一种耐高温暂堵剂及其制备方法

本发明属于石油与天然气增产，该暂堵剂具有良好的耐温及滤失性能，该暂堵剂可用于致密油藏或页岩气钻井提高采收率，具体涉及一种超分子水溶性聚丙烯酰胺类聚合物，一种耐高温暂堵剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着中浅层油气资源的不断枯竭，深超深层油气资源越来越受到重视。然而，在这些深层和超深地层的钻井过程中，高温是油田生产助剂的主要挑战之一。当用于石油和天然气钻探时，聚合物凝胶材料在高温条件下容易发生链断裂和降解，从而导致凝胶强度降低并影响应用性能。油田中常用的聚合物类暂堵剂(如聚丙烯酰胺、淀粉、gg和黄原胶)容易断链，在高温下难以保持原有性能。

2、暂堵剂是一种能够在石油开采过程中暂时堵塞裂缝或孔隙，防止钻井液发生滤失的物质。20世纪九十年代以来，随着化学堵水技术的发展，水溶性聚合物堵水防漏技术取得了长足的发展。世界各国都在研究开发不同种类的暂堵剂，其中以聚丙烯酰胺类堵水聚合物的应用最为广泛，达到暂堵剂使用的65％。主要是因为聚丙烯酰胺具有良好的交联性能、并且容易改性、对地层的污染小，配伍性高等优点。此类堵暂堵剂可以用于低渗透油藏、裂缝以及水流通道地层的堵水堵缝。为了更好地应用聚丙烯酰胺类堵水剂，选择合适的交联剂，引入不同功能的结构，提高耐温耐盐性能成为目前的研究热点。

3、cn107828010a公开了一种用于制备暂堵剂的聚合物以及该暂堵剂的制备方法，其组分为丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和苯乙烯，其余为溶剂水。该专利通过上述单体聚合形成长分子链并加入交联剂交联形成凝胶。但本发明用到金属离子交联剂和过氧化物，对储层会造一定的伤害，生产过程中容易对环境造成污染。

4、cn114920876a公开了一种高分子聚合物暂堵剂及其制备方法，由丙烯酰胺、丙烯酸、苯乙烯、对苯乙烯磺酸钠、季戊四醇三丙烯酸酯、水组成。该专利采用复合引发体系，原料易得，合成工艺简单，副产物较少。但该专利合成的聚丙烯酰胺类聚合物高分子未枝接耐温功能基团，在高温条件下容易失效。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有技术存在的问题提出了一种耐高温暂堵剂及其制备方法。本发明的暂堵剂具有原材料易得、聚合物结构简单，合成工艺简单、没有副产物、溶解性好、滤失流变性能优良、耐温性能的优良，储层伤害低等优点。

2、本发明的目的是公开了一种耐高温暂堵剂及其制备方法，所述暂堵剂分子结构式如图1所示。

3、具体步骤如下：

4、(1)在氮气保护的反应容器中依次加入丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二乙烯苯、丙烯酸甲酯、水、尿素、吐温80(聚山梨酯-80)、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱、对羟基苯甲醚、开启搅拌，直至全部溶解，用20wt％的氢氧化钠溶液调节ph至7.0。

5、(2)向上述溶液中缓慢滴加1％的氧化剂溶液、1％的还原剂溶液，同时滴加1％的引发剂溶液，45℃条件下恒温反应6小时，反应完毕，将聚合溶液低温造粒，颗粒直径0.1～1mm，得到产品。

6、在本发明中，优选地，所述的丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二乙烯苯、丙烯酸甲酯的用量摩尔比为1：0.1～1、0.1～5、0.2～3、0.2～5。

7、在本发明中，优选地，在步骤(1)中，所述的固含量与水的质量比为30：70。

8、在本发明中，优选地，在步骤(2)中，所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵的一种。

9、在本发明中，优选地，在步骤(2)中，所述的还原剂为亚硫酸钠、甲醛次硫酸氢钠中的一种。

10、本发明暂堵剂的合成反应方程式如图2所示。

11、本发明是所述的丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二乙烯苯、丙烯酸甲酯为聚合物原材料的五元高分子聚合物。其中的单体均为水溶性物质，通过添加乳化剂(吐温-80)、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱等表面活性剂，使加入单体其快速溶解。借助高速机械搅拌，使反应单体完全分散在水中。再加入引发剂在紫外灯照射下引发上述单体聚合，恒温反应。本发明通过接枝或共聚将环状结构和耐温基团引入聚合物的分子链中，可以显着提高其耐温性，增强聚合物暂堵剂的高温稳定性。本发明中采用水溶性氧化还原体系与紫外灯照射复合引发体系，聚合速度快，合成物产率高，无副产物。

12、本发明与现有的油田用暂堵剂相比具有如下优点：

13、(1)本发明的暂堵剂采用水溶性复合引发体系，为一锅法制作工艺，原材料易得，聚合物结构简单，合成工艺简单，反应完全，无副产物。

14、(2)本发明的暂堵剂在高温环境中，性能稳，流变过滤性能优良，堵漏性能突出。

15、(3)本发明的暂堵剂在反应进行完毕之后的暂堵剂胶体颗粒可直接作为产品使用。

技术特征：

1.一种耐高温暂堵剂及其制备方法，其特征在于，所述的制备方法如下：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二乙烯苯、丙烯酸甲酯的用量摩尔比为1：0.1～1、0.1～5、0.2～3、0.2～5。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的所述的固含量与水的质量比为30：70。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的引发剂3为所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵的一种。所述的还原剂为亚硫酸钠、甲醛次硫酸氢钠中的一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的暂堵剂分子结构式如下：

技术总结
本发明属于石油与天然气增产技术领域，具体涉及一种耐高温暂堵剂及其制备方法。本发明利用丙烯酰胺、丙烯酸、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、二乙烯苯、丙烯酸甲酯为原材料合成了一款高性能的五元高分子聚合物。本发明通过接枝和共聚将环状结构将耐温基团引入聚合物的分子链中，可以显着增强聚合物暂堵剂的高温稳定性。本发明采用水溶性氧化还原体系与紫外灯照射复合引发体系的一锅法工艺，聚合速度快，合成物产率高，无副产物，较易实现控制和连续操作，合成聚合物结构简单，容易实现规模化生产。

技术研发人员：毛金成,楚静彪,林冲,杨小江,张阳,毛金桦,李超,陈安
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16