[發明專利]一種酸化壓裂作業用膠凝劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202210754686.8
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN114805679B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 榮敏杰;于朋朋;許永升;于慶華;榮帥帥
• 申請（專利權）人: 山東諾爾生物科技有限公司
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/34;C08F220/58;C08F212/14;C08F228/02;C08F220/38;C09K8/68;C09K8/74;C09K8/72
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝

1.一種酸化壓裂作業用膠凝劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

將2-芐基丙烯酸甲酯和N,N-二甲基乙醇胺進行酯化反應，然后加入一氯甲烷進行季銨化反應，得到功能陽離子單體；

將所述功能陽離子單體、陽離子單體、非離子型單體、磺酸基單體、氯化銨和去離子水進行混勻，得到水相反應液；所述陽離子單體包括甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或二甲基二烯丙基氯化銨；所述非離子型單體為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的至少一種；所述磺酸基單體為苯乙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸鈉中的至少一種；

將油性溶劑和乳化劑進行混勻，得到油相反應液；所述乳化劑為由質量比為（0.75~0.85）:（0.1~0.15）:（0.05~0.1）的司盤80、吐溫和脂肪酸酯組成的復合型乳化劑；所述吐溫為吐溫80或吐溫81；

將所述油相反應液加入至所述水相反應液中，然后加入引發劑引發聚合反應，待反應完成后加入轉相劑，得到所述酸化壓裂作業用膠凝劑；所述水相反應液的pH為6.5~7.0；所述聚合反應的溫度不高于45℃；所述轉相劑為壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚；

制備所述酸化壓裂作業用膠凝劑所用到的原料的重量份數如下：所述功能陽離子單體170~220份，陽離子單體10~25份，非離子型單體210~260份，磺酸基單體15~25份，氯化銨8~12份，去離子水138~327份，油性溶劑220~250份，乳化劑20~30份，引發劑0.1~0.4份，轉相劑20~40份。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述得到功能陽離子單體，包括：

將2-芐基丙烯酸甲酯和N,N-二甲基乙醇胺進行混勻，并加入催化劑和阻聚劑進行酯化反應，得到酯化產物；

向所述酯化產物中加入一氯甲烷進行季銨化反應，得到功能陽離子單體。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：

所述2-芐基丙烯酸甲酯和所述N,N-二甲基乙醇胺的摩爾比為（1~1.3）:1；

所述催化劑為金屬鈣；所述催化劑與所述N,N-二甲基乙醇胺的摩爾比為（0.07~0.1）:1；

所述阻聚劑為對苯二酚，所述阻聚劑的質量為所述2-芐基丙烯酸甲酯和所述N,N-二甲基乙醇胺的質量之和的0.002~0.004%；

所述酯化反應的溫度為100~150℃，反應時間為4~6h；和/或

所述酯化產物與所述一氯甲烷的摩爾比為1:（1~1.2）；

所述季銨化反應的溫度為20~70℃；其中，通過控制所述一氯甲烷的加入速率控制所述季銨化反應的溫度。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述油性溶劑為正己烷、環己烷、異辛烷、白油中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述脂肪酸酯為甘油脂肪酸酯、甘油醚油酸酯或丙二醇脂肪酸酯。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述引發劑包括偶氮類引發劑和氧化還原引發劑；

所述偶氮類引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁基脒鹽酸鹽中的至少一種；

所述氧化還原引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉中的至少一種。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述得到所述酸化壓裂作業用膠凝劑，包括：

將所述油相反應液加入至所述水相反應液中，并通入氮氣，然后加入所述引發劑引發聚合反應，經2~2.5h反應完成后保溫3~5h，再加入所述轉相劑，得到所述酸化壓裂作業用膠凝劑。

8.一種酸化壓裂作業用膠凝劑，其特征在于，采用權利要求1至7中任一所述的制備方法制備得到。