一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及油田化学技术领域，公开了一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂及其制备方法，该种压裂用暂堵剂是以分子链末端含有不饱和烯基的聚乙二醇200为交联剂，以丙烯酰胺、丙烯酸、磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体为活性单体，在引发剂作用下自由基聚合制得，其中磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体为分子链末端含磺酸琥珀酰亚胺基团的烯基聚醚衍生物，通过交联剂的交联作用，可使制备的高分子有机物呈树枝状交联结构，同时磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体的引入可以使高分子有机物结构中含有刚性琥珀酰亚胺环和磺酸基团，从而使最终制得的暂堵剂具有良好的承压强度、抗盐性能和封堵以及解堵效果。抗盐性能和封堵以及解堵效果。抗盐性能和封堵以及解堵效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油田化学
，具体涉及一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]在油气资源消耗迅速的当下，油气勘探和油气开采事业发展迅速，其中，低渗透或者超低渗等非常规油气藏逐渐成为近年来石油从业者的首要关注对象，但是这类油气藏往往需要配合储层增产改造技术，才能实现经济高效的开发。在众多储层改造技术中，水力压裂技术可以有效提高油气藏的生产效率，因此应用最为广泛，但是水力压裂技术在实际应用中，往往会受到地层裂缝影响，导致压裂液进入储层时容易造成支撑剂堵塞孔隙的现象，从而影响产油效率。为了解决该技术问题，采用暂堵技术对地层孔隙中的裂缝进行暂堵，迫使裂缝向其他方向扩展，提高压裂液的压裂效果，削弱压裂液对地层渗透率的破坏，在完成暂堵工作后，使用解堵剂将暂堵剂破坏，恢复地层渗透率，实现油田的稳定增产，成为近年来石油从业者们的热门研究课题。
[0003]目前封堵技术采用的封堵剂从形态上划分，主要包括球型暂堵剂、颗粒型暂堵剂、绳结型暂堵剂、纤维型暂堵剂，例如申请号为CN202210392629.X的专利技术专利申请，公开了一种可降解的球壳式绳结暂堵剂及其生产方法，还可将不同形态的暂堵剂进行组合使用，这种方式需要更多量的暂堵剂，且封堵效果较差。从溶解介质划分，还包括油溶性暂堵剂、水溶性暂堵剂和酸溶性暂堵剂，例如申请号为CN201610361549.2的专利技术专利，公开了一种水溶性暂堵剂及其制备方法，但是这些暂堵剂普遍存在承压强度较低，且解堵性能较差，需要使用强氧化性的解堵剂配合解堵的问题。基于此，亟需开发一种综合性能优异的压裂用暂堵剂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂及其制备方法，解决了常规暂堵剂封堵效果较差、承压强度较低且解堵性能不佳的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂，所述高分子有机物具有树枝状交联网状结构；所述压裂用暂堵剂包括以下重量份的原料：丙烯酰胺60
‑
70份、丙烯酸20
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30份、磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体25
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40份、交联剂2
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4份、引发剂0.1
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0.3份；所述磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体为分子链末端含磺酸琥珀酰亚胺基团的烯基聚醚衍生物；所述交联剂为分子链末端含有不饱和烯基的聚乙二醇200。
[0006]进一步地，所述交联剂的制备方法如下所示：将聚乙二醇200和二氯甲烷混合，搅拌均匀后，通氮气保护，加入二烯丙基氨基甲酰氯和缚酸剂混匀，室温搅拌2
‑
6h后，减压蒸馏除去溶剂和低沸物和未反应物，出料，获得
交联剂。
[0007]进一步地，所述缚酸剂为三乙胺。
[0008]进一步地，所述聚乙二醇200和二烯丙基氨基甲酰氯的质量比为1:0.6
‑
0.8。
[0009]通过上述技术方案，聚乙二醇200分子链末端为活性羟基，可以在缚酸剂三乙胺的作用下，与二烯丙基氨基甲酰氯结构中的酰氯基团发生酯化缩合反应，从而通过脂键在聚乙二醇200分子链末端接枝四当量可聚合的不饱和烯基官能团，制得交联剂。
[0010]进一步地，所述磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体的制备方法如下所示：将烯丙基环氧聚醚、N
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羟基磺酸琥珀酰亚胺与乙醇混合，通氮气搅拌10
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20min，加入催化剂混合，将体系温度升高至60
‑
75℃，保温搅拌4
‑
8h后，减压蒸馏除去低沸物和未反应物，降温出料，获得磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体。
[0011]进一步地，所述烯丙基环氧聚醚的平均分子量为450。
[0012]进一步地，所述烯丙基环氧聚醚和N
‑
羟基磺酸琥珀酰亚胺的质量比为1:0.4
‑
0.5。
[0013]进一步地，所述催化剂为四丁基溴化铵、四乙基溴化铵或者N,N
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二甲基苄胺中的任意一种。
[0014]通过上述技术方案，烯丙基环氧聚醚分子链一端为环氧基团，可以在催化剂的作用下，与N
