一种疏水缔合胶凝酸稠化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种疏水缔合胶凝酸稠化剂及其制备方法。所述胶凝酸稠化剂为丙烯酰胺、疏水缔合单体和阳离子单体三种单体的共聚物。该胶凝酸稠化剂具有溶胀时间短、耐温耐盐耐剪切性能好、配伍性好、热稳定性好、残酸返排效率高和成本低等优点，能够满足现场越来越苛刻的施工要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气田酸化压裂
，具体涉及一种疏水缔合胶凝酸稠化剂及其制备方法。
技术介绍
酸化压裂是碳酸盐油气藏增产、增注的主要工艺措施，其主要机理是利用酸液熔蚀地层孔隙内可溶性污染物以及地层岩石可溶性矿物，从而提高地层的渗透性。胶凝酸稠化剂的研制是改善胶凝酸性能的关键。合成一种溶胀时间短、耐温耐盐耐剪切性能好、配伍性好、热稳定性好和成本低的胶凝酸稠化剂是目前国内外研究重点。而国内的胶凝酸稠化剂普遍存在溶胀时间长、配伍性差、残酸返排效率低和成本高等缺陷，不能满足现场越来越苛刻的施工要求。目前存在的问题是需要研究开发一种溶胀时间较短、耐温耐盐耐剪切性能好、配伍性好、热稳定性好、残酸返排效率高、成本低，能够满足现场越来越苛刻的施工要求的胶凝酸稠化剂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种胶凝酸稠化剂。该胶凝酸稠化剂溶胀时间较短、耐温耐盐耐剪切性能好、配伍性好和残酸返排效率高，成本低，能够满足现场越来越苛刻的施工要求。为此，本专利技术第一方面提供了一种疏水缔合胶凝酸稠化剂，其为丙烯酰胺、阳离子单体和疏水缔合单体三种单体的共聚物，分子量为400～800万。在本专利技术的一些实施例中，所述疏水缔合单体包括烷基二甲基乙基溴化铵，丙烯酸烷基酯，N-烷基丙烯酰胺和N-烷基吡咯烷酮中的至少一种，其中烷基的碳原子数为8～18，优选烷基的碳原子数为12～16。在本专利技术的另一些实施例中，所述阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种。根据本专利技术，在所述胶凝酸稠化剂中，三种单体的比例为：疏水缔合单体与丙烯酰胺的摩尔比为(5×10-4～2×10-2):1；阳离子单体与丙烯酰胺的摩尔比为(0.01～0.5):1。在本专利技术的一些具体优选的实施例中，在所述胶凝酸稠化剂中，所述三种单体的比例为：疏水缔合单体与丙烯酰胺的摩尔比为(6.26×10-4～1.14×10-2):1；阳离子单体与丙烯酰胺的摩尔比为(0.011～0.46):1。本专利技术第二方面提供了一种如本专利技术第一方面所述的胶凝酸稠化剂的制备方法，其包括：步骤A，制备共聚单体混合物：将丙烯酰胺、疏水缔合单体、阳离子单体、乙二胺四乙酸二钠、脲和水，混合均匀后制得共聚单体混合物；步骤B，聚合反应：将共聚单体混合物在引发剂存在及无氧条件下，进行密闭聚合反应，制得凝胶态胶凝酸稠化剂。本专利技术中，所述共聚单体混合物按重量计的组成如下：在上述共聚单体混合物中，乙二胺四乙酸二钠和脲为单体聚合反应的反应助剂。根据本专利技术，在步骤B中，所述引发剂包括氧化还原引发剂和偶氮类引发剂。根据本专利技术，所述氧化还原引发剂由氧化剂和还原剂构成。本专利技术中，优选在所述氧化还原引发剂中，氧化剂与还原剂的质量比为1:1。在本专利技术的一些实施例中，所述氧化剂为2，5-二甲基-己基-(2，5)-双过氧化氢。在本专利技术的另一些实施例中，所述还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或偏重亚硫酸钠中的至少一种。优选所述还原剂为亚硫酸氢钠。在本专利技术的一些实施例中，所述氧化还原引发剂的加入量为以共聚单体混合物总质量计的0.01％～0.1％；所述偶氮类引发剂的加入量以共聚单体混合物总质量计的0.01％～0.1％。本专利技术中，优选氧化还原引发剂和偶氮类引发剂的质量比为1:1。在本专利技术的一些实施例中，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈，偶氮二异庚腈，偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐和偶氮二异丁脒盐酸盐中的至少一种。优选所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐。本专利技术中，在步骤B中，所述无氧条件是通过向密闭的反应器中通入惰性气体实现的。也就是说，共聚单体混合物在无氧条件下进行聚合反应是通过向密闭的反应器中通入惰性气体实现的。所述惰性气体包括但不限于氮气和氦气。根据本专利技术，在步骤B中，所述聚合反应的温度为25～90℃。优选所述聚合反应的温度为70～90℃。根据本专利技术，在步骤B中，所述聚合反应的时间为0.5～5小时。