一种支化聚合物型酸液稠化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种支化聚合物型酸液稠化剂的制备方法，属于油气田酸化压裂技术领域。该酸液稠化剂是以聚乙烯亚胺为支化结构的核，以非离子水溶性单体及阳离子水溶性单体为聚合原料，在含铈化合物及络合剂作用下聚合而成。该聚合物具有高度分支的三维结构，分子链的刚性强，具有优良的增黏、溶解、耐温、抗剪切等性能，可以作为苛刻条件下酸化压裂施工中酸液的稠化剂使用。稠化剂使用。

【技术实现步骤摘要】
一种支化聚合物型酸液稠化剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种支化聚合物型酸液稠化剂的制备方法，属于油气田酸化压裂


技术介绍

[0002]酸化是提高油气井产量的一种有效方法。它是通过井眼向地层注入一种或几种酸液或酸性混合液，利用酸与地层中部分矿物的化学反应，溶蚀储层中的连通孔隙或天然裂缝壁面岩石，增加孔隙和裂缝的导流能力。酸化技术在碳酸盐岩油藏的高效开采和开发方面具有重要意义。
[0003]当前应用表明，常规酸液存在一些缺点，对施工效果具有不利影响，比如，井底岩层反应速率过快，酸液有效作用距离过短，近井地带过度酸化，远井地带得不到适度酸化。与常规酸相比，稠化酸具有较高的黏度及良好的缓速、降滤失、造缝、携砂及减阻性能，并能减轻对地层导流能力的二次伤害，使油气层保持较长的稳产期。
[0004]稠化酸的关键在于稠化剂，目前使用广泛的酸液稠化剂为丙烯酰胺类聚合物，该类稠化剂存在如下不足：
①
耐高温性能不足，酰胺基的水解影响了酸液稠化剂的增黏效果；
②
耐盐性能不足，高价盐离子(Ca
2+
、Mg
2+
等)会对聚合物分子产生静电屏蔽作用，严重时导致聚合物发生沉淀；
③
抗剪切性能差，影响了稠化剂的增稠稳定性。
[0005]为了进一步解决聚丙烯酰胺类酸液稠化剂耐高温性能不足、抗剪切性能差等问题，人们发现，支化型聚合物具有如下优势：
①
高度分支的三维结构，增强了分子链的刚性；
②r/>具有大量可以进行表面修饰和改性的端基，易于引入多种单体，提高产物分子量；
③
具有高化学反应活性、良好的溶解性等性质。总之，支化型聚合物在提高溶液的增黏性、耐温抗剪切性能等方面具有巨大的优势。因此，开发支化型聚合物酸液稠化剂，可以有效地提高稠化酸的增黏及耐温抗剪切等性能，从而提高稠化酸体系的稳定性，对于酸液稠化剂的开发和应用具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种支化聚合物型酸液稠化剂的制备方法。
[0007]专利技术概述
[0008]本专利技术以水溶性大分子聚乙烯亚胺为支化结构的核，以丙烯酰胺、非离子和阳离子水溶性单体为原料，以水为溶剂，在含铈化合物和络合剂作用下，通过自由基聚合制备支化聚合物型酸液稠化剂。经过测试，这种稠化剂具有优良的增黏、溶解、耐温、抗剪切等性能，可以作为苛刻条件下酸化压裂施工中酸液的稠化剂使用。
[0009]专利技术详述
[0010]本专利技术的技术方案如下：
[0011]本专利技术提供了一种支化聚合物型酸液稠化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0012](1)将丙烯酰胺、非离子水溶性单体、阳离子水溶性单体、去离子水依次加入到装
有搅拌器、温度计和通氮管的三颈烧瓶中；丙烯酰胺、非离子水溶性单体、阳离子水溶性单体的摩尔比例为1:(0.5～6):(0.1～5)，单体与去离子水的质量比为1:(1～4)；
[0013](2)将聚乙烯亚胺分散于单体溶液中，调节溶液的pH为4～9，在搅拌条件下通氮气30min；聚乙烯亚胺质量与单体总质量的比为(0.007～0.07):1；
[0014](3)加入含铈化合物、络合剂，调节温度为20～40℃，反应2～10h后，得到聚合物凝胶；含铈化合物质量与单体总质量的比为(0.0005～0.02):1，络合剂质量与单体总质量的比为(0.002～0.02):1；
[0015](4)将聚合物凝胶切块，烘干、粉碎后得到聚合物产品。
[0016]根据本专利技术，优选的，步骤(1)中非离子水溶性单体为N
‑
羟甲基丙烯酰胺、N
‑
羟乙基丙烯酰胺、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、N,N
‑
二乙基丙烯酰胺、N,N
‑
二丙基丙烯酰胺、N,N
‑
二丁基丙烯酰胺、N
‑
异丙基丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺中的一种或两种以上混合物；
[0017]优选的，步骤(1)中阳离子水溶性单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或两种以上混合物；
[0018]优选的，步骤(1)中丙烯酰胺、非离子水溶性单体、阳离子水溶性单体的摩尔比例为1:(1～4):(0.5～2)；
