一种耐温耐盐多元聚合稠化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐温耐盐多元聚合稠化剂及其制备方法。本发明专利技术稠化剂是通过将丙烯酰胺（AM）、2

【技术实现步骤摘要】
一种耐温耐盐多元聚合稠化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油气田开发
，特别涉及一种耐温耐盐多元聚合稠化剂及其制备方法，适用于低渗储层压裂或高渗重复压裂体系。

技术介绍

[0002]随着油气藏开采到中后期，油气勘探开发向非常规油气藏发展，致密砂岩气、页岩气等低渗高温非常规油气藏占比越来越大，这类油气资源亟需开发。水力压裂技术作为低渗油气田增产的主要手段，广泛地应用于国内的各大油气田。近年来，我国通过水力压裂技术开采低渗和纵深油气藏的比例逐年上升，部分高温井地层温度高达180℃以上，且地层水的矿化度很高，在高温高盐油藏中，常规驱油聚合物的性能显著下降，增产效果下降；另一方面，海上压裂目前也在发展阶段，配制压裂液需要大量的水，利用海水就地取材配制性能优异的压裂液是最简单有效的手段；目前现有的稠化剂在高温高盐的条件下存在着水化能力不稳定、聚合物骨架结构强度降低，水解度增加、在钙镁离子浓度高的情况下容易沉淀等缺点，开发性能优良的耐温耐盐的稠化剂是很有必要的。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种耐温耐盐多元聚合稠化剂及其制备方法，本专利技术针对高温高盐压裂液稠化剂的研究难点，向聚合物分子上引入多种功能性基团，如耐温基团、耐盐基团和刚性基团，经过分子设计、室内合成、性能评价等过程，最终形成耐高温、耐盐能力强、溶胀速度快、适用范围广的聚合稠化剂，其优良特点也适用于配制海水基压裂液。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供了一种耐温耐盐多元聚合稠化剂，所述的耐温耐盐多元聚合稠化剂的聚合物含有结构通式如下：式 1其中x、y、m、n质量配比分别为56%
‑
67%，9%
‑
25%，4%
‑
13%，5%
‑
14%；聚合物重均分子量为60
‑
100万。
[0005]本专利技术还提供了一种上述耐温耐盐多元聚合稠化剂的制备方法，该方法由丙烯酰胺（AM）、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙基磺酸钠（AMPS）、乙烯基吡咯烷酮（NVP）、丙烯酰吗啉（ACMO）四种单体通过自由基聚合得到的；具体包括步骤如下：S1、向反应釜内加入去离子水，再加入丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基
‑
丙磺酸、乙
烯基吡咯烷酮、丙烯酰吗啉搅拌至完全溶解，加热至60
‑
90 ℃，恒温搅拌混合均匀；S2、向反应釜内通入氮气除氧后按比例滴加氧化还原引发剂和水溶性偶氮引发剂，反应期间保持氮气氛围；S3、反应结束后，经过溶剂沉降，冷却固结，自然晾干，然后剪切粉碎，得到所述耐温耐盐多元聚合稠化剂；其中，各物料比例如下：180
‑
260份去离子水、50
‑
80份丙烯酰胺、10
‑
20份2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙基磺酸钠、4
‑
10份乙烯基吡咯烷酮、6
‑
10份丙烯酰吗啉，0.1
‑
0.2份氧化还原引发剂、0.05
‑
0.1份水溶性偶氮引发剂。
[0006]上述耐温耐盐多元聚合稠化剂制备方法中，优选地，所述的氧化还原引发剂为过硫酸盐和亚硫酸盐混合而成，其中过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或两种；亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠中的一种。
[0007]优选地，所述的水溶性偶氮引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁眯基盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉中的一种。
[0008]本专利技术稠化剂合成反应方程式如下：式 2其中x、y、m、n质量配比分别为56%
‑
67%，9%
‑
25%，4%
‑
13%，5%
‑
14%；聚合物重均分子量为60
‑
