溶解快、黏度高、可自交联的稠化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种溶解快、黏度高、可自交联的稠化剂及其制备方法。该稠化剂以重量份计包含以下组分：白油40

【技术实现步骤摘要】
溶解快、黏度高、可自交联的稠化剂及其制备方法


[0001]本专利技术具体涉及一种自交联稠化剂，同时还涉及该稠化剂的制备方法，属于油田储层改造用压裂液


技术介绍

[0002]稠化剂是油田储层改造压裂技术中常用的一种水溶性携沙材料，油田储层的压裂改造效果取决于稠化剂和压裂液的性能。因此，稠化剂的性能(溶解速度和溶液黏度)是决定压裂施工结果优劣的关键。聚丙烯酰胺(PAM)或聚丙酰胺共聚物的水溶性好、水溶液的黏度高、化学性质稳定常用于制作压裂施工的稠化剂的主要成分之一。稠化剂的溶解速度还与其供货形式(干粉、悬浮液或乳液)有关，干粉和悬浮液类稠化剂中PAM或PAM共聚物的颗粒尺寸大、分子链之间的相互作用强，其水溶解速度较慢。但是，虽然乳液类PAM稠化剂粒子尺寸小(纳米级，50
‑
200nm)在水中的溶解时间短、溶液起黏速度快，但PAM的固含量普遍较低、配方调节的灵活性差，水溶液的耐盐性能和稳定性较差。此外，干粉类PAM稠化剂在水中分散性能较差，溶解过程中易产生“鱼眼”(PAM溶液包裹着PAM干粉粒子)，使其在水中的溶解时间过长，不满足连续施工要求。
[0003]与乳液类和干粉类PAM稠化剂相比，悬浮型稠化剂用疏水性白油做分散液表面活性剂做激活剂，使PAM及其共聚物粉末容易在水中分散，有利于聚合物粉末在水中溶解。但是，低黏度疏水性白油包裹在聚合物粉末表面，阻止了水向PAM及其共聚物粉末表面和内部渗透，在某种程度上抑制了聚合物的溶解，降低了压裂施工时的生产效率。因此，减小水分子向聚合物粉末表面扩散的边界层阻力，是改善聚合物粉末在水中溶解效率、满足连续化施工的一个重要因素。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出了一种溶解快、黏度高、可自交联的稠化剂及其制备方法，所述稠化剂溶解速度快、溶液黏度高，满足连续配制压裂施工作业的需求。
[0005]溶解快、黏度高、可自交联的稠化剂，按照重量份计包含以下组分：
[0006]白油40
‑
50份，
[0007]聚丙烯酰胺(PAM)50
‑
65份，
[0008]润湿脱泡剂0.3
‑
2份，
[0009]相转化助剂2
‑
5份，
[0010]黏度调节剂2
‑
5份，
[0011]阳离子屏蔽剂1
‑
3份；
[0012]其中，所述聚丙烯酰胺选自聚合物(I)
‑
(V)中的任意一种或多种混合，并且所述聚丙烯酰胺粉末的平均直径为80
‑
120μm，分子量为1.5
×
107‑
2.8
×
107g/mol，所述聚合物(I)
‑
(V)的结构式如下所示：
[0013][0014]a、m、n、o、p均为正整数，m:n＝1.5～3:1，且(m+n)≥1000(o+p)；
[0015]所述润湿脱泡剂的结构式(VI)如下所示：
[0016][0017]所述润湿脱泡剂的平均分子量在1000
‑
8000g/mol。
[0018]优选，所述的白油的运动黏度为2
‑
18mm2/s(40℃)。
[0019]优选，所述相转化助剂为十二烷基磺基甜菜碱、十四烷基磺基甜菜碱、十六烷基磺基甜菜碱、十八烷基磺基甜菜碱、十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱、十四烷基二甲基磺丙基甜菜碱、十六烷基二甲基磺丙基甜菜碱、十八烷基二甲基磺丙基甜菜碱、癸烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十四烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十六烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、十四烷基乙氧基磺基甜菜碱、十六烷基乙氧基磺基甜菜碱、十八烷基乙氧基磺基甜菜碱、十二烷基氨基丙酸的盐酸盐、十四烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、十六烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、十八烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、癸烷基二羟乙基氧化胺、十二烷基二羟乙基氧化胺、十四烷基二羟乙基氧化胺、十六烷基二羟乙基氧化胺、十八烷基二羟乙基氧化胺、癸酰胺丙基氧化胺、十二酰胺丙基氧化胺、十四酰胺丙基氧化胺、十六酰胺丙基氧化胺、十八酰胺丙基氧化胺、异构十三醇聚氧乙烯醚、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、吐温20、吐温40、吐温65、吐温80、吐温81或吐温85中的至少一种。
