[發明專利]壓裂液增稠劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201910731063.7
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110483687B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 徐文熙
• 申請（專利權）人: 北京九恒質信能源技術有限公司
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/60;C08F220/58;C08F212/14;C08F226/10;C08F220/06;C08F220/54;C08F2/32;C09K8/68;C09K8/88
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

1.一種壓裂液增稠劑，其特征在于，包括單體、氧化還原引發劑、白油、乳化劑、助劑、偶氮引發劑和水；

所述單體包括丙烯酰胺、丙烯酸類單體、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、抗鹽單體和抗溫單體；

所述丙烯酰胺、所述丙烯酸類單體、所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、所述抗鹽單體和所述抗溫單體的質量比為100：5-20：20-50：1-10：5-15；

所述抗鹽單體為甜菜堿類單體，所述甜菜堿類單體的結構如下：

；

所述抗溫單體包括N-乙烯吡咯烷酮、乙烯基苯磺酸鈉、N-甲基丙烯酰胺、N-苯基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二乙基丙烯酰胺中的一種。

2.根據權利要求1所述的壓裂液增稠劑，其特征在于，所述氧化還原引發劑中的氧化劑包括過硫酸鉀、過硫酸鈉、過氧化氫和過氧化二苯甲酰中的一種，所述氧化還原引發劑中的還原劑包括亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉和吊白塊中的一種；按質量百分比計：所述氧化劑為所述單體質量的0.01-0.1%；所述還原劑為所述單體質量的0.01-0.1%。

3.根據權利要求2所述的壓裂液增稠劑，其特征在于，所述乳化劑包括油性乳化劑和水性乳化劑，按質量百分比計：所述水性乳化劑為單體質量的1-10%，所述水為所述單體質量的80%-200%，所述白油為所述單體質量的70-200%，所述油性乳化劑為所述單體質量的1-8%；所述水性乳化劑包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、吐溫60、吐溫80、吐溫85、AEO-7、AEO-10、NP-10、曲拉通100的一種或兩種，所述油性乳化劑包括司盤60、司盤65、司盤80、乙二醇單硬脂酸酯中的一種或兩種。

4.根據權利要求3所述的壓裂液增稠劑，其特征在于，所述助劑包括無機鹽、有機醇、尿素和乙二胺四乙酸二鈉，按質量百分比計：所述無機鹽為所述單體質量的0.1-3%，所述有機醇為所述單體質量的0.1-2%，所述尿素為所述單體質量的1-5%，所述乙二胺四乙酸二鈉為所述單體質量的0.1-0.5%。

5.根據權利要求4所述的壓裂液增稠劑，其特征在于，所述無機鹽包括氯化鈉、氯化鉀、氯化銨、硫酸鈉、硫酸銨中的一種或兩種，所述有機醇包括乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇中的一種或兩種。

6.根據權利要求5所述的壓裂液增稠劑，其特征在于，按質量百分比計：所述偶氮引發劑為所述單體質量的0.05-0.5%；所述偶氮引發劑包括偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、偶氮二異丁腈、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽、偶氮二異庚腈中的一種或兩種。

7.一種壓裂液增稠劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

按100：5-20：20-50：1-10：5-15的質量比依次加入丙烯酰胺、丙烯酸類單體、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、抗鹽單體和抗溫單體，加入占單體質量80%-200%去離子的水并用30%的NaOH溶液調節pH為6-8，再加入占所述單體質量1-10%的水性乳化劑攪拌溶解均勻；

攪拌下加入含有油性乳化劑的白油乳化10-30min，所述油性乳化劑占單體質量的1-8%，所述白油占所述單體質量的70-200%；乳化后通入高純氮氣除氧30-40min；控制引發溫度為0-10℃，加入氧化還原引發劑和偶氮引發劑進行聚合反應，反應3-8h后得到油包水的反相乳液；

加入占所述單體質量0.5-10%的水性乳化劑進行轉相，制得水包油的壓裂液增稠劑；

所述抗鹽單體為甜菜堿類單體，所述甜菜堿類單體的結構如下：

；

所述抗溫單體包括N-乙烯吡咯烷酮、乙烯基苯磺酸鈉、N-甲基丙烯酰胺、N-苯基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二乙基丙烯酰胺中的一種。

8.根據權利要求7所述的壓裂液增稠劑的制備方法，其特征在于，所述方法還包括抗鹽單體的制備，所述抗鹽單體的制備包括：在壓力容器中將N-（2-氨基乙基）-丙烯酰胺與環氧乙烷先室溫接觸反應4-8h，然后與氯乙基磺酸在丁酮溶液中60-90℃下接觸反應8-12h。