海水基高分子聚合物及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及海水基高分子聚合物及其生产工艺。本发明专利技术的优点是：1）海水基高分子聚合物的特性粘数：950‑1150ml/g；2）海水基高分子聚合物的水解度：1‑3%；3）海水基高分子聚合物在海水中的溶解时间：≤10min；4）海水基高分子聚合物在0.6%浓度下可与配套交联剂快速交联，所形成的凝胶能挑挂；5）海水基高分子聚合物在0.6%浓度下可于配套交联剂所形成的凝胶在120℃下具有良好的耐温性，2小时内保持粘度在100mPa.s以上。

Seawater based high molecular polymer and production process thereof

The invention relates to a marine based high polymer and a process for producing the same. The advantages of the invention are: 1) viscosity of seawater based polymer: 950 1150ml/g; 2) seawater based polymer hydrolysis degree: 1 3%; 3) dissolving time of seawater based polymer in seawater: = 10min; 4) seawater based polymers can fast crosslinking crosslinking agent and supporting in 0.6% concentration, the gel formed to hanging; 5) seawater based polymer can be formed by supporting the crosslinking agent at a concentration of 0.6% gel has good temperature resistance at 120 DEG C, within 2 hours to keep the viscosity in more than 100mPa.s.

【技术实现步骤摘要】
海水基高分子聚合物及其生产工艺
本专利技术涉及油田油水井增产
，特别涉及一种压裂用海水基高分子聚合物。
技术介绍
现阶段，大规模、工厂化压裂成为开发低渗油田的重要技术手段。海上低渗油田应用的压裂液主要采用淡水批量混配方式，由于压裂船空间有限、限制压裂液量、淡水需要长途运输，存在制约压裂规模、限制压裂工艺、成本高等缺点，不能满足大规模、工厂化压裂需要；我国淡水资源匮乏，如何节约淡水资源，是迫切需要解决的问题。利用海水配制压裂液，可有效地节约淡水资源、节省成本、通过连续混配实现大规模压裂改造。目前海水压裂液以添加螯合剂、屏蔽剂的改性瓜胶压裂液和VES清洁压裂液为主，而改性瓜胶压裂液添加剂浓度高、清洁程度差、成本高、配置条件要求高，不能满足连续混配的需要；清洁压裂液，稠化剂为表面活性剂，增黏性能不足，抗盐及抗剪切能力差，不能满足储层压裂施工的需要。也就是说，现有技术中的海水基压裂液存在不能满足连续混配，增黏性能不足，抗盐及抗剪切能力差的技术问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述缺陷，目的在于提供一种适用于海水基高温压裂操作，具有高的凝胶强度和优异耐温性的一种压裂用海水基高分子聚合物及其生产工艺。为此本专利技术采用的技术方案是：本专利技术按重量份由以下物料配比而成：丙烯酰胺（AM）70-85；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）12-16；丙烯酸（AA）0.2-0.9；丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)1.2-2.5；尿素1.0-1.8；氢氧化钠2.5-3.5。进一步的，本专利技术由以下物料配比而成：丙烯酰胺70-85；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12-16；丙烯酸0.2-0.9；丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵1.2-2.5；尿素1.0-1.8；氢氧化钠2.5-3.5；水20-30；以上物料单位为kg；还包括以下物料：EDTA25-35；引发剂60-80；过硫酸钠5-15；亚硫酸氢钠5-15；以上物料单位为ml；以上物料可成比例的缩小和放大。一种压裂用海水基高分子聚合物的生产工艺，按照以下步骤进行：1）配料：将各物料称量、溶解、混合均匀，制得所需溶液，其中AMPS先需用氢氧化钠溶液中和后再与其他物料混合溶解，具体如下：往AMPS溶液中匀速加入氢氧化钠溶液调节PH值，中和过程中保持快速搅拌，使氢氧化钠分散均匀，并且使空气中的部分氧气溶解在溶液中，在AMPS中和过程中溶液温度最高控制在40-43℃；2）聚合：将配置好的AMPS溶液加入聚合釜，再加入规定量的AM、DMC\、AA和尿素、甲酸钠，中和调节pH值，加入引发剂和EDTA溶液，开启紫外光灯进行聚合成胶块；其中在中和过程中通入氮气，并且在加入引发剂后继续通入氮气保持8-12min；3）造粒：胶块通过捏合进行造粒，在造粒的过程中加入防黏剂；4）干燥：通过热风干燥剂进行对物料的干燥，采用蒸汽为热源，控制烘箱出风口温度不超过100℃，干燥时间在3.0-3.5h；5）粉碎制得。所述1）步骤中和用的氢氧化钠溶液和水的温度控制在15℃以下进行备用，AMPS中和过程时使用20%的氢氧化钠溶液调节PH值，中和时间不超过5min，峰温不超过42℃，中和过程中全程始终保持搅拌。所述2）步骤中紫外灯照射时间控制在35-50min，聚合峰温控制在80-90℃。所述粉碎步骤：首先用双辊研磨机将物料破碎至全部过40目筛，之后用粉碎机粉碎至60目颗粒超过90%为止。本专利技术的优点是：1）海水基高分子聚合物的特性粘数：950-1150ml/g；2）海水基高分子聚合物的水解度：1-3%；3）海水基高分子聚合物在海水中的溶解时间：≤10min；4）海水基高分子聚合物在0.6%浓度下可与配套交联剂快速交联，所形成的凝胶能挑挂；5）海水基高分子聚合物在0.6%浓度下可于配套交联剂所形成的凝胶在120℃下具有良好的耐温性，2小时内保持粘度在100mPa.s以上。具体实施方式下面对本专利技术的工艺过程做出详细的说明：1）本专利技术海水基高分子聚合物的聚合过程为间歇过程，需要在聚合之前将各物料称量、溶解、缓和均匀；其中单体AMPS为酸性固体，聚合时需以盐的形式进行，因此AMPS必须溶解并中和；因AMPS中和过程会放出大量热，加之AMPS用量较大，容易导致溶液温度上升，控制不当会发生自聚；因此需要单独对AMPS进行中和，待AMPS冷却后再与其他物料混合溶解。为了防止AMPS中和过程中温度的升高而造成自聚，溶解AMPS用的水和配制好的氢氧化钠溶液均需置于冷库中冷却至15℃备用，具体的说按照以下步骤进行：匀速加入氢氧化钠溶液调节PH值，中和过程中保持快速搅拌，使氢氧化钠分散均匀，避免局部过热，并且使空气中的部分氧气溶解在溶液中起到一定的阻聚作用，在AMPS中和过程中溶液温度最高为40-43℃。2）AMPS中和后进行聚合，本专利技术采用紫外光引发，具体操作方式如下：将配制好的AMPS溶液加入聚合釜，再加入规定两的AM、DMC、AA和助剂尿素、甲酸钠，加入水到规定浓度，调节pH值，通氮气7-8分钟后，加入引发剂和EDTA溶液，开启紫外光灯，光照引发聚合至胶块硬度达足够硬度出料。在具体操作中，对相关数据参数进行优化，具体的说如下：1）延长通氮气的时间，在中和过程中通入氮气，通过氮气流的搅动作用使氢氧化钠溶液分散均匀，并且在加入引发剂后继续通入氮气保持10min；2）降低起始聚合温度，通过将原料在冷库中冷藏，降低物料的初始温度，使起始聚合温度处于19℃；3）改变各物料的配比，具体的说明如下：AM（30%溶液）80；AMPS15；AA0.8；DAC（80%溶液）2.3；尿素1.2；氢氧化钠3.3；水25；以上单位为kg；EDTA（10%溶液）30ml；引发剂（10%溶液）70ml；过硫酸钠（10%溶液）10ml；亚硫酸氢钠（10%溶液）10ml。按照上述配比，并在聚合中，调节PH值，紫外灯照射时间为40-50min，控制聚合峰温在85-90℃之间，依据上述条件制备得到的产品进行测试后发现，特性粘数达到1200ml/g，交联性能良好，此外在聚合过程中，按照上述保持其他条件不变，改变尿素的加量，可以形成对产品特性粘数的微调，具体如下：尿素用量（kg）固含量（%）特性粘数（ml/g）水解度（%）交联性能1.294.212001.54可交联1.596.411791.46可交联1.496.1311651.21可交联由此可见，可通过调整尿素用量来方便的控制产品的特性粘数，并使产物分子量保持稳定。3）捏合造粒：聚合后需要对聚合所得到的胶块通过造粒机进行造粒，为使胶粒能够分散开，需要在造粒过程中加入一定量的防黏剂；4）本专利技术干燥设备采用单滚筒热风干燥机，采用蒸汽为热源，通过换热器将空气加热后吹入滚筒中对物料进行干燥，通过实践发现，当烘干时间为3-3.5h，并控制出风口的温度不超过100℃时，可保证产品具有良好的溶解性和溶解速度，当然上述时间以能保证物料干燥效果为准；如果温度过高或时间过长，干燥后产品的溶解速度会明显变慢，同时会有不溶物产生，这是由于聚合物显弱酸性，聚合物在高温烘干时易发生亚酰胺化作用，导致支化或交联所致。总的来说，本专利技术须注意到以下几个方面：1）中和用的氢氧化钠溶液配置后需要冷却至室温，防止中和过程中温度过高而发生自聚；2）溶解AMPS时本文档来自技高网...