[0020]优选，所述黏度调节剂为钙基膨润土、钠基膨润土、有机膨润土、亲水纳米二氧化硅、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、低分子聚乙烯蜡、丙二醇海藻酸钠、黄原胶、海藻酸钠、改性蓖麻油衍生物、聚酰胺蜡中的至少一种。
[0021]优选，所述阳离子屏蔽剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基氨基丙酸钠、α
‑
烯烃磺酸盐、异构十三醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二
钠、异构十三醇聚氧乙烯醚硫酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、松香酸钠中的至少一种。
[0022]溶解快、黏度高、可自交联的稠化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0023](1)按照权利要求1的重量份数计将白油、相转化助剂、阳离子屏蔽剂混合，10
‑
90℃条件下搅拌直至相转化助剂、阳离子屏蔽剂溶于白油中，然后降温至室温10
‑
40℃；
[0024](2)按照权利要求1的重量份数计再加入黏度调节剂，并搅拌直至所述黏度调节剂均匀分散，制得混合液；
[0025](3)按照权利要求1的重量份数计将润湿脱泡剂与聚丙烯酰胺混合，然后搅拌至所述润湿脱泡剂包覆聚丙烯酰胺粉末的表面；
[0026](4)在搅拌条件下，将步骤(3)包覆润湿脱泡剂的聚丙烯酰胺粉末加入到步骤(2)的混合液中，搅拌均匀后即得。
[0027]优选，在步骤(3)中所述的温度为室温，搅拌桨为锚式或框式搅拌器，转速为50
‑
300rpm，搅拌时间为30
‑
60min。而且，为了确保润湿脱泡剂包覆在PAM粉表面，可用甲醇、乙醇、乙二醇甲醚的至少一种溶剂将润湿脱泡剂(溶剂与PAM粉按质量比5
‑
50:1投料)稀释。所用甲醇或乙醇等溶剂可以保留在体系中，或者在室温至40℃的真空烘箱内将溶剂脱除。
[0028]优选，在步骤(4)中所述搅拌桨为齿分散盘，其转速为500
‑
3000rpm，搅拌为5
‑
30min。
[0029]优选，制备所述稠化剂所用原料包括如下重量份的组分：PAM粉末50
‑
65份，润湿脱泡剂0.3
‑
2.0份，白油40
‑
50份，相转化助剂2
‑
5份；黏度调节剂1
‑
5份，阳离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溶解快、黏度高、可自交联的稠化剂，其特征在于按照重量份计包括以下组分：白油40
‑
50份，聚丙烯酰胺50
‑
65份，润湿脱泡剂0.3
‑
2份，相转化助剂2
‑
5份，黏度调节剂2
‑
5份，阳离子屏蔽剂1
‑
3份；其中，所述聚丙烯酰胺选自聚合物(I)
‑
(V)中的任意一种或多种混合，并且所述聚丙烯酰胺粉末的平均直径为80
‑
120μm，分子量为1.5
×
107‑
2.8
×
107g/mol，所述聚合物(I)
‑
(V)的结构式如下所示：a、m、n、o、p均为正整数，m:n＝1.5～3:1，且(m+n)≥1000(o+p)；所述润湿脱泡剂的的平均分子量在1000
‑
8000g/mol，结构式(VI)如下所示：2.根据权利要求1所述的稠化剂，其特征在于所述相转化助剂为十二烷基磺基甜菜碱、十四烷基磺基甜菜碱、十六烷基磺基甜菜碱、十八烷基磺基甜菜碱、十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱、十四烷基二甲基磺丙基甜菜碱、十六烷基二甲基磺丙基甜菜碱、十八烷基二甲基磺丙基甜菜碱、癸烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十四烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十六烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、十四烷基乙氧基磺基甜菜碱、十六烷基乙氧基磺基甜菜碱、十八烷基乙氧基磺基甜菜碱、十二烷基氨基丙酸的盐酸盐、十四烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、十六烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、十八烷酰胺丙基羟丙基磺基甜菜碱、癸烷基二羟乙基氧化胺、十二烷基二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑耀臣，乔程辉，郝瑞悦，汪晓宇，张新涛，刘滟苓，吴兰，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：