一種抗鹽壓裂用聚合物稠化劑及其合成方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于石油開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗鹽壓裂用聚合物稠化劑及其合成方法

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種抗鹽壓裂用聚合物稠化劑及其合成方法


[0001]本專利技術(shù)屬于石油開采
，具體涉及一種抗鹽壓裂用聚合物稠化劑及其合成方法
。

技術(shù)介紹

[0002]油田開采進(jìn)入中后期，開采難度日益增加
。
非常規(guī)油氣藏開采是增產(chǎn)的重要方向，而這些油氣藏通常具有埋藏深
、
滲透率低
、
溫度高等特點(diǎn)，對(duì)此類油氣藏進(jìn)行壓裂改造是有效的增產(chǎn)措施，也是油藏改造的主要手段
。
壓裂時(shí)所用的壓裂液必須具有高的粘度
、
高的抗剪切性
、
高強(qiáng)的攜沙性和破膠無殘澄的環(huán)保性等特點(diǎn)
。
高的粘度以便其造縫，只有高的粘度才能使裂縫達(dá)到所需的寬度和深度
。
稠化劑作為水基壓裂液的主劑，用以提高壓裂液的粘度，降低壓裂液濾失，懸浮和攜帶支撐劑
。
[0003]稠化劑是用于提高水性體系粘度和改善流變性的一種聚合物助劑
。
在需要增稠的體系中添加少許稠化劑，即可顯著增大體系的表觀粘度，使之達(dá)到要求
。
在石油鉆探
、
食品工業(yè)
、
農(nóng)業(yè)
、
日用化工
、
醫(yī)藥業(yè)及紡織印染等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用
。
[0004]稠化劑的研究經(jīng)歷了從天然聚合物到合成聚合物的發(fā)展，目前主要形成了三類稠化增粘劑體系：天然髙分子聚合物類
、
生物聚合物類和合成髙分子聚合物類
。
[0005]天然髙分子聚合物主要包括植物膠及其衍生物和纖維素及其衍生物
。
植物膠類包含胍膠
、
田菁膠
、
香豆膠
、
魔芋膠及各類植物膠衍生物，它們主要是由半乳甘露聚糖組成，由于其分子鏈上羥基含量較多，很容易與水分子形成締合體，在溶液中伸展并伸長產(chǎn)生稠化作用
。
但其價(jià)格較高且不溶物含量高，同時(shí)對(duì)地表產(chǎn)生的傷害較大
。
[0006]生物聚合物類稠化增粘劑主要是指黃原膠，又稱黃胞膠
、
漢生膠，它是由黃單胞桿 菌發(fā)酵產(chǎn)生的微生物多糖，具有較好的增稠能力和耐溫耐剪切性，但易受細(xì)菌和酶的降解，需配合殺菌劑使用
。
[0007]合成高分子聚合物與天然高分子聚合物相比，具有更好的耐溫耐剪切性，增稠能力強(qiáng)，懸砂能力強(qiáng)，破膠性好，對(duì)地層傷害小，且對(duì)細(xì)菌不敏感，在各個(gè)方面性能都優(yōu)于天然聚合物
。
目前，國內(nèi)外對(duì)合成聚合物的研究較多，主要產(chǎn)品有：丙烯酰胺類聚合物
、
乙烯類聚合物和交聯(lián)的聚合物
。
[0008]CN111019042A
公開了一種壓裂液用抗高溫稠化劑及其制備方法和應(yīng)用，包括一種壓裂液用抗高溫稠化劑，其特征在于，稠化劑包括丙烯酰胺
、
抗鹽功能單體和溫敏功能單體自由基；丙烯酰胺
、
抗鹽功能單體
、
溫敏功能單體的摩爾比為1：
(0.01
～
0.08)
：
(0.05
～
0.15)。
該專利技術(shù)通過溶液共聚的方式，在丙烯酰胺分子鏈上引入溫敏單元和抗鹽單元，賦予共聚物優(yōu)異的耐高溫性和抗鹽性，同時(shí)具有良好的溶解性
、
粘彈性
、
攜砂性
。
但是其并沒有實(shí)際上解決壓裂液稠化劑在高溫下交聯(lián)鍵斷裂的問題，導(dǎo)致壓裂液稠化劑穩(wěn)定性不佳
。
[0009]CN104861951A
公開了一種液體稠化劑體系，包括有機(jī)溶劑
、
植物膠增稠劑
、
有機(jī)增溶劑
、
乳化劑和水
。
根據(jù)該專利技術(shù)所述的稠化劑體系，其配制容易，具有一定的抗鹽性，用于和水混合配制壓裂液時(shí)，溶脹迅速，對(duì)配制水的要求低，即使使用海水（含鹽），也不影響稠化
劑的溶脹效果
。
然而，研究發(fā)現(xiàn)，該稠化增粘劑懸浮穩(wěn)定性仍然難以滿足市場(chǎng)高性能標(biāo)準(zhǔn)的要求
。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0010]本專利技術(shù)針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種抗鹽壓裂用聚合物稠化劑及其合成方法
。
本專利技術(shù)的聚合物稠化劑具有合成簡(jiǎn)單
、
表觀粘度高
、
耐剪切能力強(qiáng)
、
降阻率高的優(yōu)點(diǎn)
。
[0011]本專利技術(shù)第一個(gè)目的公開了一種抗鹽壓裂用聚合物稠化劑，所述的稠化劑的分子結(jié)構(gòu)式如下：，其中：
