一种压裂用抗盐稠化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出了一种压裂用抗盐稠化剂及其制备方法和应用，属于压裂液稠化剂技术领域。将CH2=CH（CH2）

【技术实现步骤摘要】
一种压裂用抗盐稠化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及压裂液稠化剂
，具体涉及一种压裂用抗盐稠化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]我国低渗透油气资源所占比例大于50％，低渗透油气资源已成为我国目前主要的勘探开发对象。由于低渗透储层受埋藏深度大、地层温度高(120℃
‑
160℃)、地层水矿化度高、成岩和压实作用强烈等因素的影响，通常必须经过压裂、酸化和酸压等增产改造措施才能实现有效开发。耐高温抗盐压裂液体系是压裂改造高湿低渗透储层的关键技术。
[0003]油气田开发的中后期，油井深度不断增加，部分高温井的地层温度接近或超过了200℃，给水力压裂等非常规技术带来困难。同时，深井地层水的矿化度高，与稠化剂聚合物分子侧链的阴离子作用后，刚性伸展的聚合物分子链蜷曲、塌陷，导致压裂用稠化剂聚合物的黏度、携沙、悬沙能力等大幅度衰减，增产效果下降、采油成本明显提高。此外，页岩气、砂岩气等油气井越来越多、海上油田发展迅速，采用水力压裂等非常规采油技术的使用比例越来越大。将稠化剂直接与油气井返排的高矿化度水或就地取来的海水配制成高性能的压裂液，有利于节约大量淡水资源、提高效率，达到油气增产增效目的。因此，开发同时具备耐温性能和耐盐性能、溶解速度快的稠化剂聚合物很有必要。
[0004]根据储层范围和储层深度不同，目前国内用得最多的是水基冻胶压裂液。由于聚丙烯酰胺是压裂液稠化剂的主要原料并且具有低摩阻、高粘弹性、携沙能力强、反排快、对地层无伤害的优势，得到推广应用。
[0005]中国专利CN105331352B公开了一种海水基压裂液和海水基压裂液的制备方法，中国专利CN106190088B公开了用于海水基压裂液的耐温抗盐速溶稠化剂及其制备方法等，虽然这些现有技术中涉及到的海水基液矿化度达到了40000
‑
50000ppm，但其所使用的稠化剂大多采用室内分子设计的方法，通过在长链分子上引入亲水基团、抗温基团以及抗盐基团等多功能基团，从而提升压裂液的耐温抗盐性能，该方法合成的稠化剂固然有一定的耐温抗盐性能，但仍然存在合成工艺复杂、合成周期长、产品收率低和成本高等问题，而且随着矿化度的继续增大，其耐盐性往往会受到抑制，在极高矿化度的返排水中很难保持优良特性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提出一种压裂用抗盐稠化剂及其制备方法和应用，利用分子间的静电吸引和疏水缔合作用，相比于其他压裂液体系，其具有耐高温、低固相、无残渣、低摩阻、耐剪切性好、抗盐的优点。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供一种压裂用抗盐稠化剂的制备方法，将CH2=CH（CH2）
n
COCl与N
‑
甲基苯胺反应得到疏水单体，将马来酸酐加入碱液反应得到马来酸二钠单体，与丙烯酰胺、1
‑
乙烯
基
‑3‑
乙基咪唑溴盐、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酸十八酯混合均匀，得到单体混合物，与聚多巴胺改性聚乙烯醇、引发剂混合溶于水中，加入含有乳化剂的白油中，乳化，反应，得到压裂用抗盐稠化剂。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，包括以下步骤：S1.疏水单体的合成：将CH2=CH（CH2）
n
COCl与N
‑
甲基苯胺，加热反应，柱层析分离，制得中间体，加入酸溶液中，搅拌反应，得到疏水单体，结构式如式I所示：式I；S2.马来酸二钠单体的合成：将马来酸酐加入碱液中，搅拌反应，得到马来酸二钠单体，结构式如II所示：式II；S3.聚多巴胺改性聚乙烯醇的制备：将聚乙烯醇溶于水中，加入多巴胺盐酸盐和催化剂，加热搅拌反应，加入等体积的混合溶剂，沉淀，过滤，洗涤，干燥，得到聚多巴胺改性聚乙烯醇；S4.单体的混合：将步骤S1制得的疏水单体、S2制得的马来酸二钠单体、丙烯酰胺、1
‑
乙烯基
‑3‑
乙基咪唑溴盐、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺、丙烯酸十八酯混合均匀，得到单体混合物；S5.压裂用抗盐稠化剂的制备：将复合乳化剂加入白油中，得到油相；将步骤S4制得的单体混合物、步骤S3制得的聚多巴胺改性聚乙烯醇溶于水后，搅拌混合均匀，惰性气体保护下，加入引发剂，调节溶液pH值，得到水相；将水相加入油相中，乳化，搅拌反应，加入助引发剂，升温反应，加入相转移催化剂，得到压裂用抗盐稠化剂。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述CH2=CH（CH2）
n
COCl中n=9
‑
15，所述CH2=CH（CH2）
n
COCl与N
‑
甲基苯胺的摩尔比为1:2
‑
3；所述加热反应的温度为40
‑
