一种抗低温在线变粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗低温在线变粘剂及其制备方法。所述方法为将水相溶液、油相溶液、偶氮引发剂和氧化剂充分混合均匀后乳化，然后泵入还原剂引发聚合，并在聚合过程中加入长链柔性单体，反应结束后加入水解剂水解，水解完成后加转相剂，搅拌均匀后得到所述变粘剂；所述水相溶液包含丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基‑N,N‑二甲基丙磺酸盐、氢氧化钠、结构调节剂、降凝剂和水；所述油相溶液包含油性溶剂、乳化剂、助悬剂和渗透剂。本发明专利技术制备的所述变粘剂有“一剂两用”特点，在低浓度聚合物溶液条件下具有极高的减阻效果，在适当提高聚合物浓度后具有极好的增稠携砂效果。

【技术实现步骤摘要】
一种抗低温在线变粘剂及其制备方法
本专利技术涉及油田压裂增产
，具体涉及一种用于制备抗低温在线变粘剂的组合物、采用该组合物制备的抗低温在线变粘剂及其制备方法。
技术介绍
在近年油气探明储量中，低渗透储量所占比例上升速度在逐年加大。低渗透油气藏渗透率、孔隙度低，非均质性强，绝大多数油气井须实施压裂增产措施后方见产能，压裂增产技术在低渗透油气藏开发中的作用日益明显。由于压裂液技术的进步以及油田施工的要求，在线压裂液施工技术迅速发展，该技术不需要配液站、配制池或者其它配制设备，通过现场在线添加的方式，通过齿轮泵按照比例，将高含量浓缩的乳液直接抽汲到混砂车，加入支撑剂，水，在混砂车的搅拌下，根据配比，将水、支撑剂、化学物混合在一起。然而由于减阻剂与稠化剂的功效不一样，所以在油田施工过程中需要经常切换药剂，给现场施工带来了一定不便。因此对压裂液药剂提出了更高的要求，要求压裂液药剂不仅具有优异的减阻性能，同时要求具有高粘度悬砂性能。因此，在线压裂液变粘剂对油田开发具有重要意义。中国专利申请CN201811646387.2公开了一种耐温抗盐压裂液增稠剂的制备方法，该方法制备的耐温抗盐压裂液增稠剂不需要与交联剂发生交联就能达到良好的悬砂效果，而且具有好的耐温抗盐性能。但CN201811646387.2专利申请中的为耐温耐盐型压裂液增稠剂，其不能作为减阻剂使用，且产品为干粉颗粒型产品，使用过程中溶解熟化时间在1小时以上。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种抗低温在线变粘剂及其制备方法。本专利技术制备的抗低温在线变粘剂具有“一剂两用”特点，在低浓度聚合物溶液条件下具有极高的减阻效果，而适当提高聚合物浓度后又具有极好的增稠携砂效果。本专利技术制备的所述抗低温在线变粘剂可以实现在线连续作业，操作工艺方便，不需要配液站、配制池或者其它配制设备，同时可以节省作业时间，提高油田压裂增产效率。本专利技术在第一方面提供了一种用于制备抗低温在线变粘剂的组合物，所述组合物包含分散水相、连续油相和过程处理剂；所述分散水相包含以重量份数计的如下组分：丙烯酰胺100～150份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸150～200份，甲基丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基丙磺酸盐40～60份，长链柔性单体5～10份，氢氧化钠29～38份，结构调节剂0.05～0.2份，降凝剂50～80份，水200～330份；所述连续油相包含以重量份数计的如下组分：油性溶剂180～260份，乳化剂20～40份，助悬剂1～5份，渗透剂5～10份；所述过程处理剂包含以重量份数计的如下组分：引发剂0.02～0.5份，水解剂16～33份，转相剂25～35份。优选地，所述长链柔性单体为N-十八烷基丙烯酰胺、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酰胺基十八醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；所述结构调节剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺和/或季戊四醇三烯丙基醚；和/或所述降凝剂为氯化钠、醋酸钠、乙二醇中的一种或多种。优选地，所述油性溶剂为煤油、柴油、航空煤油、矿物油、白油中的一种或多种，优选的是，所述油性溶剂为凝固点低于-30℃的抗低温白油；所述乳化剂为司盘80、鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚-10、异构十三醇聚氧乙烯醚1303、异构十三醇聚氧乙烯醚1305、异构十三醇聚氧乙烯醚1307、异构十三醇聚氧乙烯醚1309、丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L31、丙二醇嵌段聚醚L42、丙二醇嵌段聚醚L63、吐温60、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-10、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-20、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-30中的一种或多种；和/或所述乳化剂的水油平衡值为6～8。优选地，所述助悬剂为疏水二氧化硅、改性膨润土、改性锂蒙脱石中的一种或多种；和/或所述渗透剂为磺化琥珀酸二辛酯钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-U、异辛醇聚氧乙烯醚JFC-E中的一种或多种。优选地，所述引发剂为复合引发体系，所述复合引发体系包含偶氮类引发剂、氧化剂和还原剂；所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁脒二盐酸盐、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的一种或多种，所述氧化剂为过硫酸钾，所述还原剂亚硫酸氢钠；所述水解剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠中的一种或多种；和/或所述转相剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和/或壬基酚聚氧乙烯醚。本专利技术在第二方面提供了一种抗低温在线变粘剂的制备方法，所述抗低温在线变粘剂采用本专利技术在第一方面所述的用于制备抗低温在线变粘剂的组合物制备而成，所述制备方法包括如下步骤：(a)将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基丙磺酸盐、结构调节剂和水混合均匀，得到第一混合液，然后往所述第一混合液中加入氢氧化钠以调整所述第一混合液的pH值为6.5～7.5，得到第二混合液，再往所述第二混合液中加入降凝剂并使所述降凝剂充分溶解在所述第二混合液中，得到水相溶液；(b)将油性溶剂、乳化剂、助悬剂和渗透剂混合均匀，得到油相溶液；(c)将所述水相溶液、偶氮类引发剂和氧化剂加入所述油相溶液中并混合均匀，得到乳状溶液；(d)将所述乳状溶液的温度调整至10～25℃后通氮除氧，然后加入还原剂引发聚合反应，并在聚合反应过程中加入长链柔性单体进行聚合反应，得到聚合乳液；(e)往所述聚合乳液中加入水解剂进行保温处理，得到保温处理液；(f)将所述保温处理液降温至20～30℃后往所述保温处理液中加入转相剂并搅拌均匀，得到抗低温在线变粘剂。优选地，在聚合反应过程中，将所述长链柔性单体分成三部分依次加入，加入的方式为：在引发聚合反应后加入第一部分长链柔性单体进行聚合反应，在反应1h后再加入第二部分长链柔性单体继续进行聚合反应，在反应1.5h后再加入第三部分长链柔性单体继续进行聚合反应，得到聚合乳液。优选地，所述第一部分长链柔性单体和所述第二部分长链柔性单体均为所述长链柔性单体总量的30wt.％，所述第三部分长链柔性单体为所述长链柔性单体总量的40wt.％；和/或在加入所述第三部分长链柔性单体后再在温度为60～65℃下继续进行聚合反应1.5～2.5h。优选地，在步骤(b)中，在800～2000rpm的搅拌速度下，将油性溶剂、乳化剂、助乳化剂和渗透剂混合均匀；在步骤(c)中，在1000～2000rpm的搅拌速度下，在10～20分钟内将所述水相溶液、偶氮类引发剂和氧化剂以均匀速度加入所述油相溶液中，得到所述乳状溶液；在步骤(d)中，在200～500rpm的搅拌速度下，往所述乳状溶液中加入还原剂引发聚合反应；在步骤(e)中，保温处理的温度为60～65℃，保温处理的时间为3～6h；和/或在步骤(f)中，在500～1000rpm的搅拌速度下，往所述聚合乳液中加入所述转相剂并搅拌2～3h，得到所述抗低温在线变粘剂。本专利技术在第三方面提供了由本专利技术在第二方面所述的制备方法制得的抗低温在线变粘剂。本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：(1)本专利技术提供的所述变粘剂采用反相乳液聚合工艺，通过先共聚后水解的方式，聚合物的分子量更大，粘度更高。本专利技术中用于制备抗低温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备抗低温在线变粘剂的组合物，其特征在于，所述组合物包含分散水相、连续油相和过程处理剂；/n所述分散水相包含以重量份数计的如下组分：/n丙烯酰胺100～150份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸150～200份，甲基丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基丙磺酸盐40～60份，长链柔性单体5～10份，氢氧化钠29～38份，结构调节剂0.05～0.2份，降凝剂50～80份，水200～330份；/n所述连续油相包含以重量份数计的如下组分：/n油性溶剂180～260份，乳化剂20～40份，助悬剂1～5份，渗透剂5～10份；/n所述过程处理剂包含以重量份数计的如下组分：/n引发剂0.02～0.5份，水解剂16～33份，转相剂25～35份。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制备抗低温在线变粘剂的组合物，其特征在于，所述组合物包含分散水相、连续油相和过程处理剂；
所述分散水相包含以重量份数计的如下组分：
丙烯酰胺100～150份，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸150～200份，甲基丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基丙磺酸盐40～60份，长链柔性单体5～10份，氢氧化钠29～38份，结构调节剂0.05～0.2份，降凝剂50～80份，水200～330份；
所述连续油相包含以重量份数计的如下组分：
油性溶剂180～260份，乳化剂20～40份，助悬剂1～5份，渗透剂5～10份；
所述过程处理剂包含以重量份数计的如下组分：
引发剂0.02～0.5份，水解剂16～33份，转相剂25～35份。


