【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于石油開采，具體涉及一種壓裂用稠化劑懸浮乳液及其制備方法。
技術介紹
1、我國油田基本都已進入開采中后期，綜合含水率上升，油層滲透率下降，對油井采取壓裂造縫手段是改善油井滲透率，提高采油效率，增加產量的最可行手段。提高老油田產量的同時又不傷害油藏的最有效的方法是對地層采取壓裂施工，其目的是將儲層壓出裂縫，從而增產。壓裂時所用的壓裂液必須具有高的粘度、高的抗剪切性、高強的攜沙性和破膠無殘渣的環保性等特點。高的粘度以便其造縫，只有高的粘度才能使裂縫達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。
2、目前使用的稠化劑原料有植物膠及其衍生物、纖維素衍生物、生物聚多糖、合成聚合物，常用的是瓜膠、羥丙基瓜膠、香豆膠等。一般合成聚合物有聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯酰胺等，這些聚合物是可以通過控制合成條件，改變聚合物性質，滿足施工需要，降阻性能好，但存在的問題是耐剪切性差；耐鹽性差；殘膠吸附堵塞嚴重。
3、cn1073194a公開了一種壓裂液增稠劑，適用于低滲透油氣層的壓裂改造作業。采用草本植物天豆粉，經乙醇、燒堿、環氧丙烷和水對其進行化學改性而成。其含殘渣量明顯低于目前壓裂液用的植物膠田菁增稠劑，因此對地層傷害小，可獲得增產效果。但該壓裂液增稠劑相比合成聚合物增稠劑含殘渣量高，耐溫效果不好。
4、cn111019042a公開了一種壓裂液用抗高溫稠化劑及其制備方法和應用，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
技術實現思路
1、本專利技術針對上述現有技術存在的不足而提供一種壓裂用稠化劑懸浮乳液及其制備方法。本專利技術的稠化劑懸浮乳液具有合成簡單、表觀粘度高、耐剪切能力強、抗菌能力強、降阻率高的優點。60℃、0.2wt%的濃度表觀粘度達到50mpa·s以上，粘度保持率達到80%以上，7d粘度保持率達到97%以上，降阻率達到70%以上。
2、本專利技術第一個目的公開了一種壓裂用稠化劑懸浮乳液，所述的稠化劑懸浮乳液的分子結構式如下：
3、
4、其中：
5、a=20000-200000；
6、b=2000-40000；
7、c=5000-100000；
8、x=20000-200000；
9、y=2000-40000；
10、z=5000-100000；
11、o=2000-40000。
12、優選地，所述稠化劑懸浮乳液均分子量為10000000-30000000。
13、本專利技術另一個目的公開了一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，所述制備方法具體步驟如下：
14、（1）在反應釜中依次加入丙烯酰胺、去離子水、乳化劑、緩沖鹽，攪拌均勻，用氮氣吹掃反應器及管路，置換掉反應釜中的空氣，后期合成過程始終緩慢通入氮氣，依次加入2-(烯丙基二甲基甲硅烷基)吡啶、甲基丙烯酸三氟乙酯、n,n-亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌，轉速為800-1000?rpm，直到所有原材料成為均勻的乳狀液；
15、（2）在反應釜中加入引發劑，攪拌溶解，加入催化劑水溶液，緩慢滴加氫氧化鈉水溶液，維持ph7-8，溶液逐漸變稠，降低攪拌轉速為200-300?rpm，緩慢升溫到50-60?℃，保溫60-80?min，得到粘稠液體，即為產品稠化劑懸浮乳液。
16、在本專利技術中，優選地，所述的2-(烯丙基二甲基甲硅烷基)吡啶、甲基丙烯酸三氟乙酯、n,n-亞甲基雙丙烯酰胺與丙烯酰胺的摩爾比為0.05-0.2：0.1-0.5：0.05-0.2：1。
17、在本專利技術中，優選地，步驟（1）中所述的去離子水與丙烯酰胺的重量比為6-8：1。
18、優選情況下，步驟（1）中所述的乳化劑為非離子乳化劑和陰離子乳化劑的混合物；其中非離子乳化劑為op-10（十二烷基酚聚氧乙烯醚）、tx-10（壬基酚聚氧乙烯醚）、span-60（山梨糖醇酐單硬脂酸酯）中的一種，與丙烯酰胺的重量比為0.02-0.05：1；陰離子乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種，與丙烯酰胺的重量比為0.01-0.02：1。
19、優選情況下，步驟（1）中所述的緩沖鹽為磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨中的一種，與丙烯酰胺的重量比為0.02-0.04：1。
20、在本專利技術中，優選地，步驟（2）中所述的引發劑為偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈，與丙烯酰胺的重量比為0.01-0.05：1。
21、優選情況下，步驟（2）中所述的催化劑為氯化銅的水溶液或氯化鐵的水溶液，催化劑與丙烯酰胺的重量比為0.005-0.01：1，催化劑的濃度為2-5wt%。
22、本專利技術所述的稠化劑懸浮乳液合成反應方程式如下：
23、
24、。
