[發明專利]一種疏水締合聚合物改性磁納米增稠劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201811120936.2
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109456740B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 秦文龍;姜關鋒;秦國偉;李冉;王洋;楊江
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發明公開了一種疏水締合聚合物改性磁納米增稠劑及制備方法，該增稠劑是以納米Fe₃O₄為內核，Fe₃O₄經烯酸類表面活性劑改性后，接枝兩親高分子化合物，形成的核?殼結構型納米復合材料；所述兩親高分子化合物是疏水締合水溶性三元聚合物，其由水溶性單體與耐溫抗鹽性單體、疏水單體共聚形成，所述水溶性單體為丙烯酰胺，耐溫抗鹽性單體為2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸，疏水單體為苯乙烯、丙烯酸正辛脂或十八烷基二甲基烯丙基氯化銨。本發明解決了納米增稠劑成本高、增黏性能差及聚合物增稠劑難以重復利用的問題，通過使用低毒性磁性納米材料和兩親高分子改性獲得高效增黏、回收利用一體化納米增稠劑；本發明不需要高溫高壓反應條件，降低了操作難度和生產成本。

技術領域

本發明屬于油田化學技術領域，具體涉及一種鉆井液、壓裂液、驅油劑等工作液所用的增稠添加劑。

背景技術

近年來，納米技術在油氣工業的鉆井液完井液、壓裂液、調剖堵水、提高采收率、油田廢水處理等領域獲得了廣泛應用。納米材料特別是納米復合材料由于其獨特的流變性、抗溫耐鹽性、催化性等，已在超深井鉆探、高溫高壓苛刻環境及復雜儲層開發中顯示出巨大的潛力。

增稠劑是油田化學品中一類重要的油田助劑，是決定鉆井液、壓裂液、驅油劑等油田工作液性能及施工效果好壞的關鍵添加劑之一。增稠劑在鉆井中用于提高泥漿的黏度和穩定性，保護鉆井井壁不坍塌；在壓裂液中用于提供其足夠的黏度，以形成寬而長的裂縫并在裂縫沿程輸送及鋪設壓裂支撐劑；在驅油劑中用于改善油水流度比，擴大驅油劑體積波及系數，提高油藏采收率。

能夠作為增稠劑的物質很多，并且隨著應用對象的不同，增稠劑的種類也不一樣。一般增稠劑按相對分子質量分類，有低分子增稠劑和高分子增稠劑；按功能團分類，主要有無機增稠劑、纖維素類、聚丙烯酸酯和締合型聚氨酯增稠劑4類。其中，納米材料是清潔壓裂液改性中應用的一類新型增稠劑，研究表明該類材料有一定增稠效果，但增稠效果有限；而聚合物(也稱高分子化合物)其親水性強，水化后有較大的水動力學體積，能有效起到增黏降濾失的作用，是油田化學中最常用的增稠劑。目前在國內常用的聚合物增稠劑的耐高溫和抗鹽性能不足仍是主要問題。此外，綠色環保、低成本也是油田用聚合物增稠劑的發展趨勢。

相比普通水溶性聚合物增稠劑，疏水締合聚合物由于其水溶液存在獨特的疏水締合作用，因而具有良好的增黏作用，同時抗溫、抗鹽能力強，抗剪切性能優異，是近些年國內外耐鹽抗溫聚合物增稠劑研究應用的熱點。納米磁性材料(如Fe₃O₄)不僅具有高表面能、剛性、尺寸穩定性和熱穩定性，同時具有磁響應性，易于在外加磁場條件下分離回收。若能將磁性納米材料與疏水締合聚合物的特性互補，結合在一起，可開發高效增黏、回收一體化的納米增稠劑，不僅能滿足高溫高壓復雜油氣藏開發的需要，還能大大降低納米復合增稠劑的施工成本。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種生產成本低、高效增黏、回收利用一體化的疏水締合聚合物改性磁納米增稠劑，并為該納米增稠劑提供一種制備方法。

針對上述目的，本發明的疏水締合聚合物改性磁納米增稠劑是以納米Fe₃O₄為內核，納米Fe₃O₄經烯酸類表面活性劑表面改性后，接枝兩親高分子化合物，形成的核-殼結構型納米復合材料。