‑
羟基磺酸琥珀酰亚胺结构中的羟基发生开环加成反应，从而将磺酸琥珀酰亚胺基团共价连接在聚醚分子链中，制得磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体。
[0015]一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂的制备方法，如下所示：步骤一：将重量份的丙烯酰胺、丙烯酸和磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体与去离子水混合，搅拌均匀，使用氢氧化钠调节预混液的pH为7.0
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7.5，继续加入重量份的交联剂，机械搅拌均匀，配置成单体质量浓度为20
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30%的反应液；步骤二：将反应液倒入反应釜中，升高温度至40
‑
50℃，通氮气进行保护，加入引发剂混匀，恒温反应4
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6h后，过滤出固体物料，依次使用盐酸和去离子水洗涤，获得高分子有机物；步骤三：将高分子有机物研磨粉碎，获得压裂用暂堵剂。
[0016]进一步地，步骤二中，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或者过硫酸铵中的任意一种。
[0017]通过上述技术方案，在引发剂的作用下，交联剂可以与丙烯酰胺、丙烯酸和磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体发生自由基聚合反应，在聚合过程中，由于交联剂是以结构中含有四当量不饱和烯基官能团的聚乙二醇200，因此获得的高分子有机物呈树枝状三维交联网络结构，再通过研磨粉碎，获得压裂用暂堵剂。
[0018]本专利技术的有益效果：（1）本专利技术通过制备高分子有机物作为暂堵剂，再制备高分子有机物过程中，使用的原料均可生物可降解，因此制备的暂堵剂较为环保，可实现自我降解，避免了对储层造成污染的问题。此外，由于该高分子有机物呈树枝状三维交联结构因此在吸收水分后，可形成具有体积较大的水膨胀体，进而对裂缝实现良好的封堵，同时，由于磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体结构中含有刚性琥珀酰亚胺基团和磺酸基团，不仅可以利用琥珀酰亚胺基团的刚性，提高整个高分子有机物分子链的刚性和结构稳定性，使制备的暂堵剂表现出更高的承压强度，还能利用磺酸基团减小高分子有机物分子链对盐的敏感性，提高暂堵剂的抗盐性能，使
其在盐溶液中依旧能够保持良好的封堵性能。
[0019]（2）本专利技术制备的交联剂是通过脂键将可聚合的不饱和烯基官能团连接在聚乙二醇200结构中，由于脂键在地层中较高的温度和水的作用下会发生水解，导致高分子有机物失去树枝状交联结构，变成低分子量的聚合物，由于使用的原料均具有良好的亲水性，因此这些低分子量的聚合物可溶于水中，进而从裂缝中渗出，使暂堵剂失去封堵作用，产生无需额外添加强氧化性的解堵剂，即可实现解除裂缝封堵的效果，具有优异的解堵性能。
[0020]（3）本专利技术通过简单的生产工艺制备出高分子有机物，并将其作为压裂用暂堵剂，由于高分子有机物具有可塑性，因此在实际应用中，可根据需要，将其加工成颗粒状、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂，其特征在于，所述高分子有机物具有树枝状交联网状结构；所述压裂用暂堵剂包括以下重量份的原料：丙烯酰胺60
‑
70份、丙烯酸20
‑
30份、磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体25
‑
40份、交联剂2
‑
4份、引发剂0.1
‑
0.3份；所述磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体为分子链末端含磺酸琥珀酰亚胺基团的烯基聚醚衍生物；所述交联剂为分子链末端含有不饱和烯基的聚乙二醇200。2.根据权利要求1所述的一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂，其特征在于，所述交联剂的制备方法如下所示：将聚乙二醇200和二氯甲烷混合，搅拌均匀后，通氮气保护，加入二烯丙基氨基甲酰氯和缚酸剂混匀，室温搅拌2
‑
6h后，减压蒸馏除去溶剂和低沸物和未反应物，出料，获得交联剂。3.根据权利要求2所述的一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂，其特征在于，所述缚酸剂为三乙胺。4.根据权利要求2所述的一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂，其特征在于，所述聚乙二醇200和二烯丙基氨基甲酰氯的质量比为1:0.6
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0.8。5.根据权利要求1所述的一种基于高分子有机物的压裂用暂堵剂，其特征在于，所述磺酸琥珀酰亚胺聚醚单体的制备方法如下所示：将烯丙基环氧聚醚、N
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羟基磺酸琥珀酰亚胺与乙醇混合，通氮气搅拌10
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20min，加入催化剂混合，将体系温度升高至60
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75℃，保温搅拌4
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8h后...

【专利技术属性】
技术研发人员：张维中，聂天宇，李永飞，陆微微，阳非，高鹏，张晓龙，刘永熹，付明秋，曹枫，陈合玉，张琪，谢钟锐，
申请(专利权)人：克拉玛依市新聚工贸有限责任公司，
类型：发明
国别省市：