【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子量阴离子聚丙烯酰胺。更具体地，这些阴离子聚丙烯酰胺通过阴离子单体在重均分子量为5,000至100,000道尔顿的成盐形式的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的均聚物存在下聚合而获得，所述均聚物由含杂质的成盐形式的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸获得。
技术介绍
1、高分子量阴离子聚丙烯酰胺(apam)由于它们的絮凝或增稠特性等，通常用于许多应用中。实际上，这些聚合物被用于以下领域：油气工业、水力压裂、造纸过程、污泥脱水、水处理、建筑、采矿、化妆品制剂、农业、纺织和洗涤剂制剂。
2、例如，这些高分子量水溶性合成聚合物的絮凝特性用于水处理/污泥脱水领域中。事实上，在给定水的胶体颗粒(被同化为小于1微米的球)被去稳定化的任选的凝结步骤之后，絮凝代表颗粒聚集成高分子量聚集体以产生快速沉降的步骤。
3、这些聚合物的增稠特性可用于强化采油(eor)领域中。
4、目前运营的大多数油田已经成熟，事实上已经开始或即将减产。与初始油量相比，这些油田的采收率目前平均为约15％至35％。因此，它们提供了相当大的生产潜力。
5、通常，矿床中所含原油的采收分几个阶段进行。
6、生产主要是使流体和岩石的自然能量减压的结果。在该耗尽阶段结束时，在表面采收的油量平均占初始储量的约5至15％。因此，在第二步中，有必要采用旨在通过保持油田压力来提高采收率的技术。
7、最常实施的方法是通过专用于此目的的注入井将水注入矿床。这称为二次采收。当水/油比过高时，即当生产井生产的混合物中的水
8、可以使用的其他技术被归类为强化采油(rap或eor，“enhanced oil recovery”的首字母缩写)。其目标是与初始油量相比采收10％至35％的额外油。在术语“强化采油”下，已知各种热或非热技术(例如所谓的电、可混溶、蒸汽或甚至化学技术)用于改善剩余油的采收率(参见“oil&gas science and technology”——ifp评论，第63卷(2008年)第1期，第9-19页)。
9、“石油”是指任何类型的油，即轻油以及重油，或者甚至沥青油。油通常由有机物质的自然转化产生，由烃的混合物组成。在对现有技术或本专利技术的描述中，除了提到乳液或分散体的组成之外，术语石油和油用于表示相同的材料。
10、通常通过添加水溶性高分子量合成聚合物来改善注水扫油的效率。通过注入水的“增粘”,使用这些聚合物的预期和已被证实的好处是，改善了扫油以及降低了流体之间的粘度对比度以控制它们在油田的流度比，从而快速有效地采油。这些聚合物增加了水的粘度。
11、这些高分子量阴离子聚丙烯酰胺(apam)最常以凝胶聚合过程产生的粉末形式使用，其实施需要非常长的溶解时间，并且需要复杂和庞大的设备,例如psu(“polymerslicing unit”，文献wo2008071808)和熟化罐。当这些apam粉末必须溶解在冷水和/或盐水中时，情况更是如此。不完全稀释导致需要过量的聚合物来实现所需的性能(絮凝、增稠效果等)。
12、除了增加水的粘度之外，所用的聚合物必须具有良好的过滤性。过滤性差的聚合物往往会堵塞地下地层，减缓或甚至抑制油生产。然而，当聚合物的分子量增加时，过滤性恶化。因此，在分子量和过滤性之间有微妙的折衷。
13、此外，这些聚合物一旦在溶液中就对自由基降解敏感，这导致其有效性随着时间的推移而下降。
14、包含在非常规储层中的油气的生产已经发展了多年，并且需要在储层中打开裂缝以用于油气的经济生产。
15、“非常规储层”是指需要特定提取技术的矿床，因为它们不以积聚的形式存在于多孔和可渗透的岩石中(参见bedrock hydrocarbons in france interim report–cgiet n°2011-04-g–ministry of ecology,sustainable development,transport and housing-2011年4月)。对于非常规天然气，可以提及页岩气、煤层甲烷或致密气。对于非常规油，可以提及重油、页岩油或致密油。
16、包含在非常规储层中的储量是巨大的并且在以前不可开发的区域中非常广泛，例如诸如页岩、致密气和煤气的基岩烃。在美国，页岩气被广泛开发，目前占美国生产的总天然气的46％，而1998年仅占28％。非常广泛的盆地被称为barnett页岩、ville fayette页岩、mowry页岩、marcellus页岩、utica页岩……钻探技术的发展使得开发致密储层成为可能。
17、生产技术已经从垂直井发展到水平井，减少了所需的生产井的数量、它们的占地面积，并且能够更好地覆盖储层体积以实现最大的天然气采收。然而，渗透性不足以使天然气容易地从基岩迁移到井，从而经济地且大量地生产天然气或石油。因此，通过增产操作，特别是通过与井接触的岩石的水力压裂来增加渗透性和生产表面是必要的。
18、水力压裂旨在产生额外的渗透性并产生更大的天然气或石油生产面积。事实上，致密层的低渗透性、天然屏障和钻井操作的防水性强烈限制了生产。包含在非常规储层中的天然气或石油在没有增产的情况下不能容易地从岩石迁移到井。
19、这些在水平井上的水力压裂操作开始于1960年的阿巴拉契亚山脉并且如今在美国已经进行了数万次操作。
20、储层设计、建模、钻井、固井和增产技术已经变得越来越复杂，并且使用允许在更短的时间内进行这些操作并对结果进行精确分析的设备。
21、这些操作包括以高压和非常高的流速注入水，以产生垂直于生产井分布的裂缝。通常分几个阶段进行，以沿水平井的整个长度产生裂缝，这使得可以覆盖最大体积的储层。
22、为了保持这些裂缝打开，添加支撑剂(砂、塑料材料或校准陶瓷(calibratedceramics))以防止这些裂缝闭合并且保持停止注入后所产生的毛细作用。
23、由于水的低粘度，单独的水不足以获得良好的支撑剂放置功效。限制了其将支撑剂保持在裂缝中的适当位置的能力。为了克服这个问题，已经开发了含有增粘化合物的压裂流体。
