用于水基壓裂液稠化劑及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明一種用于水基壓裂液稠化劑及制備方法涉及一種用于水基壓裂液的稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)配比組成：丙烯酰胺15～25份，甲基丙烯酰胺5～10份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽30～80份，丙烯酸5～10份，絡(luò)合劑0.1～1份，鏈轉(zhuǎn)移劑0.1～1份，引發(fā)劑0.1～1份，去離子水20～50份。本發(fā)明制備的水基壓裂液稠化劑無需進(jìn)行提純處理，制備工藝簡單。該稠化劑溶解性好，具有較高的耐剪切性。用該稠化配制的水基壓裂液攜沙能力好，對底層傷害小，無殘渣性，可用作田箐膠和瓜膠的替代品。
【專利說明】用于水基壓裂液稠化劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于水基壓裂液的稠化劑，具體地說是用于水基壓裂液稠化劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓裂技術(shù)是一種常見的油氣增產(chǎn)技術(shù)，其目的是將油氣層壓出裂縫，從而增產(chǎn)。目前使用的壓裂液主要分為水基壓裂液、油基壓裂液、醇基壓裂液以及泡沫壓裂液等，由于水基壓裂液具有成本低、性能好等優(yōu)點，在國內(nèi)外被廣泛使用。壓裂液必須具有高粘度、高抗剪切性、高攜沙能力和破膠無殘渣的環(huán)保性等特點。目前使用的稠化劑原料主要有植物膠及其衍生物、纖維素衍生物、生物聚多糖、合成聚合物，常用的是瓜膠、羥丙基瓜膠、香豆膠等。這些物質(zhì)作為稠化劑的缺點是:水不溶物高，容易造成儲層傷害。一般合成聚合物(如聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯酰胺)是可以通過控制合成條件，改變聚合物性質(zhì)，滿足壓裂施工需要。
[0003]中國專利91111287.1公布了一種壓裂液增稠劑的制備方法，該壓裂液增稠劑適用于低滲透油氣層的壓裂改造作業(yè)。采用植物天豆粉，經(jīng)過乙醇、燒堿、環(huán)氧丙烷和水對其進(jìn)行化學(xué)改性而成。其水不溶物明顯低于目前壓裂液用的植物田箐膠增稠劑，因此對地層傷害小，可獲得增產(chǎn)效果。但該壓裂液增稠劑相比合成聚合物增稠劑含殘渣量高，耐溫效果不好。
[0004]中國專利200610040703.2公開了一種無傷害壓裂液增稠劑的制備方法和用途，該發(fā)明的特征是采用脂肪酸和低分子量的聚乙二醇或聚環(huán)氧丙烷酯化，或在催化下使用環(huán)氧乙烷或和環(huán)氧丙烷與長鏈脂肪醇、脂肪酸或脂肪胺加成，使長鏈?zhǔn)杷椭苕湺芜B接，再將助溶鏈段的末端羥基轉(zhuǎn)化為鹵原子，與過量的叔胺反應(yīng)，或?qū)⒅苕湺蔚哪┒肆u基與磺化試劑反應(yīng)得到該稠化劑聚合物。`該方法制備工藝復(fù)雜，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的針對【背景技術(shù)】中存在的問題，而提供用于水基壓裂液稠化劑及制備方法。
[0006]本發(fā)明的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:
去離子水20~50份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽30~80份、丙烯酰胺15~25份、甲基丙烯酰胺5~10份、丙烯酸5~10份、絡(luò)合劑0.1~1份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.1~1份和引發(fā)劑0.1~1份。
[0007]作為本發(fā)明用于水基壓裂液稠化劑的進(jìn)一步改進(jìn)，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:
去離子水30~45份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽40~65份、丙烯酰胺17~23份、甲基丙烯酰胺6~8份、丙烯酸6~8份、絡(luò)合劑0.3~0.8份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.4~0.8份和引發(fā)劑0.3~0.8份。[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的鏈轉(zhuǎn)移劑為甲酸鈉。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸二鈉。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的復(fù)配混合溶液。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合溶液復(fù)配比為1: 0.5 ~2。
[0012]本發(fā)明用于水基壓裂液稠化劑的制備方法，是通過下列步驟:
a、將去離子水20~50份與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽30~80份混合攪拌；
b、將a步驟溶液的PH值調(diào)整為5~10;
C、在b步驟得到的溶液加入丙烯酰胺15~25份、甲基丙烯酰胺5~10份、丙烯酸5~10份、絡(luò)合劑0.1~1份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.1~1份，在溫度30°C~60°C條件下通氮?dú)鈹嚢?0~40分鐘；
