一种改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂及其制备方法，涉及油气田开采技术领域，该方法包括：将对甲苯磺酸和醛类化合物进行缩聚反应，得到对甲苯磺酸缩聚物；将对甲苯磺酸缩聚物和苯乙烯磺酸钠进行共聚反应，得到改性对甲苯磺酸缩聚物；向反应器中加入改性对甲苯磺酸缩聚物、丙烯酰胺、阳离子单体、抗温抗盐单体、络合剂、结构调节剂、表面活性剂、链转移剂、水和引发剂进行聚合反应，得到改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂。本发明专利技术制备的改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂在酸液中具有溶解快、粘度高、粘度保留率高且耐温抗盐耐剪切等优点，能极大地满足地层深部高温酸化的环境需求。层深部高温酸化的环境需求。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油气田开采
，特别涉及一种改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着石油开采难度的不断增大，酸化压裂技术作为一种新型油气井增产技术越来越受到重视。酸化压裂主要是利用酸液的溶蚀作用改造地层，形成较远延伸的酸压裂缝，从而提高油气层的倒流能力，增加油气井的产量。酸液稠化剂作为稠化酸的主要成分，通过提高酸液粘度，降低氢离子向岩石表面扩散速率，降低流体滤失，同时在酸压过程中起到延缓酸岩反应，减小摩阻的作用。
[0003]目前常用作酸液稠化剂的聚丙烯酰胺，虽然能满足一般作业要求，但其存在工业化生产反应速率较慢，难以连续化生产，生产效率低，加入大量阳离子单体导致聚丙烯酰胺生产成本增加等问题，同时其在酸液体系中也存在高温不稳定、剪切不稳定等问题，从而降低了酸化压裂作业效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂及其制备方法，该改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂在酸液中具有溶解快、粘度高、粘度保留率高且耐温抗盐耐剪切等优点，能极大地满足地层深部高温酸化的环境需求。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0006](1)将对甲苯磺酸和醛类化合物进行缩聚反应，得到对甲苯磺酸缩聚物；
[0007](2)将所述对甲苯磺酸缩聚物和苯乙烯磺酸钠进行共聚反应，得到改性对甲苯磺酸缩聚物；
[0008](3)向反应器中加入所述改性对甲苯磺酸缩聚物、丙烯酰胺、阳离子单体、抗温抗盐单体、络合剂、结构调节剂、表面活性剂、链转移剂、水和引发剂进行聚合反应，得到所述改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂。
[0009]优选地，在步骤(1)中，所述醛类化合物为甲醛、多聚甲醛中的至少一种；
[0010]所述对甲苯磺酸与所述醛类化合物的质量比为1:(1～3)。
[0011]优选地，在步骤(1)中，所述缩聚反应为在60～100℃下缩聚反应1～3h。
[0012]优选地，在步骤(2)中，所述共聚反应为在70～100℃下共聚反应0.5～2h。
[0013]优选地，在步骤(2)中，所述苯乙烯磺酸钠和所述对甲苯磺酸缩聚物的质量比为1:(10～1000)。
[0014]优选地，在步骤(3)中，所述阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵中的至少一种。
[0015]优选地，在步骤(3)中，所述抗温抗盐单体为乙烯基己内酰胺、乙酸乙烯酯、2
‑
乙烯
基哌嗪中的至少一种。
[0016]优选地，在步骤(3)中，所述络合剂为乙二胺四乙酸和N
‑
羟乙基乙胺三乙酸中的至少一种；
[0017]所述结构调节剂为N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺、季戊四醇三烯丙基醚中的至少一种。
[0018]优选地，在步骤(3)中，所述表面活性剂为月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
[0019]优选地，在步骤(3)中，所述引发剂为过硫酸盐；所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钙、过硫酸氢钾、过硫酸氢钠、过硫酸氢氨或过硫酸氢钙。
[0020]优选地，在步骤(3)中，所述链转移剂为甲酸盐、巯基乙酸；所述甲酸盐为甲酸铵、甲酸钠、甲酸钾中的至少一种。
[0021]优选地，所述步骤(3)包括：
[0022]在反应器中加入所述改性对甲苯磺酸缩聚物、丙烯酰胺、所述阳离子单体、所述抗温抗盐单体、所述络合剂、所述结构调节剂、水和所述表面活性剂进行混匀，得到混合溶液，并向所述混合溶液中通入氮气，然后再加入所述引发剂和所述链转移剂进行聚合反应，得到所述改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂。
[0023]优选地，在步骤(3)中，所述得到混合溶液之后，还包括如下步骤：
[0024]将所述混合溶液的pH调节至2.5～3.5；
[0025]将所述混合溶液的温度调节至10～15℃。
