【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于石油開采，具體涉及一種高分子聚合物稠化劑及其合成方法與應用。
技術介紹
1、壓裂技術是常規的增產技術。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。目前水基壓裂液采用的稠化劑主要是天然植物膠及其衍生物，其中使用最多的羥丙基瓜膠。它們具有技術成熟、膠體穩定和貨源充足的特點。但是據報道，通常使用的瓜膠壓裂液體系不僅會在壓開裂縫的表面形成濾餅，而且還會使部分殘渣留在地層和裂縫中，造成二次傷害。
2、與天然植物膠及其衍生物和纖維素及其衍生物相比，人工合成聚合物具有更好的粘溫特性和高溫穩定性，且具有對細菌不敏感、穩定性好、攜沙能力強的的優點。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的缺點。低聚物壓裂液彌補了上述聚合物的缺點，但是低聚物存在不能夠耐高溫的特點，在高溫條件下水解斷鏈，失去了壓裂用于增稠、攜沙、造縫的作用。
3、cn91111287.1公布了一種壓裂液增稠劑的制備方法，該壓裂液增稠劑適用于低滲透油氣層的壓裂改造作業。采用植物天豆粉，經過乙醇、燒堿、環氧丙烷和水對其進行化學改性而成。其水不溶物明顯低于目前壓裂液用的植物田箐膠增稠劑，因此對地層傷害小，可獲得增產效果。
4、cn201911175892.8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，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，賦予共聚物優異的耐高溫性和抗鹽性，同時具有良好的溶解性、粘彈性、攜砂性。但由于其并沒有實際上解決壓裂液稠化劑在高溫下交聯鍵斷裂的問題，導致壓裂液稠化劑穩定性不佳。
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高分子聚合物稠化劑及其制備方法與應用。本專利技術具有合成簡單、表觀粘度高、耐剪切能力強、耐鹽耐硬度效果好的優點。
2、為了實現上述目的，第一個方面，本專利技術公開了一種高分子聚合物稠化劑的合成方法，所述合成方法的具體步驟如下：
3、（1）用氮氣吹掃第一反應器及管路，在反應器中依次加入4-三氟甲基肉桂酸、去離子水、羥乙基纖維素、tx-10、磷酸二氫鉀，攪拌均勻，用氫氧化鈉溶液調節ph7-8；
4、（2）在第二反應器加入4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、2-烯丙氧基甲基-2-羥甲基丙烷-1,3-二醇、去離子水，攪拌均勻，用氫氧化鈉溶液調節ph7-8；
5、（3）高位滴加槽加入引發劑，滴加到第一反應器中，連續攪拌，當粘度開始上升時，將第二反應器的混合液體加入，繼續攪拌20-30min，之后升溫到55-60℃，保溫反應60-120min，得到粘稠液體；
6、（4）將上述粘稠液體烘干造粒，得到產品稠化劑。
7、在本專利技術中，優選地，所述的4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、2-烯丙氧基甲基-2-羥甲基丙烷-1,3-二醇與4-三氟甲基肉桂酸的摩爾比為0.2-0.4：0.5-1：1。
8、在本專利技術中，優選地，步驟（1）中，所述的去離子水、羥乙基纖維素、tx-10、磷酸二氫鉀與4-三氟甲基肉桂酸的重量比為4-6：0.05-0.1：0.05-0.1：0.02-0.05：1。
9、在本專利技術中，優選地，步驟（2）中，所述的去離子水與4-三氟甲基肉桂酸的重量比為2-3：1。
10、在本專利技術中，優選地，步驟（3）中，所述的引發劑為過硫酸鹽與亞硫酸氫鈉的混合溶液，其中過硫酸鹽的濃度為10-12wt%，亞硫酸氫鈉的濃度為4-6wt%，引發劑與4-三氟甲基肉桂酸的重量比為0.2-0.4：1。
11、優選情況下，所述過硫酸鹽為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種。
12、本專利技術所述的高分子聚合物稠化劑合成反應方程式如下：
13、
14、
15、第二個方面，本專利技術公開了一種高分子聚合物稠化劑，所述高分子聚合物稠化劑的分子結構式如下：
16、
17、其中：
18、x=10000-100000；