d、將c步驟得到的混合液加入引發(fā)劑0.1~1份，反應(yīng)4~10小時，即制得成品。
[0013]本發(fā)明制備的水基壓裂液稠化劑無需進(jìn)行提純處理，制備工藝簡單、該稠化劑能夠替代現(xiàn)有壓裂施工中所利用的植物膠及其衍生物，且具有耐剪切、無殘留、制備工藝簡單等優(yōu)點。該稠化劑溶解性好，具有較高的耐剪切性。用該稠化配制的水基壓裂液攜沙能力好，對底層傷害小，無殘渣性，可用作田箐膠和瓜膠的替代品。
【具體實施方式】
[0014]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本范明優(yōu)選方案進(jìn)行描述，但應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0015]實施例1
本發(fā)明的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:
去離子水50份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽30份、丙烯酰胺15份、甲基丙烯酰胺10份、丙烯酸10份、絡(luò)合劑0.1份、鏈轉(zhuǎn)移劑1份和引發(fā)劑0.1份，。
[0016]其制備方法如下:
a、將去離子水與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽混合攪拌；
b、將a步驟制得的溶液中加入氫氧化鈉溶液調(diào)整PH值為5~10;
C、在b步驟得到的溶液加入丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、絡(luò)合劑、鏈轉(zhuǎn)移劑，在溫度30°C~60°C條件下通氮?dú)鈹嚢?0~40分鐘；
d、將c步驟得到的混合液加入引發(fā)劑，反應(yīng)4~10小時，即制得成品。
[0017]實施例2
本發(fā)明的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:
去離子水20份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽80份、丙烯酰胺25份、甲基丙烯酰胺5份、丙烯酸5份、乙二胺四乙酸二鈉1份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.1份和引發(fā)劑1份；所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合溶液復(fù)配重量比為1:0.5。
[0018]其制備方法同實施例1。
[0019]實施例3
本發(fā)明的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:丙烯酰胺20份，甲基丙烯酰胺7份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽55份，丙烯酸7份，乙二胺四乙酸二鈉0.5份，甲酸鈉0.6份，引發(fā)劑0.6份，去離子水40份；所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合溶液復(fù)配重量比為1:1。
[0020]其制備方法同實施例1。
[0021]實施例4
本發(fā)明的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:
去離子水45份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽40份、丙烯酰胺17份、甲基丙烯酰胺8份、丙烯酸8份、乙二胺四乙酸二鈉0.3份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.8份和引發(fā)劑0.3份；所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合溶液復(fù)配重量比為1:0.5~2。
[0022]其制備方法同實施例1。
[0023]實施例5
本發(fā)明的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:
去離子水30份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽65份、丙烯酰胺23份、甲基丙烯酰胺6份、丙烯酸6份、絡(luò)合劑0.8份、甲酸鈉0.4份和引發(fā)劑0.8份；所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合溶液復(fù)配重量比為1:1.5。
[0024]其制備方法同實施例1。
[0025]實施例6 本發(fā)明的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:
取30份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽加入到20份的去離子水中，然后加入氫氧化鈉水溶液中和至PH=5，再加入15份的丙烯酰胺，5份的丙烯酸，0.1份的乙二胺四乙酸二鈉，
0.1份的甲酸鈉，在溫度30°C下攪拌，同時通氮?dú)?0分鐘，最后加入0.1份的過硫酸銨和亞硫酸氫鈉(1:1)，反應(yīng)4小時即得到水基壓裂液稠化劑。
[0026]實施例7
本發(fā)明的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:
取50份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽加入到35份的去離子水中，然后加入濃度為5%的氫氧化鈉水溶液中和至PH=5，再加入20份的丙烯酰胺，7份的丙烯酸，0.3份的乙二胺四乙酸二鈉，0.2份的甲酸鈉，在溫度50°C下攪拌，同時通氮?dú)?0分鐘，最后加入0.2份的過硫酸銨和亞硫酸氫鈉(1:1)，反應(yīng)5小時即得到水基壓裂液稠化劑。