25、本專利技術是對常規稠化劑聚丙烯酰胺在分子結構上進行修飾改造得到的高分子聚合物，聚合的主要單體為丙烯酰胺，參與修飾改造的單體有2-(烯丙基二甲基甲硅烷基)吡啶、甲基丙烯酸三氟乙酯、n,n-亞甲基雙丙烯酰胺。其中2-(烯丙基二甲基甲硅烷基)吡啶有殺菌和降低表界面張力的作用，殺菌的目的是稠化劑配置的時候不用加入殺菌劑，降低表界面張力的目的是降低摩擦阻力；甲基丙烯酸三氟乙酯的作用是大幅度降低表界面張力以降低摩擦阻力，n,n-亞甲基雙丙烯酰胺使得聚合物呈二維或三維結構，可以大幅提高分子的粘度從而提高產品對巖層大孔道的堵塞能力，同時可以加強攜砂能力。
26、本專利技術與現有技術相比具有如下優點和有益效果：
27、（1）本專利技術的稠化劑懸浮乳液合成采用一鍋法，合成工藝簡單，沒有副產物；
28、（2）本專利技術的稠化劑懸浮乳液具有較高的表觀粘度，60℃、0.2wt%的濃度表觀粘度達到50mpa·s以上；具有較高耐剪切能力，粘度保持率達到80%以上；具有較好的抗菌能力，7d粘度保持率達到97%以上；具有較好的降阻效應，降阻率達到70%以上。
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1.一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，所述制備方法具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，所述的2-(烯丙基二甲基甲硅烷基)吡啶、甲基丙烯酸三氟乙酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺與丙烯酰胺的摩爾比為0.05-0.2：0.1-0.5：0.05-0.2：1。
3.根據權利要求1所述一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的乳化劑為非離子乳化劑和陰離子乳化劑的混合物。
4.根據權利要求3所述一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，所述的非離子乳化劑為十二烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐單硬脂酸酯中的一種，與丙烯酰胺的重量比為0.02-0.05：1。
5.根據權利要求3所述一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，所述的陰離子乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種，與丙烯酰胺的重量比為0.01-0.02：1。
6.根據權利要求1所述一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的緩沖鹽為磷酸二氫
7.根據權利要求1所述一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述的引發劑為偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈，與丙烯酰胺的重量比為0.01-0.05：1。
8.根據權利要求1所述一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述的催化劑為氯化銅的水溶液或氯化鐵的水溶液，所述催化劑的濃度為2-5wt%，所述催化劑與丙烯酰胺的重量比為0.005-0.01：1。
9.一種壓裂用稠化劑懸浮乳液，其特征在于，所述的稠化劑懸浮乳液的分子結構式如下：
10.根據權利要求9所述的一種壓裂用稠化劑懸浮乳液，其特征在于，所述稠化劑懸浮乳液粘均分子量為10000000-30000000。
...【技術特征摘要】
1.一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，所述制備方法具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，所述的2-(烯丙基二甲基甲硅烷基)吡啶、甲基丙烯酸三氟乙酯、n,n-亞甲基雙丙烯酰胺與丙烯酰胺的摩爾比為0.05-0.2：0.1-0.5：0.05-0.2：1。
3.根據權利要求1所述一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的乳化劑為非離子乳化劑和陰離子乳化劑的混合物。
4.根據權利要求3所述一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，所述的非離子乳化劑為十二烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐單硬脂酸酯中的一種，與丙烯酰胺的重量比為0.02-0.05：1。
5.根據權利要求3所述一種壓裂用稠化劑懸浮乳液的制備方法，其特征在于，所述的陰離子乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種，與丙烯酰胺的重量比為0.01-0.02：1。
【專利技術屬性】
技術研發人員：任海寧，孫春同，孫永強，任平平，齊海花，
申請(專利權)人：東營施普瑞石油工程技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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