【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于三次采油，具体涉及一种酸化压裂用稠化剂及其合成方法。
技术介绍
1、酸化是国内外油田常用的增产增注措施之一，主要原理是通过向地层泵注酸液与岩石发生反应，溶蚀近井地带的矿物以及无机堵塞物等，扩大连通孔隙，恢复并提高地层渗透率。酸化过程中，酸液与地层岩石的反应较为迅速，特别在高温深井中，容易导致酸液在井筒附近就消耗殆尽，而远井地层则得不到充分的酸化。—般的酸液作用距离短，酸液消耗快，达不到施工的技术要求。因此，延缓酸岩反应速度，提高酸液的有效穿透作用距离，是进一步改善储层酸化效果的方向之一，尤其是对高温深井酸化非常重要。
2、在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下对地层挤酸的酸处理工艺称为酸化压裂。
3、稠化酸化压裂是指在常规酸液中加入稠化剂以提高酸液相的粘度，延缓酸液中h+向固液界面的传质速度，从而起到深部缓速酸化效果的一种酸液体系。相比于普通酸液体系，稠化酸体系的粘度较高，具有良好的缓速性能以及降滤失性和减阻性能等，而且对酸化地层的二次伤害较小，因此稠化酸的酸化有效期相比常规酸化体系更长。随着油气田开发的深度的逐渐增加，面对的地层温度越来越高，具有缓速作用的稠化酸体系得到了迅速的发展。
4、稠化酸的性能关键是由其所用稠化剂决定，稠化剂分子量和结构影响酸液粘度。在酸液体系中稠化剂溶解后会形成空间网状结构，能够极大地提高了体系的表观粘度，有效地降低了活性酸中氢离子的扩散速率，从而延缓酸液与岩石的反应速度，降低酸液的消耗速率，有效地增加酸液的作用距离。因此，增粘能力强、性能稳
5、cn101864031a公开了一种水溶液聚合制备温控变粘酸胶凝剂的方法，包括用强碱溶液中和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸到ph中性，依次按比例加入丙烯酰胺单体与其它烯烃类单体。加入偶氮类引发剂和氧化/还原引发剂，当聚合体系温度达到温峰后，保温熟化，胶体产物经造粒、干燥和粉碎后得温控变粘酸胶凝剂粉剂，其盐酸溶液利用甲醛/乙酰丙酮锆作交联剂，进行交联反应。得到的胶凝剂主要成分是丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸盐和甲基丙烯酰氧乙基r基二甲基氯化铵(r为c1-c32的烷基)的两性共聚物。但是该专利技术胶凝剂的粘度小于40mpa·s，用于酸化压裂作业效果明显欠佳。
6、cn1073194a公开了一种压裂液增稠剂，适用于低渗透油气层的压裂改造作业。采用草本植物天豆粉，经乙醇、烧碱、环氧丙烷和水对其进行化学改性而成。其含残渣量明显低于目前压裂液用的植物胶田菁增稠剂，因此对地层伤害小，可获得增产效果。但是该压裂液增稠剂相比合成聚合物增稠剂含残渣量高，耐温效果不好。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述现有技术存在的不足而提供一种酸化压裂用稠化剂及其合成方法。本专利技术的稠化剂具有合成工艺简单、表观粘度高、耐剪切能力强、热稳定性好、耐硬度性好的优点。
2、本专利技术第一个目的公开了一种酸化压裂用稠化剂，所述的稠化剂的分子结构式如下：
3、
4、其中：
5、x＝5000-50000；
6、y＝5000-100000；
7、z＝2500-50000。
8、所述稠化剂的粘均分子量为20000000-30000000。
9、本专利技术另一个目的公开了上述酸化压裂用稠化剂的合成方法，具体步骤如下：
10、(1)用氮气吹扫反应釜及管路5-10min，加入三羟甲基丙烷二烯丙基醚、氨基磺酸，加热到130-140℃，保温反应10-20min，自然冷却到50℃以下，加入去离子水，搅拌溶解，得到溶液；
11、(2)将上述溶液转移到四口烧瓶中，依次加入烯丙基三苯基氯化膦、1-乙烯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、缓冲盐，用氮气吹扫四口烧瓶3-5min，搅拌均匀，用氢氧化钠溶液调节ph7-8；
12、(3)向上述四口烧瓶中滴加引发剂，滴加完毕后，搅拌反应30-60min，升温到60-65℃，保温反应30-60min，得到粘稠的溶液，用氢氧化钠溶液调节ph7-8，得到粘稠溶液；
13、(4)将上述粘稠溶液烘干造粒，粒径0.5-2mm，得到产品酸化压裂用稠化剂。
14、优选地，基于1摩尔份的三羟甲基丙烷二烯丙基醚，所述氨基磺酸、烯丙基三苯基氯化膦、1-乙烯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的用量分别为0.8-1.2摩尔份、1-2摩尔份、0.5-1摩尔份。
15、优选地，步骤(1)中，所述去离子水与三羟甲基丙烷二烯丙基醚的重量比为20-40：1。
16、优选地，步骤(2)中，所述缓冲盐为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种，与三羟甲基丙烷二烯丙基醚的重量比为0.1-0.2：1。更优选地，所述缓冲盐为磷酸氢二钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种。
