一种相变压裂液功能性骨架大单体的制备工艺及其应用制造技术

本发明专利技术涉及C09K8领域，尤其涉及一种相变压裂液功能性骨架大单体的制备工艺及其应用。其制备工艺的步骤包括以下几步：(1)第一酸酐与一定量的去离子水混合加入反应釜，加热80～100℃至酸酐水解；(2)升温至120～130℃，反应釜内滴入烯烃二聚体，反应1～3小时，随后升温至170～180℃，加入二元醇与第二酸酐，并控制酸值，保温1～2小时，之后升温200～210℃反应到指定酸值；(3)反应停止，抽真空并降温80～100℃，加入少量助剂，充分混合后出料，即得。本申请制备的骨架大单体具有良好的粘度，快速固化能力强，固化后力学性能好，适宜在压裂液领域推广。域推广。域推广。

【技术实现步骤摘要】
一种相变压裂液功能性骨架大单体的制备工艺及其应用


[0001]本专利技术涉及C09K8领域，尤其涉及一种相变压裂液功能性骨架大单体的制备工艺及其应用。

技术介绍

[0002]随着石油工业的发展，油气勘探的目标是从浅层到深层，从低温到高温，从常规油藏到非常规油藏。为了有效开发深部高温非常规油气藏，水力压裂得到了广泛的应用。在施工过程中，支撑剂与压裂液一起注入裂缝中，当泵送压力解除后，支撑剂起到保持人工裂缝开放的重要作用。
[0003]尽管水力压裂在石油工业中得到了广泛的作用，但传统的水力压裂技术依然存在很多问题。传统的水力压裂技术由压裂液携砂进入裂缝，设备工序复杂，在施工过程中需要使用高粘度的压裂液携带支撑剂进去裂缝，在运输支撑剂的过程中，固体支撑剂的密度远高于输送压裂液的密度，因此支撑剂易沉降到井底或裂缝中，而且一旦发生沉降，支撑剂颗粒便很难被运移至裂缝网络的角落，最终的结果是，只有有限的区域得到了良好的支撑，裂缝的远端却未达到有效支撑，这使得油田的最高产量和采收率仍然无法实现。
[0004]为了解决上述问题，本申请中提供了一种液固相变压裂液中所用的骨架大单体，相变压裂液中所用骨架大单体要满足粘度小，可快速固化，且固化后材料的力学性能优等要求，以使液固相变支撑剂在地层中承受高闭合的压力。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种相变压裂液功能性骨架大单体的制备工艺，步骤包括以下几步：(1)第一酸酐与一定量的去离子水混合加入反应釜，加热80～100℃至酸酐水解；(2)升温至120～130℃，反应釜内滴入烯烃二聚体，反应1～3小时，随后升温至170～180℃，加入二元醇与第二酸酐，并控制酸值，保温1～2小时，之后升温200～210℃反应到指定酸值；(3)反应停止，抽真空并降温80～100℃，加入少量助剂，充分混合后出料，即得。
[0006]作为一种优选的方案，所述第一酸酐为顺丁烯二酸酐；所述第一酸酐与去离子水的混合摩尔比为1～2:1～2。
[0007]作为一种优选的方案，所述第一酸酐与去离子水的混合摩尔比为1:1。
[0008]作为一种优选的方案，所述烯烃二聚体为双环戊二烯；所述烯烃二聚体与第一酸酐的摩尔比为0.5～1：0.9～1.2。
[0009]作为一种优选的方案，所述烯烃二聚体与第一酸酐的摩尔比为0.7：1。
[0010]本申请中，通过双环戊二烯的加入以及其与顺丁烯二酸酐的摩尔比的限定，有效提高了骨架大单体的各项力学性能。这主要是因为：本申请中的DCPD的加入，可以在反应过程中作为封端基，在很大的程度上降低了链增长速度和长度，起到充分的降粘作用，随着DCPD的增加，聚合物的产值的酸值也随之下降，形成的聚合物中羧基的减少导致体系的极
性变小，因此，整体体系的酸值呈现出下降的趋势，但是却保持良好的体系的固含量。
[0011]作为一种优选的方案，所述步骤(2)中的控制酸值的范围为60～80mgKOH/g。
[0012]作为一种优选的方案，所述步骤(2)中的控制酸值为70mgKOH/g。
[0013]作为一种优选的方案，所述步骤(2)中的反应到指定酸值的范围为30～50mgKOH/g。
[0014]作为一种优选的方案，所述步骤(2)中的反应到指定酸值为40mgKOH/g。
[0015]作为一种优选的方案，所述二元醇为乙二醇、1,2
‑
丙二醇、戊二醇、丁二醇中的任一种。
[0016]作为一种优选的方案，所述二元醇为1,2
‑
丙二醇。
[0017]作为一种优选的方案，所述第二酸酐为邻苯二甲酸酐；所述第二酸酐与第一酸酐的摩尔比为1：1～5。
[0018]作为一种优选的方案，所述第二酸酐与第一酸酐的摩尔比为1：3。
