專利名稱：抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程材料，特別是涉及一種抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
壓裂作為油氣藏的主要增產(chǎn)、增注措施已得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。壓裂就是利用壓力將地層壓開，形成裂縫，并用支撐劑將它支撐起來，以減小流體流動(dòng)阻力的增產(chǎn)、增注措施。其中的支撐劑又稱為壓裂液。水基壓裂液是指破膠后無不溶物(殘?jiān)?或不溶物極低的壓裂液(又稱無殘?jiān)鼔毫岩?。目前所有的水基壓裂液毫無例外的都有殘?jiān)?，這些殘?jiān)厝粫?huì)對(duì)地層及充填層造成嚴(yán)重堵塞使其滲透率大幅度下降，其累計(jì)損害可達(dá)90%以上，因此大大降低壓裂的效果，對(duì)于低壓、低滲油氣層尤其突出，常常會(huì)造成壓裂完全失效。增稠劑是水基壓裂液中的主要添加劑，關(guān)系到壓裂液的使用性能及壓裂成敗。國(guó)內(nèi)外最常用的壓裂液主要是以天然植物膠、纖維素和合成聚合物為增稠劑的水基壓裂液， 目前已在各油田取得了廣泛應(yīng)用，并得到了良好的增產(chǎn)效果。目前使用的壓裂液增稠劑品種很多，可分為天然聚多糖及其衍生物與合成聚合物兩大類，其中胍膠及其衍生物的應(yīng)用最廣。但其應(yīng)用缺陷是使用胍膠及其衍生物作為增稠劑的壓裂液破膠不完全，并且破膠后殘?jiān)鼤?huì)留在裂縫內(nèi)，殘留在裂縫中的聚合物將嚴(yán)重降低支撐劑充填層的滲透率，從而傷害地層，導(dǎo)致壓裂效果變差，攜砂能力減弱，限制了其作用的充分發(fā)展。目前以合成聚合物作為增稠劑的這類產(chǎn)品的合成原理和工藝較簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)表現(xiàn)也很明顯，抗溫能力有限(低于85°C )，需要加入交聯(lián)劑提高壓裂液的粘度，增強(qiáng)其攜砂能力，故使用成本增高。另外，此類產(chǎn)品不易于配制、儲(chǔ)存和泵送，不利于在現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用。所配制的壓裂液雖然能夠通過與地層烴類或水混合破膠，但該過程所需時(shí)間較長(zhǎng)。目前在油田壓裂后大都使用快速返排工藝，在壓裂施工結(jié)束后，立即放噴，盡量減少壓裂液在地層的駐留時(shí)間。因此在目前油氣田開發(fā)對(duì)壓裂效果要來愈來愈高的形勢(shì)下， 清潔壓裂液及其應(yīng)用術(shù)、消除殘?jiān)捌鋫Τ蔀楫?dāng)今壓裂界共同關(guān)心的急待解決的重大技術(shù)難題。總之，近年來，清潔壓裂液增稠劑研究和應(yīng)用正在朝著多樣化、抗高溫、低成本的方向發(fā)展，并且不同類型的壓裂液增稠劑都在不斷地豐富和發(fā)展，但是大部分研究限于室內(nèi)試驗(yàn)階段，受合成工藝、成本等條件的限制，新產(chǎn)品很難進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，從而使得清潔壓裂液增稠劑的生產(chǎn)應(yīng)用并沒有達(dá)到應(yīng)有的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述提及的技術(shù)問題，提供一種抗溫、無交聯(lián)、可降解的凝膠堵漏劑及其制備方法，包括如下步驟一種抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑的制備方法，包括如下步驟第一步締合單體N-十六烷基丙烯酰胺的合成
在單體反應(yīng)釜中依次加入有機(jī)溶劑甲苯、十六烷基胺、丙烯酸、催化劑對(duì)甲基苯磺酸鈉，形成混合反應(yīng)體系?；旌象w系中按照甲苯、十六烷基胺、丙烯酸、對(duì)甲基苯磺酸鈉總質(zhì)量100%計(jì)，其中甲苯占總質(zhì)量的45. 5 51. 9% ；十六烷基胺占總質(zhì)量的38 42%，丙烯酸占總質(zhì)量的10 12%，對(duì)甲基苯磺酸鈉占總質(zhì)量的0. 1 0.5%。在85 95°C保溫條件下通過水分離器密閉反應(yīng)并分離反應(yīng)產(chǎn)生的水，反應(yīng)20 Mh，再在80 90°C減壓蒸餾8 1 直至無餾出物，冷卻至室溫后在反應(yīng)釜中得到的淡黃色油狀固體即為締合單體 N-十六烷基丙烯酰胺，無需處理即可使用。
第二步抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑的合成
1、使用去離子水配制質(zhì)量百分比濃度為10 12%的氫氧化鉀溶液，將丙烯酸中 90%的中和度，中和后的溶液中即包含陰離子單體丙烯酸和陰離子單體丙烯酸