[0019]优选的，步骤(1)中单体与去离子水的质量比为1:(1.5～3)；
[0020]优选的，步骤(2)中聚乙烯亚胺的分子量为10000～70000；
[0021]优选的，步骤(2)中聚乙烯亚胺与单体总质量的比为(0.01～0.05):1；
[0022]优选的，步骤(2)中溶液的pH为5～8；
[0023]优选的，步骤(3)中含铈化合物为硝酸铈铵、硫酸铈铵、硫酸铈中的一种；
[0024]优选的，步骤(3)中含铈化合物质量与单体总质量的比为(0.002～0.01):1；
[0025]优选的，步骤(3)中络合剂为乙二胺四乙酸二钠、二乙基三胺五乙酸三钠、乙二胺四亚甲基膦酸钠、柠檬酸钠中的一种；
[0026]优选的，步骤(3)中络合剂质量与单体总质量的比为(0.005～0.01):1；
[0027]优选的，步骤(3)中引发温度为25～35℃，反应时间为6～9h。
[0028]本专利技术的优良效果如下：
[0029]1.本专利技术选用常规水溶性单体，聚合物的分子量高，增黏性能优良；
[0030]2.本专利技术以聚乙烯亚胺为支化核心，支化结构增强了分子链的刚性，提高了聚合物的耐温、抗剪切等性能；
[0031]3.水溶性高分子聚乙烯亚胺的引入可以增加稠化酸在酸液中的溶解性能；
[0032]4.本专利技术产品与各种酸液的配伍性良好；
[0033]5.本专利技术原料易得，制备工艺简单，容易实现工业化生产；
[0034]6.本专利技术产品使用安全，对储层危害小。
具体实施方式
[0035]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0036]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0037]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术保护范围不仅限于此。
[0038]实施例1：
[0039]向装有搅拌器、通氮管和温度计的三颈玻璃瓶中依次加入10.3g丙烯酰胺、14.6gN
‑
羟甲基丙烯酰胺、15.1g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和60g去离子水，再将0.4g分子量为10000的聚乙烯亚胺分散于单体溶液中，调节溶液pH值为5，在搅拌的条件下通氮气30min，然后依次加入0.08g硝酸铈铵、0.2g乙二胺四乙酸二钠，将温度升高至25℃，反应6h，将产物切块、烘干、粉碎，得到聚合物产品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支化聚合物型酸液稠化剂的制备方法，包括的步骤如下：(1)将丙烯酰胺、非离子水溶性单体、阳离子水溶性单体、去离子水依次加入到装有搅拌器、温度计和通氮管的三颈烧瓶中；丙烯酰胺、非离子水溶性单体、阳离子水溶性单体的摩尔比为1:(0.5～6):(0.1～5)，单体与去离子水的质量比为1:(1～4)；(2)将聚乙烯亚胺分散于单体溶液中，调节溶液的pH为4～9，在搅拌条件下通氮气30min；聚乙烯亚胺质量与单体总质量的比为(0.007～0.07):1；(3)加入含铈化合物、络合剂，调节温度为20～40℃，反应2～10h后，得到聚合物凝胶；含铈化合物质量与单体总质量的比为(0.0005～0.02):1，络合剂质量与单体总质量的比为(0.002～0.02):1；(4)将聚合物凝胶切块，烘干、粉碎后得到聚合物产品。所述的非离子水溶性单体为N
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羟甲基丙烯酰胺、N
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羟乙基丙烯酰胺、N,N
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二甲基丙烯酰胺、N,N
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二乙基丙烯酰胺、N,N
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二丙基丙烯酰胺、N,N
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二丁基丙烯酰胺、N
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异丙基丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺中的一种或两种以上混合物；所述的阳离子水溶性单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹杰，刘坤，王艺馨，王彦玲，米恒坤，王佳，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：