【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种丙烯酰胺系共聚物及其制备方法和应用。
技术介绍
作为非常规油气资源利用的典型代表——页岩气(油)资源的开采已经成为全球非常规油气资源领域的一场革命,目前页岩气的开发与利用已成为世界各国着重关注与发展的重点技术。由于页岩气藏等极致密油气藏具有渗透率极低(一般小于0.5mD)、压裂压力高、易造成地层伤害的特点。必须采用“减阻水(滑溜水)压裂”工艺开采。“减阻水(滑溜水)压裂”是水力压裂的一种。与目前常规压裂体系(改性瓜胶交联体系)相比,减阻水(滑溜水)压裂不是依靠高粘性胶体携砂,而是以高的泵注排量携砂,实现将储层压裂成网状裂缝的最终目的。减阻水(滑溜水)压裂较常规压裂体系在成本上有较大优势的同时对地层的伤害较小。减阻水压裂液核心助剂为水基降阻剂,在实际施工中,水基减阻剂的加入克服工作液在管线中的摩擦阻力,保证了泵注排量的提高,使压力最大限度地作用于压开地层和延伸地层裂缝,目前可用作水基降阻剂的主要有胍胶及其衍生物、纤维素衍生物、丙烯酰胺类聚合物。目前,采用胍胶及其衍生物、纤维素及其衍生物作为减阻水压裂中的减阻剂一定程度上提高了泵注排量、降低了管线中的摩擦阻力(US 5697444,US 5271466),但仍无法满足减阻水压裂的要求,主要由于上述生物高分子存在以下缺点:(1)降阻性能有限;(2)由于胍胶及其衍生物、纤维素及其衍生物具有少量不溶物极易对地层造成伤害;(3)溶解时间较长。 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种丙烯酰胺系共聚物,其特征在于,所述丙烯酰胺系共聚物含有结构单元A、
结构单元B和结构单元C,其中,所述结构单元A为式(1)所示的结构单元和/或式(2)
所示的结构单元,所述结构单元B为式(3)、式(4)、式(5)和式(6)所示的结构单
元中的一种或多种,所述结构单元C为式(7)所示的结构单元和/或式(8)所示的结构
单元;且以所述丙烯酰胺系共聚物中结构单元的总摩尔数为基准,所述结构单元A的含
量为5-95摩尔%,所述结构单元B的含量为2.5-90摩尔%,所述结构单元C的含量为0.5-90
摩尔%;优选地,所述结构单元A的含量为10-70摩尔%,所述结构单元B的含量为5-60
摩尔%,所述结构单元C的含量为5-30摩尔%;所述丙烯酰胺系共聚物的粘均分子量为
300万-2500万,优选为800万-1500万;
式(1),式(2),
式(3),式(4),式(5),
式(6),式(7),式(8),
其中,R1、R1’、R4和R4’各自独立地为C1-C4的亚烷基;R8、R9、R8’和R9’各自独
立地为C1-C20的直链或支链亚烷基;R2、R3、R2’、R3’、R5、R6、R7、R5’、R6’、R7’、
R10、R11、R10’和R11’各自独立地为C1-C4的烷基;M为H、K和Na中的至少一种;X-
\t为Cl-,Br-,I-,SCN-,2.根据权利要求1所述的丙烯酰胺系共聚物,其中,所述结构单元B为式(9)、
式(10)和式(11)所示的结构单元中的一种或多种,所述结构单元C为式(12)所示
的结构单元,
式(9),式(10),
式(11),式(12),
其中,R1、R4和R4’各自独立地为C1-C4的亚烷基;R8’和R9’各自独立地为C1-C20
的直链或支链亚烷基。
3.一种丙烯酰胺系共聚物的制备方法,该制备方法包括,在烯烃的溶液聚合反应
条件下,在引发剂存在下,使一种单体混合物在水中进行聚合反应,其特征在于,所述
单体混合物含有单体D、单体E和单体F,所述单体D为式(13)所示的单体和/或式(14)
所示的单体,所述单体E为式(15)、式(16)、式(17)和式(18)所示的单体中的一
种或多种,所述单体F为式(19)所示的单体和/或式(20)所示的单体,
式(13),式(14),
式(15),式(16),
式(17),式(18),
式(19),式(20),
其中,R1、R1’、R4和R4’各自独立地为C1-C4的亚烷基;R8、R9、R8’和R9’各自独
立地为C1-C20的直链或支链亚烷基;R2、R3、R2’、R3’、R5、R6、R7、R5’、R6’、R7’、
R10、R11、R10’和R11’各自独立地为C1-C4的烷基;M为H、K和Na中的至少一种;X-为Cl-,Br-,I-,SCN-,4.一种丙烯酰胺系共聚物的制备方法,该制备方法包括将水相和油相混合形成反
相乳液,然后在乳液聚合反应条件下,将该反相乳液与引发剂接触,所述水相为含有单
体混合物的水溶液,所述油相含有油和乳化剂,接触的条件使得单体混合物发生聚合反
应,
其中,所述单体混合物含有单体D、单体E和单体F,所述单体D为权利要求3中
所述式(13)所示的单体和/或式(14)所示的单体,所述单体E为权利要求3中所述式
(15)、式(16)、式(17)和式(18)所示的单体中的一种或多种,所述单体F为权利
要求3中所述式(19)所示的单体和/或式(20)所示的单体。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述水相与油相的重量比为1:0.1-2,
优选为1:0.3-0.8。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其中,以所述乳液的总重量为基准,所述油
的用量为10-60重量%,所述乳化剂的用量为1-20重量%,优选地,所述油的用量为15-35
重量%,...
【专利技术属性】
技术研发人员:杜凯,黄凤兴,祝纶宇,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司北京化工研究院,
类型:发明
国别省市:
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