[發明專利]用于水基壓裂液的稠化劑及其合成方法

有效

• 申請號: 201210568345.8
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103059828A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 郝春玲;唐富剛
• 申請（專利權）人: 北京希濤技術開發有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C08F220/54;C08F220/58;C08F226/02;C08F220/46;C08F220/06;C08F226/10;C08F2/48
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1.一種用于水基壓裂中的帶有支鏈結構的稠化劑，其由N，N-二甲基丙烯酰胺(AAM)、二甲基二烯丙基氯化銨(DADMAC)、丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鹽(AMPS)、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(PVN)六種單體共聚而成，其中，六種單體的重量比依次對應為(3-4)∶1∶1∶1∶(1-1.5)∶1，所述稠化劑通過水溶液催化劑法和紫外光照產生自由基的方式共聚制的。

2.如權利要求1所述的稠化劑，其中，各單體與水的重量百分比組成為：

(a)20至30重量％的N，N-二甲基丙烯酰胺(AAM)；

(b)5至8重量％的二甲基二烯丙基氯化銨(DADMAC)；

(c)5至8重量％的丙烯腈(AN)；

(d)5至10重量％的甲基丙烯酸；

(e)10至20重量％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鹽(AMPS)；

(f)5至10重量％的N-乙烯基-2-吡咯烷酮(PVN)；

(g)余量為水。

3.如權利要求1或2所述的稠化劑，其中，N，N-二甲基丙烯酰胺(AAM)、二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯腈、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鹽、N-乙烯基-2-吡咯烷酮六種單體共聚形成帶有支鏈結構的不可水解聚合物。

4.如權利要求1或2任一項所述的稠化劑，其中，所述共聚物的分子量為200-800。

5.一種合成權利要求1-4任一項述稠化劑的方法，其包括如下步驟：

(1)將N，N-二甲基丙烯酰胺(AAM)、二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯腈、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鹽、N-乙烯基-2-吡咯烷酮六種單體按比例稱量并進行混配；

(2)將上述混配好的單體放入蒸餾水中進行溶液的配制；

(3)利用pH堿性調節劑或pH酸性調節劑調節溶液的pH值和溫度，使溶液的pH值在4.5±0.5，所述溫度為10±1℃；

(4)通過水溶液催化劑法和紫外光照產生自由基來使上述單體發生共聚聚合。

6.如權利要求5所述的方法，其中，所述水溶液催化劑法和紫外光照產生自由基是指在稠化劑的合成過程中，向配制好的單體溶液吹氮氣進行保護15-20分鐘，然后向溶液中加入催化劑，并輔以紫外光燈照射誘發15-20分鐘以產生自由基，從而使單體發生共聚聚合。

7.如權利要求6所述的方法，其中，對溶液吹氮氣以除去水中的溶解氧，然后在氮氣的保護下加入催化劑，停止吹氮氣并置于紫外燈光下，將聚合釜密閉，誘發15-20分鐘，觀察是否有溫升，當誘發期內有2℃的溫升，視為引發成功，否則需要重新加入催化劑再次引發。

8.如權利要求5-7任一項所述的方法，其中，在引發后，于保溫密閉條件下溫度由10±1℃升到85-95℃的最高溫后不再有升溫的跡象，此時開始記錄時間，保溫3小時。

9.如權利要求5-7任一項所述的方法，其中，所述催化劑為氧化劑與還原劑組成的氧化還原體系，氧化劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉、過氧化氫、過氧化苯甲酰或叔丁基過氧化物，所述還原劑為亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽或有機胺。

10.如權利要求5-7任一項所述的方法，其中，催化劑為偶氮二異丁腈(AZDN)、偶氮二異庚腈(V65)或偶氮二異丁基脒鹽酸鹽(V50)，催化劑的量為單體的0.001-3％重量。