[發(fā)明專(zhuān)利]一種聚合物增稠劑乳液、其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011249165.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112375178A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瀟;夏昌義;王宇紅;王軍;鄧佳男;孫秀霞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山西藍(lán)焰煤層氣集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國(guó)石油大學(xué)（北京）
• 主分類(lèi)號(hào): C08F220/56
• 分類(lèi)號(hào): C08F220/56;C08F220/06;C08F220/58;C08F226/02;C08F2/32;C09K8/68;C09K8/88
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 劉穎

本發(fā)明提供了一種聚合物增稠劑乳液、其制備方法和應(yīng)用，該乳液產(chǎn)品由丙烯酰胺類(lèi)單體、丙烯酸類(lèi)單體、2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸和改性單體S?18HPAM，通過(guò)乳液聚合反應(yīng)制得；所述乳液聚合反應(yīng)的體系包括形成的聚合物；所述聚合物的分散形態(tài)為納米級(jí)別，平均分子量為450萬(wàn)～550萬(wàn)。相比傳統(tǒng)聚合物壓裂液增稠劑，本發(fā)明聚合物乳液產(chǎn)品以乳液形態(tài)能夠更加快速的在水中分散增稠，如分散時(shí)間在30?60s以?xún)?nèi)。本發(fā)明產(chǎn)品中的聚合物是無(wú)需使用交聯(lián)劑的自增稠聚合物，現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程不用提前配制，現(xiàn)用現(xiàn)配，能夠有效避免試劑浪費(fèi)產(chǎn)生的成本，應(yīng)用簡(jiǎn)便，易于控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣田開(kāi)采壓裂液增稠劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可用于壓裂液的聚合物增稠劑乳液、其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

壓裂液是油氣田開(kāi)采壓裂過(guò)程中的重要介質(zhì)流體；壓裂液能傳遞來(lái)自井口的壓力，在地層中造縫并攜帶支撐劑進(jìn)入到裂縫。壓裂液的主要作用成分是增稠劑，其主要包括天然植物膠、纖維素類(lèi)、合成聚合物這幾種類(lèi)型。其中，采用合成聚合物增稠劑的壓裂液具有來(lái)源廣、成本低、易改性等特點(diǎn)，是研究的熱點(diǎn)方向。

目前，合成聚合物增稠劑主要是聚丙烯酰胺類(lèi)成分。現(xiàn)有產(chǎn)品多為固體聚合物+交聯(lián)劑的模式達(dá)到增稠效果，但是，該技術(shù)的主要缺點(diǎn)是應(yīng)用復(fù)雜，要求現(xiàn)場(chǎng)配制聚合物溶膠，再與交聯(lián)劑分別泵入地下。并且，所形成的交聯(lián)壓裂液體系在地下的交聯(lián)度、交聯(lián)時(shí)間難以有效控制，破膠困難，控制復(fù)雜，不利于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N可用于壓裂液的聚合物增稠劑乳液、其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的聚合物增稠劑乳液產(chǎn)品能滿(mǎn)足壓裂液所需的抗剪切等性能，并且應(yīng)用簡(jiǎn)便，易于控制。

本發(fā)明提供一種聚合物增稠劑乳液，其由丙烯酰胺類(lèi)單體、丙烯酸類(lèi)單體、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和改性單體，通過(guò)乳液聚合反應(yīng)制得；

所述乳液聚合反應(yīng)的體系包括形成的聚合物；所述聚合物的分散形態(tài)為納米級(jí)別，平均分子量為450萬(wàn)～550萬(wàn)；

所述改性單體具有式1結(jié)構(gòu)：

優(yōu)選地，所述聚合物的分散中間值為250～350納米。

優(yōu)選地，所述丙烯酰胺類(lèi)單體、丙烯酸類(lèi)單體、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和改性單體的質(zhì)量比為20：0.5：1：(0.1～0.5)。

優(yōu)選地，所述乳液聚合反應(yīng)的體系包括乳化劑，所述乳化劑包括司盤(pán)系列、吐溫系列、異構(gòu)醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述乳化劑包括司盤(pán)-80、吐溫-80、乳化劑1306和AEO-7。

本發(fā)明提供一種聚合物增稠劑乳液的制備方法，包括以下步驟：

S1、將丙烯酰胺類(lèi)單體、丙烯酸類(lèi)單體和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水中，得到第一溶液；將如式1所示的改性單體用乳化劑助溶，得到第一乳液；

S2、將所述第一溶液與第一乳液混合形成水相，然后加入到油相中，在引發(fā)劑存在條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到呈納米級(jí)別分散的聚合物增稠劑乳液。

優(yōu)選地，所述步驟S1中，將丙烯酰胺類(lèi)單體、丙烯酸類(lèi)單體和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水中，調(diào)節(jié)pH值為弱堿性，得到第一溶液。

優(yōu)選地，所述步驟S1中，所述助溶采用的乳化劑由異構(gòu)醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和司盤(pán)系列配制得到。

優(yōu)選地，所述步驟S2中，所述引發(fā)劑為偶氮類(lèi)引發(fā)劑；所述聚合反應(yīng)的溫度為50～70℃。

本發(fā)明還提供如前文所述的聚合物增稠劑乳液在壓裂液中的應(yīng)用。