2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：
所述长链柔性单体为N-十八烷基丙烯酰胺、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酰胺基十八醇聚氧乙烯醚中的一种或多种；
所述结构调节剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺和/或季戊四醇三烯丙基醚；和/或
所述降凝剂为氯化钠、醋酸钠、乙二醇中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：
所述油性溶剂为煤油、柴油、航空煤油、矿物油、白油中的一种或多种，优选的是，所述油性溶剂为凝固点低于-30℃的抗低温白油；
所述乳化剂为司盘80、鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚-10、异构十三醇聚氧乙烯醚1303、异构十三醇聚氧乙烯醚1305、异构十三醇聚氧乙烯醚1307、异构十三醇聚氧乙烯醚1309、丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L31、丙二醇嵌段聚醚L42、丙二醇嵌段聚醚L63、吐温60、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-10、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-20、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-30中的一种或多种；和/或
所述乳化剂的水油平衡值为6～8。


4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：
所述助悬剂为疏水二氧化硅、改性膨润土、改性锂蒙脱石中的一种或多种；和/或
所述渗透剂为磺化琥珀酸二辛酯钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-U、异辛醇聚氧乙烯醚JFC-E中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：
所述引发剂为复合引发体系，所述复合引发体系包含偶氮类引发剂、氧化剂和还原剂；所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁脒二盐酸盐、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的一种或多种，所述氧化剂为过硫酸钾，所述还原剂亚硫酸氢钠；
所述水解剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠中的一种或多种；和/或
所述转相剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和/或壬基酚聚氧乙烯醚。


6.一种抗低温在线变粘剂的制备方法，其特征在于，所述抗低温在线变粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣敏杰，孙建波，许永升，于庆华，荣帅帅，
申请(专利权)人：山东诺尔生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37