[0019]本申请中，通过顺酐和邻苯二甲酸酐的加入，以及两者加入摩尔比的限定有效提高了骨架大单体的各项力学性能。这主要是因为：随着MA比例的增大，分子链中的交联密度增大，交联密度直接影响了聚合物产物的拉伸强度和弯曲强度，使之逐渐增加，在n(MA)：n(PA)＝3：1时，聚合物产物的拉伸强度和弯曲强度达到最大，当n(MA)：n(PA)>3：1时，MA所提供的大量不饱和双键在参与缩聚反应时，后期会使双键之间交联，对分子链产生了影响，双键之间产生了距离，导致聚合物产物开始变脆。
[0020]作为一种优选的方案，所述助剂为苯乙烯与对苯二酚。
[0021]作为一种优选的方案，所述苯乙烯的添加量为第一酸酐和第二酸酐总质量的20～40wt％。
[0022]作为一种优选的方案，所述苯乙烯的添加量为第一酸酐和第二酸酐总质量的30wt％。
[0023]本专利技术第二方面提供了一种上述所述的相变压裂液功能性骨架大单体的制备工艺的应用，包括该制备工艺在制备钻井用压裂液的工艺中的应用。
[0024]有益效果：
[0025]1、本申请中提供的一种相变压裂液功能性骨架大单体，其能够有效的运用于液固相变压裂液中，能够满足压裂液对于单体的粘度小，快速固化能力强，固化后力学性能好的要求，能够使得液固相变支撑剂在地层中承受高闭合的压力。
[0026]2、本申请中提供的一种相变压裂液功能性骨架大单体，其通过双环戊二烯的加入以及其与顺丁烯二酸酐的摩尔比的限定，有效提高了骨架大单体的各项力学性能，随着DCPD的增加，聚合物的产值的酸值也随之下降，形成的聚合物中羧基的减少导致体系的极性变小，因此，整体体系的酸值呈现出下降的趋势，但是却保持良好的体系的固含量。
[0027]3、本申请中提供的一种相变压裂液功能性骨架大单体，其通过顺酐和邻苯二甲酸酐的加入，以及两者加入摩尔比的限定有效提高了骨架大单体的各项力学性能，尤其是当MA和PA的摩尔比为3:1时，因为此时MA比例的增大，分子链中的交联密度增大，交联密度直接影响了聚合物产物的拉伸强度和弯曲强度，使之逐渐增加。
附图说明
[0028]图1为本申请中DCPD与MA的摩尔比对于聚合产物的性能的影响测试图。
[0029]图2为本申请中MA与PA摩尔比对于聚合产物的性能的影响测试图。
具体实施方式
[0030]实施例1
[0031]实施例1第一方面提供了一种相变压裂液功能性骨架大单体的制备工艺，步骤包括以下几步：(1)第一酸酐与等摩尔量的去离子水混合加入反应釜，加热90℃至酸酐水解；(2)升温至125℃，反应釜内滴入烯烃二聚体，反应2小时，随后升温至175℃，加入一定量的二元醇与第二酸酐，并控制酸值为70mgKOH/g，保温1小时，之后升温到210℃，当酸值为40mgKOH/g时停止反应；(3)反应停止，抽真空并降温90℃，加入30wt％苯乙烯和1wt％对苯二酚，充分混合后出料，即得。
[0032]其中，第一酸酐为顺丁烯二酸酐，烯烃二聚体为双环戊二烯；双环戊二烯与顺丁烯二酸酐的摩尔比为0.7:1。
[0033]二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相变压裂液功能性骨架大单体的制备工艺，其特征在于：步骤包括以下几步：(1)第一酸酐与一定量的去离子水混合加入反应釜，加热80～100℃至酸酐水解；(2)升温至120～130℃，反应釜内滴入烯烃二聚体，反应1～3小时，随后升温至170～180℃，加入二元醇与第二酸酐，并控制酸值，保温1～2小时，之后升温200～210℃反应到指定酸值；(3)反应停止，抽真空并降温80～100℃，加入少量助剂，充分混合后出料，即得。2.根据权利要求1所述的相变压裂液功能性骨架大单体的制备工艺，其特征在于：所述第一酸酐为顺丁烯二酸酐；所述第一酸酐与去离子水的混合摩尔比为1～2:1～2。3.根据权利要求2所述的相变压裂液功能性骨架大单体的制备工艺，其特征在于：所述烯烃二聚体为双环戊二烯；所述烯烃二聚体与第一酸酐的摩尔比为0.5～1：0.9～1.2。4.根据权利要求3所述的相变压裂液功能性骨架大单体的制备工艺，其特征在于：所述步骤(2)中的控制酸值的范围为60～80m...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵众从，陈志豪，郭秀鹏，陈立峰，肖银宝，朱真，
申请(专利权)人：河南博源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：