19、y=2000-40000；
20、z=5000-100000。
21、優選地，所述的高分子聚合物稠化劑的粘均分子量為10000000-15000000。
22、第三個方面，本專利技術公開了上述高分子聚合物稠化劑在壓裂液用中的應用。
23、本專利技術高分子聚合物稠化劑是三元高分子聚合物。聚合的單體有4-三氟甲基肉桂酸、4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、2-烯丙氧基甲基-2-羥甲基丙烷-1,3-二醇，分子呈線性結構。分子中含有氨基和羥基，可以與硼、鋯、鈦等各類交聯劑發生交聯，從而形成二維和三維結構，大幅度提高其粘度；分子中含有氟烷親油基團，分子中含有羧基、磺酸基親水基團，可以降低表界面張力，降低壓裂液運移過程中的摩擦阻力；分子中含有苯環結構，可以增加耐剪切能力；羥乙基纖維素在聚合過程中起到分散劑的作用，可以提高本專利技術的聚合效果，同時也能加強交聯效果。
24、本專利技術與現有技術相比具有如下優點和有益效果：
25、（1）本專利技術的高分子聚合物稠化劑合成采用一鍋法，合成工藝簡單，沒有副產物；
26、（2）本專利技術的高分子聚合物稠化劑具有較高的表觀粘度，濃度為2000mg/l時粘度達到105mpa?s及以上；
27、（3）本專利技術的高分子聚合物稠化劑具有較好的耐剪切能力，在170s-1的條件下，連續剪切120min后，粘度保持率達到90%以上；
28、（4）本專利技術的高分子聚合物稠化劑具有較好的耐鹽耐硬度性能，含鹽50000mg/l，用含硬度10000mg/l的模擬地層水配置2000mg/l的濃度，粘度達到100mpa?s以上。
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1.一種高分子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：
2.根據權利要求1所述合成方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的去離子水、羥乙基纖維素、TX-10、磷酸二氫鉀與4-三氟甲基肉桂酸的重量比為4-6：0.05-0.1：0.05-0.1：0.02-0.05：1。
3.根據權利要求1所述合成方法，其特征在于，步驟（2）中，所述的去離子水與4-三氟甲基肉桂酸的重量比為2-3：1。
4.根據權利要求1所述合成方法，其特征在于，步驟（3）中，所述的引發劑為過硫酸鹽與亞硫酸氫鈉的混合溶液，其中過硫酸鹽的濃度為10-12wt%，亞硫酸氫鈉的濃度為4-6wt%，引發劑與4-三氟甲基肉桂酸的重量比為0.2-0.4：1。
5.根據權利要求1所述合成方法，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。
6.根據權利要求1-5任一項所述合成方法制備得到的高分子聚合物稠化劑，其特征在于，所述高分子聚合物稠化劑分子結構式如下：
7.根據權利要求6所述高分子聚合物稠化劑，其特征在于，所述高分子
8.根據權利要求6或7所述高分子聚合物稠化劑在壓裂液用中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種高分子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：
2.根據權利要求1所述合成方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的去離子水、羥乙基纖維素、tx-10、磷酸二氫鉀與4-三氟甲基肉桂酸的重量比為4-6：0.05-0.1：0.05-0.1：0.02-0.05：1。
3.根據權利要求1所述合成方法，其特征在于，步驟（2）中，所述的去離子水與4-三氟甲基肉桂酸的重量比為2-3：1。
4.根據權利要求1所述合成方法，其特征在于，步驟（3）中，所述的引發劑為過硫酸鹽與亞硫酸氫鈉的混合溶液，其中過硫酸鹽的濃度為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫春同，孫永強，任海寧，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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