[發明專利]一種稠化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911025481.0
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN112708038B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 蘇智青;李應成;沙鷗;夏燕敏;孫慧;許匯;王蘭;朱益興
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/56;C08F220/06;C08F220/58;C08F226/10;C08F226/02;C08F212/14;C08F226/04;C08F222/02;C08F220/34;C08F220/38;C08F216/20;C09K8/68
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

本發明公開了一種稠化劑及其制備方法和應用。該稠化劑含有丙烯酰胺單體結構單元、陰離子單體結構單元、非離子單體結構單元、活性單體結構單元，以及任選的陽離子單體結構單元，活性單體結構單元包括活性單體結構單元I、活性單體結構單元II和活性單體結構單元III，活性單體結構單元I選自式(I)中的一種或多種；活性單體結構單元II選自式(II)中的一種或多種；活性單體結構單元III選自式(V)中的一種或多種，以及任選的式(III)和式(IV)。本發明的乳液型稠化劑具有優異的增粘能力和耐溫抗鹽能力，且溶解速度快。

技術領域

本發明屬于壓裂液領域，具體涉及一種稠化劑及其制備方法和應用。

背景技術

作為油氣藏地層改造的重要措施，壓裂得到迅速發展和廣泛應用，增效顯著，以中原油田衛11-53井為例，2004年7月進行壓裂施工，當年累計增油663噸，即日增油4.42噸，以原油75美元/桶計算，日收益約為16575元，當年增加收益250萬左右。

稠化劑是壓裂液中的主要組成部分，主要起到增加流體粘度，提高流體攜砂能力的作用，幫助造縫的作用。應用中，壓裂液稠化劑主要以胍膠等天然高分子為主，部分合成聚合物也作為壓裂液用稠化劑使用，國內最常使用的壓裂液為水基壓裂液，疏水締合稠化劑作為驅油用聚合物中增粘能力較強的一類聚合物體系，具有獨特的在高溫高鹽條件下的增粘能力，現有技術中的乳液型丙烯酰胺類稠化劑以丙烯酰胺和丙烯酸為主，主要依賴高分子量提供粘度，對鹽較為敏感，無法在高鹽條件下提供較高的水相粘度。此外，現有的乳液型稠化劑中引入疏水締合結構后，締合結構受大量乳化劑和原油的影響，增粘能力容易被破壞。而且乳液型產品，由于受到大量乳化劑和油的影響，締合結構易被破壞，因此疏水締合產品主要以干粉形態出現。合成的干粉聚合物需要專門的溶解設備，配制工藝復雜。而目前的體積壓裂使得壓裂施工對聚合物的速溶提出了更高的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足，提供一種稠化劑及其制備方法和應用。本發明的乳液型稠化劑具有優異的增粘能力和耐溫抗鹽能力，且溶解速度快。

為此，本發明的第一個方面提供了一種稠化劑，該稠化劑含有丙烯酰胺單體結構單元、陰離子單體結構單元、非離子單體結構單元、活性單體結構單元，以及任選的陽離子單體結構單元，其中，所述活性單體結構單元包括活性單體結構單元I、活性單體結構單元II和活性單體結構單元III，

其中，所述活性單體結構單元I選自式(I)所示的結構單元中的一種或多種；所述活性單體結構單元II選自式(II)所示的結構單元中的一種或多種；所述活性單體結構單元III選自式(V)所示的結構單元中的一種或多種，以及任選的式(III)所示的結構單元和式(IV)所示的結構單元，

其中，各R₁相同或不同，分別獨立的選自氫原子或C₁～C₂₈的烴基；各R₂、R₃和R₄相同或不同，分別獨立的選自C₁～C₂₈的烴基；R₅選自氫原子、氨基、羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、巰基或鹵素；各a、b相同或不同，分別獨立的為0～40，且a、b鏈段位置可調換；X、Z分別獨立的選自酯基、酰胺基、亞甲基、氧原子、-CH₂-O-或-NH-；Y選自酯基、亞甲基、氧原子、-CH₂-O-或-NH-；M^-選自氟離子、氯離子、溴離子或碘離子。

本發明第二個方面提供了一種稠化劑的制備方法，包括：

a)將丙烯酰胺單體、陰離子單體、非離子單體、活性單體、助溶劑和溶劑，以及任選的陽離子單體，進行混合，調節pH值至5～10，得到水溶液I；

b)將乳化劑溶解于油溶劑中，得到油溶液II；