【技术保护点】
海水基高分子聚合物，其特征在于，按重量份由以下物料配比而成：丙烯酰胺（AM）                       70‑85；2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸（AMPS）      12‑16；丙烯酸（AA）                         0.2‑0.9；丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)      1.2‑2.5；尿素                               1.0‑1.8；氢氧化钠                           2.5‑3.5。

【技术特征摘要】
1.海水基高分子聚合物，其特征在于，按重量份由以下物料配比而成：丙烯酰胺（AM）70-85；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）12-16；丙烯酸（AA）0.2-0.9；丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)1.2-2.5；尿素1.0-1.8；氢氧化钠2.5-3.5。2.根据权利要求1所述的海水基高分子聚合物，其特征在于，由以下物料配比而成：丙烯酰胺70-85；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12-16；丙烯酸0.2-0.9；丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵1.2-2.5；尿素1.0-1.8；氢氧化钠2.5-3.5；水20-30；以上物料单位为kg；还包括以下物料：EDTA25-35；引发剂60-80；过硫酸钠5-15；亚硫酸氢钠5-15；以上物料单位为ml；以上物料可成比例的缩小和放大。3.海水基高分子聚合物的生产工艺，其特征在于，按照以下步骤进行：1）配料：将各物料称量、溶解、混合均匀，制得所需溶液，其中AMPS先需用氢氧化钠溶液中和后再与其他物料混合溶解，具体如下：往AMPS溶液中匀速加入氢氧化钠溶液调整PH值，中和过程中保持快速搅拌，使氢氧化钠分散均匀，并且使空气中的部分氧气溶解在溶液中，在AMPS中和过程中溶液温度最...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱定洋，
申请(专利权)人：扬州科苑化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32