專利名稱：一種酸化壓裂稠化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田用助劑，具體涉及一種新型三元共聚酸化壓 裂稠化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
深度酸壓是碳酸鹽巖儲層增產(chǎn)改造的關(guān)鍵技術(shù)之一，在此過程 中，酸液體系起著至關(guān)重要的作用。稠化酸壓是碳酸鹽巖油氣層增產(chǎn) 的主要工藝措施。稠化酸壓對具有裂縫的中、高滲甚至低滲都有好的 效果，酸壓操作成功與否的關(guān)鍵主要取決于裂縫的導(dǎo)流能力和酸蝕裂 縫長度，而酸蝕裂縫長度受酸液濾失特性、酸巖反應(yīng)速率的控制。向 酸液中加入性能良好的稠化劑，能提高酸液粘度，降低氫離子向巖石 壁面的傳質(zhì)速度，因而降低酸液濾失和酸巖反應(yīng)速率，增加酸液有效
作用距離，提高酸壓效果。中國專利200510044932.7以及專利 200510033598.5介紹了二元共聚物作酸液稠化劑，其缺點是耐高溫性 及抗剪切性能不夠，無法滿足高溫、深井、超深井施工要求。為此， 研制一種耐高溫、抗剪切性好，能滿足高溫、深井施工的酸液稠化劑 為目前市場所急需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種耐高溫、抗剪切性好，能滿足高溫、深 井施工的新型酸化壓裂稠化劑，另一目的在于提供其制備方法。本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)由甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯
化銨、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚合成該酸化
壓裂稠化劑，其有如下結(jié)構(gòu)單元
<formula>formula see original document page 5</formula>n為3000 7000。
其制備方法采用水溶液聚合法，在密閉體系中，由一定比例的
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基 丙磺酸單體和N,N^亞甲基雙丙烯酰胺在引發(fā)劑的作用下共聚而制
得。反應(yīng)方程
<formula>formula see original document page 5</formula>具體通過如下步驟合成
(1)將一定比例的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰胺和
2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入反應(yīng)器中，加水使單體的質(zhì)量百分比濃度達(dá)20 30%，加入占單體總質(zhì)量0.3 0.7%。的乙二胺四乙酸二 鈉，再加入一定量的擴(kuò)鏈劑，用氨水將體系的pH值調(diào)節(jié)到7 10; 控溫15 25°C，通氮10 50分鐘；
(2) 加入適量引發(fā)劑，攪拌均勻后，繼續(xù)通氮5 10分鐘；
(3) 將反應(yīng)混合液轉(zhuǎn)移至密閉容器中，密封后置于恒溫水浴中， 反應(yīng)20小時，得到凝膠狀產(chǎn)物；將產(chǎn)物取出剪切、造粒，在50 60°C 下烘干、粉碎。
本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵是引入合適的單體，選擇恰當(dāng)?shù)膯误w配比，在 反應(yīng)過程中加入適量擴(kuò)鏈劑。本發(fā)明得到的三元共聚酸化壓裂稠化
劑，在20%的鹽酸中仍有較高粘度，耐高溫性和抗剪切性能明顯改善；
與常規(guī)制備工藝相比，本發(fā)明聚合過程容易控制，反應(yīng)工藝設(shè)備簡單， 投入成本較低，易工業(yè)化推廣，具有較好的應(yīng)用前景。
具體實施例方式
實施例1
將甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-
甲基丙磺酸以l: 4: 2的質(zhì)量比加入到反應(yīng)器中，加水使單體的質(zhì)量
百分比濃度約為25%,待攪拌溶解后加入占單體總質(zhì)量0.5%。的乙二 胺四乙酸二鈉，占單體總質(zhì)量0.37%。的亞硫酸氫鈉，再加入2.1mL 的N,W-亞甲基雙丙烯酰胺溶液(稱取0.2gN，W-亞甲基雙丙烯酰胺， 配成100mL溶液)，用氨水將體系的pH值調(diào)節(jié)到8.5，控溫18°C， 向反應(yīng)混合物中通氮30分鐘，加入占單體總質(zhì)量0.6%。的過硫酸銨， 繼續(xù)通氮5分鐘，將反應(yīng)混合液轉(zhuǎn)移至塑料袋中，密封后將塑料袋置于4(TC恒溫水浴中，反應(yīng)20小時，得到凝膠狀產(chǎn)物。將產(chǎn)物取出剪 切、造粒，在50 6(TC下烘干、粉碎，得到粉末狀產(chǎn)品。 實施例2
將甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以l: 4.5: 1.8的質(zhì)量比加入到反應(yīng)器中，加水使單體的 質(zhì)量百分比濃度約為25%，待攪拌溶解后加入占單體總質(zhì)量0.37%。的 乙二胺四乙酸二鈉，占單體總質(zhì)量0.33%。的亞硫酸氫鈉，再加入1.5mL 的聚甘油丙烯酸酯溶液(稱取0.3g聚甘油丙烯酸酯，配成100mL溶 液)，用氨水將體系的pH值調(diào)節(jié)到8.5，控溫2(TC，向反應(yīng)混合物 中通氮30分鐘，加入占單體總質(zhì)量0.63%。的過硫酸銨，繼續(xù)通氮5 分鐘，將反應(yīng)混合液轉(zhuǎn)移至塑料袋中，密封后將塑料袋置于4(TC恒 溫水浴中，反應(yīng)20小時，得到凝膠狀產(chǎn)物。將產(chǎn)物取出剪切、造粒， 在50 6(TC下烘干、粉碎，得到粉末狀產(chǎn)品。
根據(jù)中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6214-1996《酸液 稠化劑的評價方法》，對市場售AM/AMPS與本發(fā)明稠化劑試驗對比 分別配制稠化劑濃度為0.8%和鹽酸濃度為20%的稠化酸，在170s—1剪 切速率下恒溫120分鐘后，兩者稠化酸液的表觀粘度，結(jié)果如下表酸化壓裂稠化劑在不同溫度下的粘度溫度/。c粘度/mPa s
市場售二元共聚物本發(fā)明三元共聚物產(chǎn)品
2536,259.7
3036.159.6
4032.559.2
5027.657.9
6021.254.7
7015.451,2
8010.745.8
906.340.4
1205.833.5
可以看出本發(fā)明產(chǎn)物具有較好的耐溫性會
權(quán)利要求
1、一種酸化壓裂稠化劑，其特征在于，其為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物，有如下結(jié)構(gòu)單元n為3000～7000。
2、 一種如權(quán)利要求1所述的酸化壓裂稠化劑的制備方法，其特征在 于，由甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基 -2-甲基丙磺酸單體，引入擴(kuò)鏈劑，在引發(fā)劑的作用下共聚制得，具體通過如下步驟實現(xiàn)(1) 將甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺 基_2-甲基丙磺酸加入到反應(yīng)器中，加水使單體的質(zhì)量百分比濃度為 20 30%，加入占單體總質(zhì)量0.3 0.7%。的乙二胺四乙酸二鈉，再加 入擴(kuò)鏈劑，用氨水將體系的pH值調(diào)節(jié)到7 10;控溫15 25。C，通 氮10 50分鐘；(2) 加入引發(fā)劑，攪拌均勻后，繼續(xù)通氮5 10分鐘；(3) 將反應(yīng)混合液轉(zhuǎn)移至密閉容器中，密封后置于恒溫水浴中， 反應(yīng)20小時，得到凝膠狀產(chǎn)物；將產(chǎn)物取出剪切、造粒，在50 60"C下烘干、粉碎。
3、 如權(quán)利要求2所述的酸化壓裂稠化劑的合成方法，特征在于，單 體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和丙烯酰胺的質(zhì)量比為1: 5 7: 6;丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的質(zhì)量比為3: 9 8: 1。
4、 如權(quán)利要求3所述的酸化壓裂稠化劑的合成方法，特征在于，丙 烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的質(zhì)量比優(yōu)選6: 7 9: 2。
5、 如權(quán)利要求2所述的酸化壓裂稠化劑的合成方法，其特征在于， 所述的擴(kuò)鏈劑是N,N7-亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚 乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯 酸酯或聚甘油丙烯酸酯。
6、 如權(quán)利要求2所述的酸化壓裂稠化劑的合成方法，其特征在于， 所述的引發(fā)劑是水溶性的過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化氫、過硫酸銨 -亞硫酸氫鈉、過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉或溶于有機(jī)溶劑的偶氮二異丁腈 或2， 2-偶氮二 (2-脒基丙基)二鹽酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型的酸化壓裂稠化劑及其制備方法，屬高分子合成領(lǐng)域。該稠化劑采用水溶液聚合法，用氧化還原引發(fā)劑，在密閉體系中加入適量的擴(kuò)鏈劑，由甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)反應(yīng)共聚而制得的。該稠化劑耐酸、耐高溫，具有優(yōu)良的增稠效果，應(yīng)用于石油開采中的酸化壓裂施工和強(qiáng)化采油作業(yè)等領(lǐng)域。
文檔編號C09K8/60GK101412906SQ20081023123
公開日2009年4月22日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者崔文娟, 莊玉偉, 張國寶, 健 曹, 穎 王, 趙根鎖 申請人:河南省科學(xué)院高新技術(shù)研究中心