清洁压裂液增稠剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种清洁压裂液的增稠剂及其制备方法，该增稠剂由一定比例配的甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙烷磺酸盐、苯乙烯、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、苯乙烯磺酸钠和N-乙烯基-吡咯烷酮在溶剂水中混合后，调节混合反应液pH值为8-9，氮气保护下加入引发剂引发自由基，采用微波法聚合制备而成，该清洁压裂液增稠剂具有抗剪切性好、粘度高、携砂性好等优点，并且该清洁压裂液增稠剂配液时间短，增稠剂分散性好、溶胀速度快，可以实现边配液边施工。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种清洁压裂液的增稠剂及其制备方法，该增稠剂由一定比例配的甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙烷磺酸盐、苯乙烯、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、苯乙烯磺酸钠和N-乙烯基-吡咯烷酮在溶剂水中混合后，调节混合反应液pH值为8-9，氮气保护下加入引发剂引发自由基，采用微波法聚合制备而成，该清洁压裂液增稠剂具有抗剪切性好、粘度高、携砂性好等优点，并且该清洁压裂液增稠剂配液时间短，增稠剂分散性好、溶胀速度快，可以实现边配液边施工。【专利说明】
本专利技术属于常规油气藏及非常规油气藏压裂
，特别涉及一种清洁压裂液 增稠剂及其制备方法。
技术介绍
压裂增产技术是油气藏开采过程中最有效的增产措施技术之一，目前压裂使用的 增稠剂主要是植物胶及其衍生物，存在水溶解速度慢、不溶物含量高、破胶后残渣多且对储 层有伤害等问题。另外，传统的压裂工艺存在着准备时间长、残液排放污染环境等问题，尤 其是准备与施工分两步先后进行，不能实现二者实时匹配，经常造成施工被动和压裂液浪 费。 目前，国内研究低伤害聚合物压裂液体系已经起步，但尚未找到一种具有高的剪 切性、强的抑制性、高的黏度、良好的携砂性、破胶后无残渣等优点的环保性聚合物增稠剂。 使增稠剂热稳定性较差，不能保持粘土稳定，使造出的裂缝不能达到所需要的宽度和深度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种清洁压裂液的增稠剂及其制备方法，采用该方法所制 备的清洁压裂液增稠剂具有抗剪切性好、粘度高、携砂性好等优点，并且该清洁压裂液增稠 剂配液时间短，增稠剂分散性好、溶胀速度快，可以实现边配液边施工。 为了实现上述目的，本专利技术所述清洁压裂液增稠剂，由以下重量百分比的原料制 成： 甲基丙烯酰胺 5-15%， 2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙烷磺酸盐 1-5%， 苯乙烯 5-15%, 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 10-20%， 对苯乙烯磺酸钠 0.5-2%， iV-乙烯基-吡咯烷酮 1-5%， 水 余量； 该清洁压裂液增稠剂的制备方法包括下述主要步骤： (1)配置混合反应液：将上述重量百分比的原料混合，其中，水为溶剂，经搅拌，使 其它各组分完全溶解于水中； (2)调整溶液的pH值至pH = 8-9,溶液温度控制在10-15°c，氮气保护下加入引发 剂引发产生自由基； (3)将温度升高至室温，用微波法500W加热2-3分钟将其混合均匀，然后取出，密 闭状态下（即隔绝空气），升温至60°C，并保温4小时，所得聚合物为凝胶块状； ⑷将步骤⑶中得到的聚合物进行提纯、烘干、造粒，粉碎，即得到清洁压裂液增 稠剂。 优选地，所述步骤（2)中用氢氧化钠溶液调节混合反应液pH = 8-9 (即混合反应 液呈弱碱性）。 优选地，所述步骤（2)中氮气保护为通入氮气30min。 优选地，所述步骤（2)中引发剂引发时间为15-20min。 在聚合过程中，所述引发剂包括偶氮类和氧化-还原体系两类引发剂。其中，偶氮 类引发剂选用偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁腈中至少一种；氧化-还原体系中氧化 剂选择过硫酸铵、过硫酸钾中至少一种，而还原剂则选择甲醛合次硫酸氢钠、亚硫酸氢钠中 至少一种。 所述引发剂用量为每升混合反应液中加入0. 1-0. 3g引发剂。 在步骤（2)的引发过程中，加入引发剂15-20min后，如果看到温度升高，则说明引 发成功，产生了自由基，可以继续步骤（3)的反应，否则需要加入引发剂重新引发。 上述制备的清洁压裂液增稠剂所用原料，包括：甲基丙烯酰胺（AAM)、2_丙烯酰 胺-2-甲基-1-丙烷磺酸盐（AMPS)、苯乙烯（ST)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC)、苯乙 烯磺酸钠（BNS)和N-乙烯基-吡咯烷酮（NVP)。 相关单体结构如下： 【权利要求】1. 一种清洁压裂液增稠剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：2. -种权利要求1所述清洁压裂液增稠剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤： (1) 配置混合反应液：将上述重量百分比的原料混合，其中，水为溶剂，经搅拌，使其它 各组分完全溶解于水中； (2) 调整溶液的pH值至8-9,溶液温度控制在10-15°C，氮气保护下加入多种引发剂引 发产生自由基； (3) 将温度升高至室温，用微波法500W加热2-3分钟将其混合均匀，然后取出，密封状 态下升温至60°C，并保温4小时，得到凝胶块状聚合物； (4) 将步骤（3)中得到的聚合物进行提纯、烘干、造粒，粉碎，即得到清洁压裂液增稠 剂。3. 根据权利要求2所述清洁压裂液增稠剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2)中氮 气保护为通入氮气30min。4. 根据权利要求2所述清洁压裂液增稠剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2)中引 发剂引发时间为15_20min。5. 根据权利要求2所述清洁压裂液增稠剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括 偶氮类引发剂和氧化-还原体系引发剂。6. 根据权利要求2所述清洁压裂液增稠剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂总用 量为每升混合反应液中加入〇. 1-0. 3g引发剂且所述多种引发剂以任意比例加入。【文档编号】C08F226/10GK104231156SQ201410482758【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日 【专利技术者】刘音, 党伟, 牛增前, 常青, 马洪芬, 何志勇, 李洪俊 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洁压裂液增稠剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘音，党伟，牛增前，常青，马洪芬，何志勇，李洪俊，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12