专利名称：抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种工程材料，特别是涉及一种抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂及其制备方法。
背景技术：
压裂作为油气藏的主要增产、增注措施已得到迅速发展和广泛应用。压裂就是利用压力将地层压开，形成裂缝，并用支撑剂将它支撑起来，以减小流体流动阻力的增产、增注措施。其中的支撑剂又称为压裂液。水基压裂液是指破胶后无不溶物(残渣)或不溶物极低的压裂液(又称无残渣压裂液)。目前所有的水基压裂液毫无例外的都有残渣，这些残渣必然会对地层及充填层造成严重堵塞使其渗透率大幅度下降，其累计损害可达90%以上，因此大大降低压裂的效果，对于低压、低渗油气层尤其突出，常常会造成压裂完全失效。增稠剂是水基压裂液中的主要添加剂，关系到压裂液的使用性能及压裂成败。国内外最常用的压裂液主要是以天然植物胶、纤维素和合成聚合物为增稠剂的水基压裂液， 目前已在各油田取得了广泛应用，并得到了良好的增产效果。目前使用的压裂液增稠剂品种很多，可分为天然聚多糖及其衍生物与合成聚合物两大类，其中胍胶及其衍生物的应用最广。但其应用缺陷是使用胍胶及其衍生物作为增稠剂的压裂液破胶不完全，并且破胶后残渣会留在裂缝内，残留在裂缝中的聚合物将严重降低支撑剂充填层的渗透率，从而伤害地层，导致压裂效果变差，携砂能力减弱，限制了其作用的充分发展。目前以合成聚合物作为增稠剂的这类产品的合成原理和工艺较简单，其缺点表现也很明显，抗温能力有限(低于85°C )，需要加入交联剂提高压裂液的粘度，增强其携砂能力，故使用成本增高。另外，此类产品不易于配制、储存和泵送，不利于在现场推广应用。所配制的压裂液虽然能够通过与地层烃类或水混合破胶，但该过程所需时间较长。目前在油田压裂后大都使用快速返排工艺，在压裂施工结束后，立即放喷，尽量减少压裂液在地层的驻留时间。因此在目前油气田开发对压裂效果要来愈来愈高的形势下， 清洁压裂液及其应用术、消除残渣及其伤害成为当今压裂界共同关心的急待解决的重大技术难题。总之，近年来，清洁压裂液增稠剂研究和应用正在朝着多样化、抗高温、低成本的方向发展，并且不同类型的压裂液增稠剂都在不断地丰富和发展，但是大部分研究限于室内试验阶段，受合成工艺、成本等条件的限制，新产品很难进入现场，从而使得清洁压裂液增稠剂的生产应用并没有达到应有的效果。
发明内容
本发明旨在解决上述提及的技术问题，提供一种抗温、无交联、可降解的凝胶堵漏剂及其制备方法，包括如下步骤一种抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂的制备方法，包括如下步骤第一步缔合单体N-十六烷基丙烯酰胺的合成
在单体反应釜中依次加入有机溶剂甲苯、十六烷基胺、丙烯酸、催化剂对甲基苯磺酸钠，形成混合反应体系。混合体系中按照甲苯、十六烷基胺、丙烯酸、对甲基苯磺酸钠总质量100%计，其中甲苯占总质量的45. 5 51. 9% ；十六烷基胺占总质量的38 42%，丙烯酸占总质量的10 12%，对甲基苯磺酸钠占总质量的0. 1 0.5%。在85 95°C保温条件下通过水分离器密闭反应并分离反应产生的水，反应20 Mh，再在80 90°C减压蒸馏8 1 直至无馏出物，冷却至室温后在反应釜中得到的淡黄色油状固体即为缔合单体 N-十六烷基丙烯酰胺，无需处理即可使用。
第二步抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂的合成
1、使用去离子水配制质量百分比浓度为10 12%的氢氧化钾溶液，将丙烯酸中 90%的中和度，中和后的溶液中即包含阴离子单体丙烯酸和阴离子单体丙烯酸
