂 的現場施工要求。本專利技術中，引發劑的質量百分比為0.2％～0.5％，例如，引發劑的質量百分比可以為0.20％、可以為0.25％、也可以為0.30％，還可以為0.35％或0.40％，具體根據實際需求選取合適的質量百分比。本專利技術中，丙烯酰胺類聚合物增稠劑還包括潛伏性交聯劑，可進一步使親水性丙烯基單體和疏水丙烯基單體交聯聚合，使聚合物形成交聯網狀結構，進而使該丙烯酰胺類聚合物增稠劑增稠效果更明顯。本專利技術中，潛伏性交聯劑占親水性丙烯基單體和疏水性丙烯基單體質量和的0.5％～1.8％，例如，潛伏性交聯劑可以為親水性丙烯基單體和疏水性丙烯基單體質量和的0.5％，可以為親水性丙烯基單體和疏水性丙烯基單體質量和的0.8％，可以為親水性丙烯基單體和疏水性丙烯基單體質量和的1.2％，還可以為親水性丙烯基單體和疏水性丙烯基單體質量和的1.6％，具體根據實際需求選取合適的用量。本專利技術中，丙烯酰胺類聚合物增稠劑是以水作分散介質的，所以，當親水性丙烯基單體為20％～45％，疏水性丙烯基單體的質量百分比為4％～6％、乳化劑的質量百分比為1％～2％，引發劑的質量百分比為0.2％～0.5％以及通過所述親水性丙烯基單體和所述疏水性丙烯基單體質量和的0.5％～1.8％獲得潛伏性交聯劑的質量，進而得到潛伏性交聯劑的質量百分比，剩余的質量百分比為水的質量百分比。在本專利技術的一個具體方案中所述親水性丙烯基單體為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一種或幾種復合而成，例如，所述親水性丙烯基單體可以為羥甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，所述親水性丙烯基單體還可以由丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸三種聚合物復合而成的混合物，還可以為由丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸三種混合而成的混合物，具體可以根據實際需求選取丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的幾種進行組合，本專利技術中，對親水性丙烯基單體選取的混合方式不加以限制的。在本專利技術的一個具體方案中，所述親水性丙烯基單體由丙烯酰胺、甲基丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合組成，且所述丙烯酰胺、所述甲基丙烯酸與所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的質量比為14：2：2，即，本專利技術的一 個具體方案中，選取的親水性丙烯基單體是由丙烯酰胺、甲基丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按照質量比為14：2：2混合而成，進一步的，在本專利技術的另一方案中，所述親水性丙烯基單體由丙烯酰胺、丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合組成，且所述丙烯酰胺、所述甲基丙烯酸與所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的質量比為14：3：3，即，本專利技術的一個具體方案中，所述親水性丙烯基單體由丙烯酰胺、丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按照質量之比為14：3：3混合而成，本專利技術中的其他具體方案中，所述親水性丙烯基單體還可以由上述幾種親水性單體按照一定的質量比進行混合。在本專利技術的一個具體方案中，所述疏水性丙烯基單體為丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、順丁烯二酸單長鏈烷基酯鈉鹽、長碳鏈烷基二甲基烯丙基氯化銨中的一種或幾種復合而成，例如，所述疏水性丙烯基單體可以為丙烯酸十八酯、甲基本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種丙烯酰胺類聚合物增稠劑，其特征在于，所述增稠劑的質量百分比組成為：親水性丙烯基單體20％～45％、疏水性丙烯基單體4％～6％、乳化劑1％～2％、引發劑0.2％～0.5％、潛伏性交聯劑和余量的水，其中，所述潛伏性交聯劑占所述親水性丙烯基單體和所述疏水性丙烯基單體質量和的0.5％～1.8％。
【技術特征摘要】
1.一種丙烯酰胺類聚合物增稠劑，其特征在于，所述增稠劑的質量百分比組成為：親水性丙烯基單體20％～45％、疏水性丙烯基單體4％～6％、乳化劑1％～2％、引發劑0.2％～0.5％、潛伏性交聯劑和余量的水，其中，所述潛伏性交聯劑占所述親水性丙烯基單體和所述疏水性丙烯基單體質量和的0.5％～1.8％。2.根據權利要求1所述的丙烯酰胺類聚合物增稠劑，其特征在于，所述親水性丙烯基單體為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一種或幾種復合而成。3.根據權利要求2所述的丙烯酰胺類聚合物增稠劑，其特征在于，所述親水性丙烯基單體由丙烯酰胺、甲基丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合組成，且所述丙烯酰胺、所述甲基丙烯酸與所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的質量比為14：2：2；或，所述親水性丙烯基單體由丙烯酰胺、丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合組成，且所述丙烯酰胺、所述甲基丙烯酸與所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的質量比為14：3：3。4.根據權利要求1所述的丙烯酰胺類聚合物增稠劑，其特征在于，所述疏水性丙烯基單體為丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、順丁烯二酸單長鏈烷基酯鈉鹽、長碳鏈烷基二甲基烯丙基氯化銨中的一種或幾種復合而成。5.根據權利要求1-4任一所述的丙烯酰胺類聚合物增稠劑，其特征在于，所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸銨-亞硫酸鈉、過硫酸鉀-亞硫酸鈉、過硫酸銨-硫代硫酸鈉、過硫酸鉀-硫代硫酸鈉或水溶性偶氮引發劑；所述乳化劑為失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉中的一種或多種混合物。6.根據權利要求1-4所述的丙烯酰胺類聚合物增稠劑，其特征在于，所述潛伏性交聯劑為丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸羥乙酯中的一種或兩種混合而成。7.根據權利要求6所述的丙烯酰胺類聚合物增稠劑，其特征在于，所述潛伏性交聯劑為所述丙烯酸羥乙酯和所述甲基丙烯酸羥乙酯按照質量比為
\t7:1混合組成。8.權利要求1-7任一項所述的丙烯酰胺類聚合物增稠劑的制備方法，其特征在于，包括以下過程：將親...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李楷，李忠興，慕立俊，趙振峰，李憲文，張礦生，薛小佳，吳江，呂海燕，劉錦，范華波，徐創朝，郭鋼，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11
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