17、优选地，步骤(3)中，所述引发剂为过硫酸盐的一种与亚硫酸氢钠的混合溶液，与羟甲基丙烷二烯丙基醚的重量比为0.5-1：1。
18、优选情况下，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种。
19、优选情况下，所述过硫酸盐的浓度为8-12wt％，亚硫酸氢钠的浓度为3-5wt％。
20、本专利技术的酸化压裂用稠化剂合成反应方程式如下：
21、
22、本专利技术的酸化压裂用稠化剂是高分子交联聚合物。三羟甲基丙烷二烯丙基醚经过改性成为本专利技术的聚合单体，一方面引入了硫酸基阴离子，具有表面活性，可以降低表界面张力的作用，可以降低压裂液运移过程中摩擦阻力，另一方面具有扩链作用，使得聚合物呈二维或三维结构，可以大幅提高分子的粘度从而提高产品对岩层大孔道的堵塞能力，同时可以加强携砂能力。烯丙基三苯基氯化膦可以增加耐硬度能力，分子中含有多个苯环，可以增加耐剪切能力。1-乙烯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐可以大幅度降低压裂液运移过程中的摩擦阻力，降低压裂作业过程中的能量消耗。。
23、本专利技术与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
24、(1)本专利技术的酸化压裂用稠化剂合成工艺简单，没有副产物；
25、(2)本专利技术的酸化压裂用稠化剂具有较高的表观粘度，0.9wt％的交联酸基液粘度可以达到125mpa·s；
26、(3)本专利技术的酸化压裂用稠化剂具有较强的耐剪切能力，100s-1的条件下连续按剪切2h，粘度保持率可以达到99％；
27、(4)本专利技术的酸化压裂用稠化剂具有较高的耐热性，120℃粘度保持率达到85％以上；
28、(5)本专利技术的酸化压裂用稠化剂具有较高耐硬度性，在钙离子浓度为2000mg/l，镁离子浓度为1000mg/l的模拟水中粘度保持率达到95％及以上。
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1.一种酸化压裂用稠化剂的合成方法，其特征在于，所述合成方法的具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述一种酸化压裂用稠化剂的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，所述去离子水与三羟甲基丙烷二烯丙基醚的重量比为20-40：1。
3.根据权利要求1所述一种酸化压裂用稠化剂的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，所述缓冲盐为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种，与三羟甲基丙烷二烯丙基醚的重量比为0.1-0.2：1。
4.根据权利要求3所述一种酸化压裂用稠化剂的合成方法，其特征在于，所述缓冲盐为磷酸氢二钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种。
5.根据权利要求1所述一种酸化压裂用稠化剂的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，所述引发剂为过硫酸盐的一种与亚硫酸氢钠的混合溶液，与羟甲基丙烷二烯丙基醚的重量比为0.5-1：1。
6.根据权利要求5所述一种酸化压裂用稠化剂的合成方法，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种。
7.根据权利要求5所述一种酸化压裂用稠化剂的合成
8.一种酸化压裂用稠化剂，其特征在于，所述的稠化剂的分子结构式如下：
9.根据权利要求8所述一种酸化压裂用稠化剂，其特征在于，所述稠化剂的粘均分子量为20000000-30000000。
...【技术特征摘要】
1.一种酸化压裂用稠化剂的合成方法，其特征在于，所述合成方法的具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述一种酸化压裂用稠化剂的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，所述去离子水与三羟甲基丙烷二烯丙基醚的重量比为20-40：1。
3.根据权利要求1所述一种酸化压裂用稠化剂的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，所述缓冲盐为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种，与三羟甲基丙烷二烯丙基醚的重量比为0.1-0.2：1。
4.根据权利要求3所述一种酸化压裂用稠化剂的合成方法，其特征在于，所述缓冲盐为磷酸氢二钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种。
5.根据权利要求1所述一...
【专利技术属性】
技术研发人员：封兰芬，王建，
申请(专利权)人：东营市盛聚化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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