a=10000
?
100000
；
b=5000
?
50000
；
c=2500
?
25000
；
d=2500
?
25000。
[0012]優(yōu)選地，所述的聚合物稠化劑粘均分子量為
20000000
?
30000000。
[0013]本專利技術(shù)另一個(gè)目的公開了上述聚合物稠化劑的合成方法，所述合成方法的具體步驟如下：（1）功能單體的制備反應(yīng)器中依次加入2?
羥基咔唑和蒸餾水，在攪拌狀態(tài)下緩慢分批次加入氨基磺酸，水浴冷卻，加完氨基磺酸后，繼續(xù)保溫反應(yīng)
30
?
60min
，整個(gè)過程控制反應(yīng)溫度不超過
60℃
，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)
pH7
?8，得到混合液；將上述混合液減壓蒸餾至
90℃
無餾出物，加入乙醇和
1,4
?
二氯丁烯，加熱到
70℃
，保溫反應(yīng)2?
4h
，整個(gè)過程用氫氧化鈉溶液維持
pH7
?8，得到粗品；將上述粗品減壓蒸餾，得到粘稠固體，用環(huán)己烷重結(jié)晶，烘干，得到功能單體
。
[0014]優(yōu)選地，基于1摩爾份的2?
羥基咔唑，所述的氨基磺酸
、1,4
?
二氯丁烯為
0.8
?
1.2、0.4
?
0.6
摩爾份；更優(yōu)選地，基于1摩爾份的2?
羥基咔唑，所述的氨基磺酸
、1,4
?
二氯丁烯為
0.9
?
1.1、0.45
?
0.55
摩爾份
。
[0015]在本專利技術(shù)中，優(yōu)選地，步驟（1）中所述蒸餾水與2?
羥基咔唑的重量比為4?6：
1。
[0016]在本專利技術(shù)中，優(yōu)選地，步驟（1）中所述乙醇與2?
羥基咔唑的重量比為
10
?
12
：
1。
[0017]（2）聚合物稠化劑的合成在反應(yīng)釜中依次加入丙烯酰胺
、
蒸餾水
、
乳化劑
、
分散劑
、
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.
一種抗鹽壓裂用聚合物稠化劑的合成方法，其特征在于，所述合成方法的具體步驟如下：（1）功能單體的制備：反應(yīng)器中依次加入2?
羥基咔唑和蒸餾水，在攪拌狀態(tài)下緩慢分批次加入氨基磺酸，水浴冷卻，加完氨基磺酸后，繼續(xù)保溫反應(yīng)
30
?
60min
，整個(gè)過程控制反應(yīng)溫度不超過
60℃
，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)
pH7
?8，得到混合液；將上述混合液減壓蒸餾至
90℃
無餾出物，加入乙醇和
1,4
?
二氯丁烯，加熱到
70℃
，保溫反應(yīng)2?
4h
，整個(gè)過程用氫氧化鈉溶液維持
pH7
?8，得到粗品；將上述粗品減壓蒸餾，得到粘稠固體，用環(huán)己烷重結(jié)晶，烘干，得到功能單體；（2）聚合物稠化劑的合成：在反應(yīng)釜中依次加入丙烯酰胺
、
蒸餾水
、
乳化劑
、
分散劑
、
緩沖鹽，攪拌均勻，用氮?dú)獯祾叻磻?yīng)器及管路，依次加入功能單體
、2
?
(
三氟甲基
)
丙烯酸
、N
?
烯丙基
?
N,N
?
雙
(
三甲基甲硅烷基
)
胺，高速攪拌，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)
pH7.5
?8，直到所有原材料成為均勻的乳狀液；高位滴加槽加入引發(fā)劑，緩慢向反應(yīng)釜滴加，滴加完畢后，保溫反應(yīng)1?
2h
，繼續(xù)升溫到
80
?
85℃
，保溫反應(yīng)1?
2h
，降溫到
40℃
以下，得到粘稠液體，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)
pH7.5
?8；將上述粘稠液體烘干造粒，得到產(chǎn)品聚合物稠化劑
。2.
如權(quán)利要求1所述一種抗鹽壓裂用聚合物稠化劑的合成方法，其特征在于，步驟（1）中，基于1摩爾份的2?
羥基咔唑，所述的氨基磺酸
、1,4
?
二氯丁烯為
0.8
?
1.2、0.4
?
0.6
摩爾份
。3.
如權(quán)利要求2所述一種抗鹽壓裂用聚合物稠化劑的合成方法，其特征在于，基于1摩爾份的2?
羥基咔唑，所述的氨基磺酸
、1,4
?
二氯丁烯為
0.9
?
1.1、0.45
?
0.55
摩爾份
。4.
如權(quán)利要求1所述一種抗鹽壓裂用聚合物稠化劑的合成方法，其特征在于，步驟（2）中，基于1摩爾份的丙烯酰胺，所述功能單體
、2
?
(
三氟甲基
)
丙烯酸
、N

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬超，王鵬，丁毫，孫鑫堯，張曉蕾，李正陽，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：勝利油田方圓化工有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：