一种压裂液稠化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及油气田开发技术领域，尤其涉及一种压裂液稠化剂及其制备方法。所述方法包括配制内水基相和油基相，乳化聚合，配制外水基相，乳化聚合以及后处理步骤。本发明专利技术采用反相聚合工艺和内外两相聚合方式，首先制备了高抗盐自组装聚合物，再通过链增长剂接枝了大分子单体，形成具有极强刚性的分子结构，而且通过后处理降低了使用时二价铁离子对稠化剂的降解影响，所制得的超分子结构使聚合物不仅具有高抗盐特性，而且具有较强的抵抗自由基能力，使聚合物具有极强的抗降解特性。使聚合物具有极强的抗降解特性。使聚合物具有极强的抗降解特性。

【技术实现步骤摘要】
一种压裂液稠化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油气田开发
，尤其涉及一种压裂液稠化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着石油行业的迅速发展，我国大部分油田的石油开采逐渐进入到中后期，为了达到更高的增产效果，通常采用压裂增产措施，当油田的采收液进展到高含水阶段时，随着油污水的排量大幅提高，使得清水逐渐供应不足。为了节约配注清水, 同时减少污水排放, 各大油田普遍采用掺用回注水的压裂工艺。回注水的矿化度、细菌含量、溶解氧、还原性离子等均会引起聚合物溶液粘度的降低。其中, 具有还原性的Fe
2+
离子会大大降低聚合物溶液的粘度，尤其是Fe
2+
离子质量浓度达到3mg/L时就会造成压裂液溶液粘度的急剧降低, 同时降低压裂液的长期稳定性。
[0003]有人曾提出Fe
2+
是导致污水稳定性差的主要影响因素。另外还有人通过试验研究，认为阳离子对聚合物溶液粘度稳定性的影响顺序为Fe
2+
>Fe
3+
>Mg
2+ (Ca
2+
) >Na
+ (K
+
)。还有人研究发现，Fe
2+
是引起溶液粘度下降的主要因素，并建议配制污水中Fe
2+
浓度低于0.2mg/L。目前虽然在现有技术中确定了Fe
2+
对聚合物粘度所产生的影响，但目前还没有很好的解决方案。