100万。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：本专利技术的耐温耐盐多元聚合稠化剂由丙烯酰胺、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙基磺酸钠、乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰吗啉作为原料制成。聚合物主体结构中含有磺酸盐基团，可以增强聚合物的耐盐亲水性，降低体系pH值对交联过程的敏感度；通过加入环状分子吗啉和吡咯烷酮，由于两个基团的空间位阻效应，更趋向于两个环状基团夹角呈90
°
，进而从两个维度增加分子的刚性，提高聚合物分子在高温高盐条件下的粘度；另一方面，吗啉和吡咯烷酮结构具有良好的抑制水解的功能，可以改善高温条件下聚合物老化稳定性能。反应制备的稠化剂具有良好的水溶性、增稠性、耐温耐盐性和抗水解性，可以满足现场施工的要求。而且，本专利技术耐温耐盐多元聚合稠化剂制备方法工艺简单，反应条件温和，便于大规模工业生产。
附图说明
[0010]图1为本专利技术制备方法制得的耐温耐盐多元聚合稠化剂的耐温性测试结果图。
[0011]图2为本专利技术制备方法制得的耐温耐盐多元聚合稠化剂溶液粘度与浓度的关系
图。
[0012]图3为本专利技术制备方法制得的耐温耐盐多元聚合稠化剂耐温耐剪切测试图。
[0013]图4为本专利技术制备方法制得的耐温耐盐多元聚合稠化剂实例8的红外谱图。
具体实施方式
[0014]根据本专利技术的具体实施方案，优选地，上述制备方法可以按照以下步骤进行。
[0015]下面结合实施例对本专利技术技术方案予以进一步的说明。
[0016]实施例1一种耐温耐盐多元聚合稠化剂的制备方法，步骤如下：S1、按如下质量百分比称取原料组分：去离子水180份，80份丙烯酰胺、20份2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙基磺酸钠、10份乙烯基吡咯烷酮、10份丙烯酰吗啉加入反应釜中，加热至70 ℃，恒温搅拌混合均匀；S2、向反应釜内通入氮气30 min，进行除氧操作，并向步骤S1的混合物料中加入0.1份过硫酸铵、0.1份亚硫酸钠和0.1份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，滴加30 min；滴加完毕后搅拌反应6 h；S3、反应结束后，经过溶剂沉降，冷却固结，自然晾干，然后剪切粉碎，得到所述耐温耐盐多元聚合稠化剂，稠化剂实例1，经凝胶渗透色谱检测，重均分子量为91万。
[0017]实施例2一种耐温耐盐多元聚合稠化剂的制备方法，步骤如下：S1、按如下质量百分比称取原料组分：去离子水260份，80份丙烯酰胺、20份2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙基磺酸钠、6份乙烯基吡咯烷酮、6份丙烯酰吗啉加入反应釜中，加热至60 ℃，恒温搅拌混合均匀；S2、向反应釜内通入氮气30 min，进行除氧操作，并向步骤S1的混合物料中加入0.067份过硫酸铵、0.033份亚硫酸氢钠和0.05份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，滴加30 min；滴加完毕后搅拌反应6 h；S3、反应结束后，经过溶剂沉降，冷却固结，自然晾干，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐温耐盐多元聚合稠化剂，其特征在于，所述的耐温耐盐多元聚合稠化剂的聚合物含有结构通式如下：式 1其中x、y、m、n质量配比分别为56%
‑
67%，9%
‑
25%，4%
‑
13%，5%
‑
14%；聚合物重均分子量为60
‑
100万。2.一种权利要求1所述的耐温耐盐多元聚合稠化剂的制备方法，其特征在于，包括：式 2按照质量份数由180
‑
260份去离子水、50
‑
80份丙烯酰胺、10
‑
20份2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙基磺酸钠、4
‑
10份乙烯基吡咯烷酮、6
‑
10份丙烯酰吗啉，0.1
‑
0.2份氧化还原引发剂、0.05
‑
0.1份水溶性偶氮引发剂，温度为60
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周柄男，滕大勇，丁秋炜，张昕，张宇，侯洋，于晓微，柳宏伟，王素芳，靳晓霞，周立山，
申请(专利权)人：中海油天津化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：