和至80钾。2、依次加入合成好的缔合单体N-十六烷基丙烯酰胺、阴离子单体对乙烯基苯磺酸钠、丙烯酰胺，并加去离子水混合，形成混合反应体系；混合体系中按氢氧化钾、丙烯酸、 缔合单体N-十六烷基丙烯酰胺、阴离子单体对乙烯基苯磺酸钠、丙烯酰胺的总质量100% 计，其中氢氧化钾占总质量的5 7%、丙烯酸占总质量的8 10%、缔合单体N-十六烷基丙烯酰胺占总质量的4 5%，阴离子单体对乙烯基苯磺酸钠占总质量的3 5%，丙烯酰胺单体根据先加入物质的比例进行调整，可占总质量的73 80%。再加水混合，所需加去离子水的量按如下比例添加，(上述混合体系中所含的固体物质的质量和)(去离子水，包含氢氧化钾溶液中的水)为(30 40% ) (70 60% )，控制混合反应体系温度在10 30°C。向混合反应体系中加入占体系总质量0. 1 0. 5%的氧化还原体系引发剂 (过硫酸钾或过硫酸铵亚硫酸氢钠=1 1)和占体系总质量0.1 0.5%偶氮类引发剂引发剂(偶氮二异丁腈)进行多级引发。保温反应4 他，反应温度控制80 95°C。第三步、后处理反应结束后，经造粒、干燥、粉碎、包装后得到抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂。通过上述方法制备的抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂，其分子结构
为
权利要求
1. 一种抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂，其特征在于其分子结构为
2.—种权利要求1所述抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂的制备方法，其特征在于， 包括下述步骤A 合成缔合单体N-十六烷基丙烯酰胺在单体反应釜中依次加入有机溶剂甲苯、十六烷基胺、丙烯酸、催化剂对甲基苯磺酸钠，其中以质量百分比计，所述甲苯占总反应物质量的45. 5 51. 9%、十六烷基胺占38 42%、丙烯酸占总10 12%、对甲基苯磺酸钠占0. 1 0.5% ；在85 95 °C保温条件下通过水分离器密闭反应并分离反应产生的水，反应20 Mh， 再在80 90°C减压蒸馏8 1 直至无馏出物，冷却至室温后在反应釜中得到的淡黄色油状固体即为缔合单体N-十六烷基丙烯酰胺备用；B 合成抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂由质量浓度为10 12%的氢氧化钾水溶液将丙烯酸中和至80 90%的中和度，中和后的溶液中即包含阴离子单体丙烯酸和阴离子单体丙烯酸钾；依次加入合成好的缔合单体N-十六烷基丙烯酰胺、阴离子单体对乙烯基苯磺酸钠、丙烯酰胺，并加去离子水混合；以质量百分比计，其中氢氧化钾为总反应混合物质量的5 7%、丙烯酸为8 10%、缔合单体N-十六烷基丙烯酰胺为4 5%，阴离子单体对乙烯基苯磺酸钠为3 5%，丙烯酰胺单体为73 80% ；上述混合体系中所含的固体物质的质量和 去离子水为30 40% 70 60%，控制混合反应体系温度在10 30°C ；向混合反应体系中加入占体系总质量0. 1 0.5%的氧化还原体系引发剂和占体系总质量0. 1 0.5% 偶氮类引发剂进行多级引发；保温反应4 6h，反应温度控制80 95°C ；C 后处理反应结束后，经造粒、干燥、粉碎、包装后得到抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂。
3.根据权利要求2所述的抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂的制备方法，其特征在于，所述氧化还原体系引发剂为质量比1 1的过硫酸钾或过硫酸铵与亚硫酸氢钠，偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈。
全文摘要
本发明提供一种抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂及其制备方法；所述的抗温抗盐聚合物清洁压裂液增稠剂清洁低伤害、环境友好、高效增粘性、超强悬浮性、超宽温度适应性25～240℃、抗盐性好、剪切稳定性优异、摩阻小、压裂效果突出、压后生产持续时间长、性价比优异。
文档编号C08F220/54GK102352232SQ20111022310
公开日2012年2月15日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者白小丹, 罗于建, 郑焰 申请人:北京爱普聚合科技有限公司