和至80鉀。2、依次加入合成好的締合單體N-十六烷基丙烯酰胺、陰離子單體對(duì)乙烯基苯磺酸鈉、丙烯酰胺，并加去離子水混合，形成混合反應(yīng)體系；混合體系中按氫氧化鉀、丙烯酸、 締合單體N-十六烷基丙烯酰胺、陰離子單體對(duì)乙烯基苯磺酸鈉、丙烯酰胺的總質(zhì)量100% 計(jì)，其中氫氧化鉀占總質(zhì)量的5 7%、丙烯酸占總質(zhì)量的8 10%、締合單體N-十六烷基丙烯酰胺占總質(zhì)量的4 5%，陰離子單體對(duì)乙烯基苯磺酸鈉占總質(zhì)量的3 5%，丙烯酰胺單體根據(jù)先加入物質(zhì)的比例進(jìn)行調(diào)整，可占總質(zhì)量的73 80%。再加水混合，所需加去離子水的量按如下比例添加，(上述混合體系中所含的固體物質(zhì)的質(zhì)量和)(去離子水，包含氫氧化鉀溶液中的水)為(30 40% ) (70 60% )，控制混合反應(yīng)體系溫度在10 30°C。向混合反應(yīng)體系中加入占體系總質(zhì)量0. 1 0. 5%的氧化還原體系引發(fā)劑 (過硫酸鉀或過硫酸銨亞硫酸氫鈉=1 1)和占體系總質(zhì)量0.1 0.5%偶氮類引發(fā)劑引發(fā)劑(偶氮二異丁腈)進(jìn)行多級(jí)引發(fā)。保溫反應(yīng)4 他，反應(yīng)溫度控制80 95°C。第三步、后處理反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)造粒、干燥、粉碎、包裝后得到抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑。通過上述方法制備的抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑，其分子結(jié)構(gòu)
為
權(quán)利要求
1. 一種抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑，其特征在于其分子結(jié)構(gòu)為
2.—種權(quán)利要求1所述抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑的制備方法，其特征在于， 包括下述步驟A 合成締合單體N-十六烷基丙烯酰胺在單體反應(yīng)釜中依次加入有機(jī)溶劑甲苯、十六烷基胺、丙烯酸、催化劑對(duì)甲基苯磺酸鈉，其中以質(zhì)量百分比計(jì)，所述甲苯占總反應(yīng)物質(zhì)量的45. 5 51. 9%、十六烷基胺占38 42%、丙烯酸占總10 12%、對(duì)甲基苯磺酸鈉占0. 1 0.5% ；在85 95 °C保溫條件下通過水分離器密閉反應(yīng)并分離反應(yīng)產(chǎn)生的水，反應(yīng)20 Mh， 再在80 90°C減壓蒸餾8 1 直至無餾出物，冷卻至室溫后在反應(yīng)釜中得到的淡黃色油狀固體即為締合單體N-十六烷基丙烯酰胺備用；B 合成抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑由質(zhì)量濃度為10 12%的氫氧化鉀水溶液將丙烯酸中和至80 90%的中和度，中和后的溶液中即包含陰離子單體丙烯酸和陰離子單體丙烯酸鉀；依次加入合成好的締合單體N-十六烷基丙烯酰胺、陰離子單體對(duì)乙烯基苯磺酸鈉、丙烯酰胺，并加去離子水混合；以質(zhì)量百分比計(jì)，其中氫氧化鉀為總反應(yīng)混合物質(zhì)量的5 7%、丙烯酸為8 10%、締合單體N-十六烷基丙烯酰胺為4 5%，陰離子單體對(duì)乙烯基苯磺酸鈉為3 5%，丙烯酰胺單體為73 80% ；上述混合體系中所含的固體物質(zhì)的質(zhì)量和 去離子水為30 40% 70 60%，控制混合反應(yīng)體系溫度在10 30°C ；向混合反應(yīng)體系中加入占體系總質(zhì)量0. 1 0.5%的氧化還原體系引發(fā)劑和占體系總質(zhì)量0. 1 0.5% 偶氮類引發(fā)劑進(jìn)行多級(jí)引發(fā)；保溫反應(yīng)4 6h，反應(yīng)溫度控制80 95°C ；C 后處理反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)造粒、干燥、粉碎、包裝后得到抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑的制備方法，其特征在于，所述氧化還原體系引發(fā)劑為質(zhì)量比1 1的過硫酸鉀或過硫酸銨與亞硫酸氫鈉，偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑及其制備方法；所述的抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液增稠劑清潔低傷害、環(huán)境友好、高效增粘性、超強(qiáng)懸浮性、超寬溫度適應(yīng)性25～240℃、抗鹽性好、剪切穩(wěn)定性優(yōu)異、摩阻小、壓裂效果突出、壓后生產(chǎn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、性價(jià)比優(yōu)異。
文檔編號(hào)C08F220/54GK102352232SQ20111022310
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者白小丹, 羅于建, 鄭焰 申請(qǐng)人:北京愛普聚合科技有限公司