优选所述聚合反应的时间为3.5～5小时。在本专利技术的一些实施方式中，在步骤B之后还包括步骤C，将凝胶态胶凝酸稠化剂造粒、干燥、粉碎和过筛后得到干燥的胶凝酸稠化剂颗粒。本专利技术中，优选所述聚合物稠化剂颗粒的粒径为50～190μm。本专利技术中所用“水”一词，在没有特别指定的情况下，是指去离子水。本专利技术中所用语“共聚单体混合物”是指含有共聚单体、反应助剂(包括乙二胺四乙酸二钠和脲)和水的混合反应物。本专利技术中所述用语“残酸”是指酸岩反应结束后残留的酸液。本专利技术所制得的胶凝酸稠化剂具有以下优点：(1)溶胀时间短。由该胶凝酸稠化剂溶解于20％盐酸配制成的胶凝酸，溶胀时间≤5min。(2)耐温耐盐耐剪切性能好。由该胶凝酸稠化剂溶解于20％盐酸配制成的胶凝酸，在120℃和170S-1条件下剪切2小时后，平均尾粘＞25mPa·s。(3)配伍性好。该胶凝酸稠化剂与各种其它添加剂混合，放置72小时后未出现分层以及絮凝或沉淀等异常现象，表明该胶凝酸稠化剂与其它添加剂之间表现出良好的配伍性。(4)热稳定性好。该胶凝酸稠化剂在120℃条件下不发生化学降解，也就是说由本专利技术的胶凝酸稠化剂制成的胶凝酸可用于120℃的储层。(5)残酸返排效率高。由该胶凝酸稠化剂配制成胶凝酸液体系，残酸粘度＜5mPa·s，残酸表面张力＜28mN/m，具备良好的残酸返排性能。由此可见，本专利技术所提供的稠化剂具有溶胀时间短、耐温耐盐耐剪切性能好、配伍性好、热稳定性好、残酸返排效率高等优点，能够满足现场越来越苛刻的施工要求。附图说明下面将结合附图来说明本专利技术。图1为实施例1中1％胶凝酸稠化剂溶解于20％盐酸配制胶凝酸在120℃温度下的流变曲线。图2为实施例2中1％胶凝酸稠化剂溶解于20％盐酸配制胶凝酸在120℃温度下的流变曲线。图3为实施例3中1％胶凝酸稠化剂溶解于20％盐酸配制胶凝酸在120℃温度下的流变曲线。图4为实施例4中1％胶凝酸稠化剂溶解于20％盐酸配制胶凝酸在120℃温度下的流变曲线。具体实施方式为使本专利技术更加容易理解，下面将结合实施例和附图来详细说明本专利技术，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本专利技术的应用范围。实例中所用的原料均为分析纯。实施例中涉及到压裂液性能测定方法参考中国石油化工集团公司企业标准“Q/SH0386-2010酸液胶凝剂评价方法”。实施例中所有百分比均为质量百分比。本专利技术中稠化剂的分子量采用黏度法来进行测量：将待测样品溶于相同的溶剂中配成一系列不同浓度的溶液，采用SBQ81834型乌氏粘度测定器(上海密通机电科技有限公司)于25±0.05℃条件下的测定其黏度，并由此计算出该待测样品的特性粘度，然后再根据Mark-Houwink方程[η]＝KMα来计算分子量。实施例实施例1：制备胶凝酸稠化剂。(1)向一定量的去离子水中15％的丙烯酰胺、0.1％的十六烷基二甲基乙基溴化铵、2％的二甲基二烯丙基氯化铵、0.02％的乙二胺四乙酸二钠和0.02％的尿素，搅拌溶解，充氮气30分钟后，制得共聚单体混合物。(2)向上述共聚单体混合物中加入占总质量0.02％的偶氮二异丁脒盐酸盐，0.02％的2，5-二甲基-己基-(2，5)-双过氧化氢和0.02％亚硫酸氢钠进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏水缔合胶凝酸稠化剂，其为丙烯酰胺、疏水缔合单体和阳离子单体三种单体的共聚物。

【技术特征摘要】
1.一种疏水缔合胶凝酸稠化剂，其为丙烯酰胺、疏水缔合单体和阳离子单体三种单体的共聚物。2.根据权利要求1所述的胶凝酸稠化剂，其特征在于，所述疏水缔合单体包括烷基二甲基乙基溴化铵、丙烯酸烷基酯、N-烷基丙烯酰胺和N-烷基吡咯烷酮中的至少一种，其中烷基的碳原子数为8～18，优选烷基的碳原子数为12～16。3.根据权利要求1或2所述的胶凝酸稠化剂，其特征在于，所述阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种。4.根据权利要求1到3中任意一项所述的胶凝酸稠化剂，其特征在于，在所述胶凝酸稠化剂中，三种单体的比例为：疏水缔合单体与丙烯酰胺的摩尔比为(5×10-4～2×10-2):1；阳离子单体与丙烯酰胺的摩尔比为(0.01～0.5):1。5.一种如权利要求1到4中任意一项所述的胶凝酸稠化剂的制备方法，其包括：步骤A，制备共聚单体混合物：将丙烯酰胺、疏水缔合单体、阳离...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜涛，姚奕明，蒋廷学，陈作，张旭东，徐胜强，周健，
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石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11