[發(fā)明專利]一種超高溫壓裂液稠化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110528686.1
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113214817B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張?zhí)?/a>;鄭存川;唐曉莉;賴麗丹;趙艷
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué);四川奎能環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C08F220/56;C08F220/06;C08F226/10;C08F212/14;C08F226/02
• 代理公司: 重慶嘉禾共聚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50220
• 代理人: 吳迪

本發(fā)明公開一種超高溫壓裂液稠化劑及其制備方法，涉及油氣開發(fā)稠化劑技術(shù)領(lǐng)域；所述稠化劑由丙烯酰胺、丙烯酸、剛性單體共聚而成的共聚物PAAS。本發(fā)明還公開超高溫壓裂液稠化劑的制備方法，包括以下步驟：取丙烯酰胺、丙烯酸和剛性單體，并加入去離子水中，得到混合溶液；將混合溶液加熱至45～60℃，并加入引發(fā)劑，保溫進行聚合反應(yīng)，其反應(yīng)時間為6～8h，得到固化的共聚物；將得到的共聚物剪碎、干燥、粉碎得到稠化劑。本發(fā)明采用丙烯酸、丙烯酰胺和剛性單體形成一種在高溫下粘度較大、穩(wěn)定性良好的稠化劑，解決了現(xiàn)有的稠化劑在高溫高壓環(huán)境下易出現(xiàn)交聯(lián)鍵斷裂導(dǎo)致穩(wěn)定性差、粘度降低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣開發(fā)稠化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超高溫壓裂液稠化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，各國對石油的需求再不斷增加。同時，開采程度不斷增加，全球石油的開采難度逐漸加大，因而，壓裂作為一種石油開采的增產(chǎn)技術(shù)越來越受到重視。壓裂的目的在于最大程度提高儲層導(dǎo)流能力，達到增加油氣產(chǎn)量的目的。壓裂時所用的壓裂液要求其具有較高的粘度、高的抗剪切性、優(yōu)異的攜砂能力和破膠無殘渣、對地層傷害小以及環(huán)保性等特點。對于水基壓裂液，稠化劑使一種十分重要的主劑，主要作用使提高壓裂液的粘度，懸浮和攜帶支撐劑以及降低壓裂液屢失。

目前的壓裂液稠化劑主要是天然高分子如瓜膠、羥丙基瓜膠、羧甲基瓜膠、香豆膠等，這類增稠劑其性質(zhì)和產(chǎn)量受環(huán)境和產(chǎn)地影響較大。另一類合成的增稠劑主要是聚丙烯酰胺及其改姓產(chǎn)品，性能較為穩(wěn)定。隨著石油勘探技術(shù)的進步，油氣資源的開發(fā)不斷向縱深發(fā)展，開發(fā)鉆探的深井越來越多，這些深井溫度有的甚至超過200℃。

目前市場上常用的植物膠壓裂液，其稠化劑高分子長鏈在溫度達到170℃時就會迅速講解，且植物膠壓裂液在體系pH值較低時，交聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)生水解，尤其在高溫下水解更為嚴(yán)重。聚丙烯酰胺及其改性產(chǎn)品在高溫高鹽環(huán)境下易水解，且抗剪切性能較差，限制了聚丙烯酰胺及其改性產(chǎn)品在高溫高壓環(huán)境下的應(yīng)用。

為了解決上述問題，專利一種壓裂液用抗高溫稠化劑及其制備方法和應(yīng)用(CN201911175892.8)提供了一種可適用于200℃的高溫高壓環(huán)境下的壓裂液稠化劑，其在聚丙烯酰胺中加入了溫敏功能單元，使其在高溫下利用分子間疏水締合補償在高溫下斷裂的交聯(lián)鍵，使壓裂液稠化劑在高溫下也具有較高粘度。但由于其并沒有實際上解決壓裂液稠化劑在高溫下交聯(lián)鍵斷裂的問題，導(dǎo)致壓裂液稠化劑穩(wěn)定性不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前壓裂液稠化劑在高溫下水解嚴(yán)重或者穩(wěn)定性不佳的問題提供了一種超高溫壓裂液稠化劑，采用丙烯酸、丙烯酰胺和剛性單體形成一種在高溫下粘度較大、穩(wěn)定性良好的稠化劑，解決了現(xiàn)有的稠化劑在高溫高壓環(huán)境下易出現(xiàn)交聯(lián)鍵斷裂導(dǎo)致穩(wěn)定性差、粘度降低的問題。

本發(fā)明還公開了一種超高溫壓裂液稠化劑的制備方法，其制備方法簡單，易于推廣使用。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種超高溫壓裂液稠化劑，由丙烯酸、丙烯酰胺、剛性單體共聚而成的共聚物PAAS，所述共聚物的分子表達式為：

在上述技術(shù)方案中，丙烯酰胺與剛性單體中磺酸基的存在使得聚合物有一定的抗高溫性能。

進一步地，所述x:y:z＝1～4:2～4:2～3，R為剛性單體，優(yōu)選地，所述x:y:z＝1:1:1。

進一步地，所述剛性單體為N-乙烯吡咯烷酮、對苯乙烯磺酸鈉、二甲基而烯丙基氯化銨中的至少一種。優(yōu)選為：對苯乙烯磺酸鈉。

本發(fā)明還公開了上述超高溫壓裂液稠化劑的制備方法，其具體包括以下步驟：

步驟一：取丙烯酸、丙烯酰胺和剛性單體，并加入去離子水中，攪拌混合得到混合溶液；

步驟二：將混合溶液加熱至45～60℃，并加入引發(fā)劑，攪拌混合均勻后，保溫進行聚合反應(yīng)，其反應(yīng)時間為6～8h，得到固化的共聚物；