50℃，反应的时间为0.5
‑
1h；所述酸液为2
‑
4mol/L的HCl或H2SO4溶液，所述中间体和酸液的固液比为1:3
‑
5g/mL；所述搅拌反应的时间为30
‑
50min。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中所述碱液为10
‑
20wt%的NaOH或KOH溶液；所述马来酸酐和碱液的固液比为1:5
‑
7g/mL；所述反应的时间为20
‑
40min。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中所述聚乙烯醇、多巴胺盐酸盐和催化剂的质量比为10:15
‑
17:0.5
‑
1；所述催化剂为含有3
‑
5wt%CoCl2的pH值为5
‑
6的Tris
‑
HCl溶液；所述加热搅拌反应的温度为50
‑
70℃，时间为1
‑
2h；所述混合溶剂为石油醚和正己烷的混合溶
剂，质量比为3
‑
5:7。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中所述疏水单体、马来酸二钠单体、丙烯酰胺、1
‑
乙烯基
‑3‑
乙基咪唑溴盐、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酸十八酯的质量比为4
‑
6:3
‑
5:10
‑
12:1
‑
2:2
‑
3:2
‑
3；所述混合的时间为15
‑
30min。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，步骤S5中所述复合乳化剂包括亲油乳化剂和亲水乳化剂，质量比为3
‑
5:5
‑
7，所述亲油乳化剂选自司盘
‑
20、司盘
‑
40、司盘
‑
60、司盘
‑
80中的至少一种；所述亲水乳化剂选自吐温...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂用抗盐稠化剂的制备方法，其特征在于，将CH2=CH（CH2）
n
COCl与N
‑
甲基苯胺反应得到疏水单体，将马来酸酐加入碱液反应得到马来酸二钠单体，与丙烯酰胺、1
‑
乙烯基
‑3‑
乙基咪唑溴盐、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酸十八酯混合均匀，得到单体混合物，与聚多巴胺改性聚乙烯醇、引发剂混合溶于水中，加入含有乳化剂的白油中，乳化，反应，得到压裂用抗盐稠化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.疏水单体的合成：将CH2=CH（CH2）
n
COCl与N
‑
甲基苯胺，加热反应，柱层析分离，制得中间体，加入酸溶液中，搅拌反应，得到疏水单体，结构式如式I所示：式I；S2.马来酸二钠单体的合成：将马来酸酐加入碱液中，搅拌反应，得到马来酸二钠单体，结构式如II所示：式II；S3.聚多巴胺改性聚乙烯醇的制备：将聚乙烯醇溶于水中，加入多巴胺盐酸盐和催化剂，加热搅拌反应，加入等体积的混合溶剂，沉淀，过滤，洗涤，干燥，得到聚多巴胺改性聚乙烯醇；S4.单体的混合：将步骤S1制得的疏水单体、S2制得的马来酸二钠单体、丙烯酰胺、1
‑
乙烯基
‑3‑
乙基咪唑溴盐、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺、丙烯酸十八酯混合均匀，得到单体混合物；S5.压裂用抗盐稠化剂的制备：将复合乳化剂加入白油中，得到油相；将步骤S4制得的单体混合物、步骤S3制得的聚多巴胺改性聚乙烯醇溶于水后，搅拌混合均匀，惰性气体保护下，加入引发剂，调节溶液pH值，得到水相；将水相加入油相中，乳化，搅拌反应，加入助引发剂，升温反应，加入相转移催化剂，得到压裂用抗盐稠化剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述CH2=CH（CH2）
n
COCl中n=9
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15，所述CH2=CH（CH2）
n
COCl与N
‑
甲基苯胺的摩尔比为1:2
‑
3；所述加热反应的温度为40
‑
50℃，反应的时间为0.5
‑
1h；所述酸液为2
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4mol/L的HCl或H2SO4溶液，所述中间体和酸液的固液比为1:3
‑
5g/mL；所述搅拌反应的时间为30
‑
50min。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述碱液为10
‑
20wt%的NaOH或KOH溶液；所述马来酸酐和碱液的固液比为1:5
‑
7g/mL；所述反应的时间为20
‑
40min。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述聚乙烯醇、多...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛庆富，陈志勇，张明军，王鹏程，许洪云，陈敏，宋朋，
申请(专利权)人：广饶六合化工有限公司，
类型：发明
国别省市：