技术实现思路
/>[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术在第一方面提供了一种压裂液稠化剂的制备方法，所述方法以丙烯酰胺为原料，并包括如下步骤：(1)内水基相的制备以丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、强度单体、自组装单体、稳定剂和水为原料，制得内水基相；(2)油基相的制备以白油、乳化剂和成膜助剂为原料，制备得到油基相：(3)内相乳化聚合产物的制备向混料釜中依次加入所述内水基相、油基相以及氧化剂并搅拌混合均匀，然后转入反应釜中，通氮气除氧，然后加入引发量的第一还原剂引发聚合反应，制得内相乳化聚合产物；(4)外水基相的制备以强度单体、大分子单体、结构调节剂、链增长剂和水为原料，制得外水基相；5)外相聚合产物的制备在步骤(3)中制得的内相乳化聚合产物中加入步骤(4)中制得的外水基相，然后加入引发量的第二还原剂引发聚合反应，制得外相聚合产物；6)后处理利用自由基消耗剂、终止剂和转相剂对步骤(5)制得的外相聚合产物进行处理，制
得所述压裂液稠化剂。
[0005]在一些优选的实施方式中，步骤(1)的原料以重量份计的用量如下：丙烯酰胺10至50，2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸100至200，强度单体200至300，自组装单体0.5至3，稳定剂5至10，水170至300；步骤(2)的原料以重量份计的用量如下：白油200至300，乳化剂10至20，成膜助剂3至8；步骤(3)的氧化剂的用量为0.18至0.22重量份；步骤(4)的原料以重量份计的用量如下：强度单体50至100，大分子单体20至50，结构调节剂0.1至1，链增长剂1至3，水50至100；和/或步骤(6)所述的原料以重量份计的用量如下：自由基消耗剂0.5至1，终止剂0.2至1，转相剂25至30。
[0006]在另一些优选的实施方式中，所述强度单体选自4
‑
丙烯酰基苯磺酸钠、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、乙烯基苯磺酸和烯丙基苯磺酸中的一种或两种；所述自组装单体选自全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯(cas: 1996
‑
88
‑
9)、2
‑
(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯(cas: 2144
‑
53
‑
8)和4
‑
[2
‑
(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]苯甲酸(cas: 69260
‑
39
‑
5)中的一种或两种；和/或所述稳定剂为柠檬酸。
[0007]在另一些优选的实施方式中，所述乳化剂选自斯盘60、斯盘80和斯盘83中的一种或两种；和/或所述成膜助剂选自十二烷基硫酸钠、丙二醇甲醚和3
‑
乙氧基丙酸乙酯中的一种或两种。
[0008]在另一些优选的实施方式中，在步骤(3)中所述的氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾；和/或在步骤(3)中所述的第一还原剂和/或在步骤(5)中所述的第二还原剂为亚硫酸氢钠。
[0009]在另一些优选的实施方式中，所述强度单体选自4
‑
丙烯酰基苯磺酸钠、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、乙烯基苯磺酸和烯丙基苯磺酸中的一种或两种；所述大分子单体选自(甲基丙烯酰氧基甲基)三乙氧基硅烷(cas:5577
‑
72
‑
0)和乙烯基三(三甲基硅氧烷基)硅烷(cas:5356
‑
84
‑
3)中的一种或两种；所述结构调节剂选自聚乙二醇400二丙烯酸酯(cas:26570
‑
48
‑
9)、二乙烯基苯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或两种；和/或所述链增长剂选自1,4
‑
丁二醇、二甘醇和二乙氨基乙醇中的一种或两种。
[0010]在另一些优选的实施方式中，所述自由基消耗剂选自还原性谷光甘肽、维生素C和维生素E中的一种或两种；所述终止剂为对羟基苯甲醚；和/或所述转相剂选自异构十三醇聚氧乙烯醚1310(例如山东开普勒生物科技有限公司生产的1310，cas：9043
‑
30
‑
5)和脂肪醇乙氧基化物23E7 (例如沙索化学有限公司生产的23E7，cas：160901
‑
19
‑
9)中的一种或两种。
[0011]在另一些优选的实施方式中，在步骤(1)中，通过pH调节剂将所述内水基相的pH值调节为6.0至7.0；和/或在步骤(4)中，通过pH调节剂将所述外水基相的pH值调节为6.0至7.0。
[0012]在另一些优选的实施方式中，步骤(1)采用如下方式进行：在混料釜中依次加入丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、强度单体、自组装单体、稳定剂和水，混合均匀后，将pH值调节至6.0~7.0，制得所述内水基相；步骤(2)采用如下方式进行：向混料釜中依次加入白油、乳化剂和成膜助剂并混合均匀，制得所述油基相；步骤(3)采用如下方式进行：向混料釜中依次加入所述内水基相、油基相以及氧化剂，以3000至6000转/分钟的搅拌速度高速搅拌0.5至1.5小时，然后转入反应釜中，通氮气除氧25至35分钟，在以100至200转/分钟的搅拌速度低速搅拌的同时，泵入第一还原剂引发聚合反应，制得所述内相乳化聚合产物；其
中，在聚合反应的过程中，聚合反应的反应温度被控制为28至32℃，聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂液稠化剂的制备方法，所述制备方法以丙烯酰胺为原料，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)内水基相的制备以丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、强度单体、自组装单体、稳定剂和水为原料，制得内水基相；(2)油基相的制备以白油、乳化剂和成膜助剂为原料，制备得到油基相：(3)内相乳化聚合产物的制备向混料釜中依次加入所述内水基相、油基相以及氧化剂并搅拌混合均匀，然后转入反应釜中，通氮气除氧，然后加入引发量的第一还原剂引发聚合反应，制得内相乳化聚合产物；(4)外水基相的制备以强度单体、大分子单体、结构调节剂、链增长剂和水为原料，制得外水基相；(5)外相聚合产物的制备在步骤(3)中制得的内相乳化聚合产物中加入步骤(4)中制得的外水基相，然后加入引发量的第二还原剂引发聚合反应，制得外相聚合产物；(6)后处理利用自由基消耗剂、终止剂和转相剂对步骤(5)制得的外相聚合产物进行处理，制得所述压裂液稠化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)的原料以重量份计的用量如下：丙烯酰胺10至50，2
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丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸100至200，强度单体200至300，自组装单体0.5至3，稳定剂5至10，水170至300；步骤(2)的原料以重量份计的用量如下：白油200至300，乳化剂10至20，成膜助剂3至8；步骤(3)的氧化剂的用量为0.18至0.22重量份；步骤(4)的原料以重量份计的用量如下：强度单体50至100，大分子单体20至50，结构调节剂0.1至1，链增长剂1至3，水50至100；步骤(6)所述的原料以重量份计的用量如下：自由基消耗剂0.5至1，终止剂0.2至1，转相剂25至30。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：所述强度单体选自4
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丙烯酰基苯磺酸钠、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、乙烯基苯磺酸和烯丙基苯磺酸中的一种或两种；所述自组装单体选自全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、2
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(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯和4
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[2
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(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]苯甲酸中的一种或两种；和/或所述稳定剂为柠檬酸。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：所述乳化剂选自斯盘60、斯盘80和斯盘83中的一种或两种；和/或所述成膜助剂选自十二烷基硫酸钠、丙二醇甲醚和3
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乙氧基丙酸乙酯中的一种或两种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
在步骤(3)中所述的氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾；和/或在步骤(3)中所述的第一还原剂和/或在步骤(5)中所述的第二还原剂为亚硫酸氢钠。6.根据权利要求1所...

【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：