24、根据定义，当化合物增加其溶解于其中的溶液的粘度时，其是增粘的。
25、除了具有增粘特性之外，该化合物还必须具有特定的流变学特性。实际上，聚合物必须能够具有低粘度，以便在注入压裂流体期间经历的强剪切过程中不干扰含有支撑剂的流体的输送和泵送。一旦注入，该相同的化合物必须能够在剪切力降低时产生足够的粘度，以支撑支撑剂，从而将其保持在裂缝中。
26、因此，聚合物必须为溶液提供剪切稀化特性，以在注入期间(在高剪切下)具有相对低的粘度，并当剪切降低时具有高粘度，以将支撑剂保持悬浮在裂缝中的水平。
27、还应考虑溶液中聚合物的粘弹特性。spe 147206(fracturing本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚合物组合物，其包含水溶性阴离子P2聚合物，所述水溶性阴离子P2聚合物通过至少一种阴离子单体在重均分子量为5,000至100,000道尔顿的水溶性P1均聚物的存在下的自由基聚合而获得，
2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其特征在于，所述水溶性P1均聚物在300至10,000ppm的成盐形式的2-甲基-2-丙烯基磺酸的存在下制备。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的聚合物组合物，其特征在于，所述水溶性P1均聚物在300至10,000ppm重量的成盐形式的2-亚甲基-1,3-亚丙基二磺酸的存在下制备。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的聚合物组合物，其特征在于，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和2-甲基-2-丙烯基磺酸的成盐形式以及如果存在的2-亚甲基-1,3-亚丙基二磺酸的成盐形式是钠盐。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的聚合物组合物，其特征在于，所述水溶性阴离子P2聚合物的重均分子量为100万至4000万道尔顿。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的聚合物组合物，其特征在于，所述水溶性阴离子P2聚合物的
7.根据权利要求1至6中的一项所述的聚合物组合物，其特征在于，所述水溶性阴离子P2聚合物含有10至100mol％的阴离子单体和0至90mol％的非离子单体。
8.根据权利要求1至7中的一项所述的聚合物组合物，其特征在于，其含有0.01至5.0重量％的水溶性均聚物P1。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的聚合物组合物在选自以下的领域中的用途：烃的采收；钻井；固井；油气井增产；水处理；发酵霉菌处理；污泥处理；造纸；建筑；木材处理；水硬性组合物处理；采矿业；化妆品制剂；洗涤剂制剂；纺织品制造；电池组件制造；地热能；卫生护垫制造；和农业。
10.根据权利要求1至8中的一项所述的聚合物组合物作为絮凝剂、凝结剂、粘合剂、固定剂、降粘剂、增稠剂、吸收剂、减摩剂、排水剂、排水剂、填料保持剂、脱水剂、调节剂、稳定剂、固定剂、成膜剂、施胶剂、超塑化剂、粘土抑制剂或分散剂的用途。
11.一种通过扫探地下地层来强化油和/或天然气采收的方法，其包括以下步骤：
12.一种用于地下油和/或天然气储层的水力压裂的方法，其包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种聚合物组合物，其包含水溶性阴离子p2聚合物，所述水溶性阴离子p2聚合物通过至少一种阴离子单体在重均分子量为5,000至100,000道尔顿的水溶性p1均聚物的存在下的自由基聚合而获得，
2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其特征在于，所述水溶性p1均聚物在300至10,000ppm的成盐形式的2-甲基-2-丙烯基磺酸的存在下制备。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的聚合物组合物，其特征在于，所述水溶性p1均聚物在300至10,000ppm重量的成盐形式的2-亚甲基-1,3-亚丙基二磺酸的存在下制备。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的聚合物组合物，其特征在于，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和2-甲基-2-丙烯基磺酸的成盐形式以及如果存在的2-亚甲基-1,3-亚丙基二磺酸的成盐形式是钠盐。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的聚合物组合物，其特征在于，所述水溶性阴离子p2聚合物的重均分子量为100万至4000万道尔顿。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的聚合物组合物，其特征在于，所述水溶性阴离子p2聚合物的阴离子单体选自包括以下的组：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、丙烯酰胺基十一酸、3-丙烯酰胺基3-甲基丁酸、马来酸酐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(atbs)、乙烯基磺酸、乙烯基膦酸、烯丙...
【专利技术属性】
技术研发人员：塞德里克·法维罗，约翰·基弗，尼古拉斯·布瓦斯，凌静，
申请(专利权)人：爱森中国絮凝剂有限公司，
类型：发明
国别省市：
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