[0027]實施例8
本發(fā)明的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:
取50份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽加入到35份的去離子水中，然后加入氫氧化鈉水溶液中和至PH=7，再加入20份的丙烯酰胺，8份的丙烯酸，0.3份的乙二胺四乙酸二鈉，
0.2份的甲酸鈉，在溫度50°C下攪拌，同時通氮?dú)?0分鐘，最后加入0.2份的過硫酸銨和亞硫酸氫鈉(1:1)，反應(yīng)5小時即得到水基壓裂液稠化劑。
[0028]實施例9
本發(fā)明的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:
取80份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽加入到50份的去離子水中，然后加入濃度為5%的氫氧化鈉水溶液中和至PH=IO,再加入25份的丙烯酰胺，9份的丙烯酸，0.5份的乙二胺四乙酸二鈉，0.5份的甲酸鈉，在溫度60°C下攪拌，同時通氮?dú)?0分鐘，最后加入0.5份的過硫酸銨和亞硫酸氫鈉(1:1)，反應(yīng)4小時即得到水基壓裂液稠化劑。
[0029]實施例10
本發(fā)明的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成:
取80份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽加入到50份的去離子水中，然后加入氫氧化鈉水溶液中和至PH=7，再加入25份的丙烯酰胺，10份的丙烯酸，0.5份的乙二胺四乙酸二鈉，0.5份的甲酸鈉，在溫度60°C下攪拌，同時通氮?dú)?0分鐘，最后加入0.5份的過硫酸銨和亞硫酸氫鈉(1:1)，反應(yīng)6小時即得到水基壓裂液稠化劑。
[0030]作為本發(fā)明的優(yōu)選所述的稠化劑是由丙烯酰胺單體與其它烯烴類單體聚合而成，所述的其它單體為陰離子型單體、陽離子型單體、親水性非離子型單體、疏水性非離子型單體中的一種或幾種。通入氮?dú)鉃榱朔磻?yīng)裝置氧氣通過氮?dú)獗Ｗo(hù)混合溶液。
[0031]本發(fā)明所制得的水基壓裂液稠化劑，水溶解性好，無不溶物殘渣，抗剪切性強(qiáng)。配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的水溶液，在170S-1，65°C下，連續(xù)剪切30min，粘度保持率在70%以上。`
【權(quán)利要求】
1.用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成: 去離子水20~50份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽30~80份、丙烯酰胺15~25份、甲基丙烯酰胺5~10份、丙烯酸5~10份、絡(luò)合劑0.1~1份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.1~1份和引發(fā)劑0.1~1份。
2.如權(quán)利要求1所述的用于水基壓裂液稠化劑，是由下列物質(zhì)按重量份數(shù)組成: 去離子水30~45份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽40~65份、丙烯酰胺17~23份、甲基丙烯酰胺6~8份、丙烯酸6~8份、絡(luò)合劑0.3~0.8份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.4~0.8份和引發(fā)劑0.3~0.8份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于水基壓裂液稠化劑，其特征在于所述的鏈轉(zhuǎn)移劑為甲酸鈉。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用于水基壓裂液稠化劑，其特征在于所述絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸二鈉。
5.如權(quán)利要求1或2所述的用于水基壓裂液稠化劑，其特征在于所述的引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的復(fù)配混合溶液。
6.如權(quán)利要求5所述的用于水基壓裂液稠化劑，其特征在于所述的過硫酸銨和亞硫酸氫鈉的混合溶液復(fù)配重量比為1:0.5~2。
7.如權(quán)利要求1所述 的用于水基壓裂液稠化劑的制備方法，是按權(quán)利要求1所述的組分通過下列步驟制得: a、將去離子水20~50份與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽30~80份混合攪拌； b、將a步驟溶液的PH值調(diào)整為5~10; C、在b步驟得到的溶液中加入丙烯酰胺15~25份、甲基丙烯酰胺5~10份、丙烯酸5~10份、絡(luò)合劑0.1~1份和鏈轉(zhuǎn)移劑0.1~1份混合，在30°C~60°C條件下通氮?dú)?0~40分鐘； d、將c步驟得的混合液加入引發(fā)劑0.1~1份混合均勻，反應(yīng)4~10小時，即制得成品O
【文檔編號】C08F220/06GK103484096SQ201310473667
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】張銳鋒, 徐用軍, 段百超, 宮居安 申請人:大慶大工大科技開發(fā)有限公司