[0026]优选地，制备所述改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂所用到的原料的重量份数如下：所述改性对甲苯磺酸缩聚物20～50份，丙烯酰胺40～80份，所述阳离子单体80～100份，抗温抗盐单体5～20份，络合剂0.1～3份，结构调节剂5～10份，表面活性剂5～15份，水300～850份，链转移剂0.01～1份，引发剂0.001～1份。
[0027]第二方面，本专利技术提供了一种改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂，采用上述第一方面任一所述的制备方法制备得到。
[0028]优选地，所述改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂在酸液中的溶解时间不超过18min；在90℃保温4h后的粘度损失率低于10％。
[0029]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0030]本专利技术首先通过含有磺酸基团的对甲苯磺酸缩聚物和苯乙烯磺酸钠的共聚反应，得到带有碳碳双键的改性对甲苯磺酸缩聚物，然后由改性对甲苯磺酸缩聚物、丙烯酰胺、阳离子单体、抗温抗盐单体共聚制备得到改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂。相比于常用的酸液稠化剂，本专利技术制备的改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂具有粘度高、粘度损失率低、溶解速度快且耐温抗盐耐剪切性好的优点。由于改性对甲苯磺酸缩聚物中含有大量的苯环，显著增强了聚丙烯酰胺分子内和分子间的缔合效应，从而提高酸液稠化剂在盐酸溶液中的粘度；而且改性对甲苯磺酸缩聚物分子内含有大量磺酸基团，不仅有利于酸液稠化剂在盐酸溶液中的溶解速度，而且有利于在高温高剪切环境下降低粘度损失率，从而提高了酸液稠化剂在压裂过程中的效率。
[0031]在本专利技术中制备得到的改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂具有如下性质：在酸液中的溶解时间不超过18min，90℃保温4h的粘度损失率低于10％。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]本专利技术提供了一种改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0034](1)将对甲苯磺酸和醛类化合物进行缩聚反应，得到对甲苯磺酸缩聚物；
[0035](2)将对甲苯磺酸缩聚物和苯乙烯磺酸钠进行共聚反应，得到改性对甲苯磺酸缩聚物；
[0036](3)向反应器中加入改性对甲苯磺酸缩聚物、丙烯酰胺、阳离子单体、抗温抗盐单体、络合剂、结构调节剂、表面活性剂、链转移剂、水和引发剂进行聚合反应，得到改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂。
[0037]需要说明的是，本专利技术中的水可以是去离子水。
[0038]根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中，醛类化合物为甲醛、多聚甲醛中的至少一种；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将对甲苯磺酸和醛类化合物进行缩聚反应，得到对甲苯磺酸缩聚物；(2)将所述对甲苯磺酸缩聚物和苯乙烯磺酸钠进行共聚反应，得到改性对甲苯磺酸缩聚物；(3)向反应器中加入所述改性对甲苯磺酸缩聚物、丙烯酰胺、阳离子单体、抗温抗盐单体、络合剂、结构调节剂、表面活性剂、链转移剂、水和引发剂进行聚合反应，得到所述改性聚丙烯酰胺酸液稠化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：所述醛类化合物为甲醛、多聚甲醛中的至少一种；所述对甲苯磺酸与所述醛类化合物的质量比为1:(1～3)；和/或所述缩聚反应为在60～100℃下缩聚反应1～3h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于,在步骤(2)中：所述共聚反应为在70～100℃下共聚反应0.5～2h；和/或；所述苯乙烯磺酸钠和所述对甲苯磺酸缩聚物的质量比为1:(10～1000)。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于,在步骤(3)中：所述阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵中的至少一种；和/或所述抗温抗盐单体为乙烯基己内酰胺、乙酸乙烯酯、2
‑
乙烯基哌嗪中的至少一种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于,在步骤(3)中：所述络合剂为乙二胺四乙酸和N
‑
羟乙基乙胺三乙酸中的至少一种；所述结构调节剂为N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺、季戊四醇三烯丙基醚中的至少一种；...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣敏杰，吴玉涛，许永升，于庆华，荣帅帅，
申请(专利权)人：山东诺尔生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：