一種酸液減阻劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酸液減阻劑及其制備方法。本發(fā)明是稱取單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸于燒杯中，加去離子水溶解，然后加入片堿，將體系pH值調(diào)至8-10；再加入單體丙烯酰胺和長鏈陽離子單體，在通惰性氣體的情況下，攪拌，調(diào)節(jié)水浴溫度為引發(fā)反應(yīng)溫度后加入引發(fā)劑，反應(yīng)，制得透明膠塊，最后將透明膠塊手工切塊，烘干，粉碎，并100目篩分，制得粉末狀的酸液減阻劑。本發(fā)明的合成方法簡單，原材料易得，降低了成本；本發(fā)明制得的酸液減阻劑降阻率高達65%，降低了泵壓，減少了管線損耗，延長了設(shè)備的使用壽命；酸液減阻劑的耐溫性和配伍性好，同時還具有一定的緩速效果。
【專利說明】一種酸液減阻劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種酸液減阻劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在壓裂酸化工程中，隨著排量的增大，工作液在管線中的摩擦阻力將會成倍地增加，降低了泵注效率；同時，摩阻增大，排量難于提高，裂縫很難向前延伸，達不到深度酸化的目的，酸化達不到理想效果。所以，降低摩阻是提高排量、提高液體效率和達到深部酸化的有效途徑，另外，降低摩阻，有利于延長施工車輛、管線及井下工具等設(shè)備的使用壽命。因此，酸化壓裂中添加劑的使用，特別是減阻劑的應(yīng)用與需求越來越多。
[0003]許多天然高分子量的聚合物由于在酸中降解而失去降阻性能，因此最早使用的減阻劑主要是一些可溶性的線型合成高分子化合物。國外關(guān)于酸用減阻劑的研究早期主要是以非離子聚丙烯酰胺為主，如BJ公司的G-11、G-15等系列，卡定諾爾公司的FMA-3 ;哈利伯頓公司的FR-18，都屬于PAM類酸用減阻劑，但PAM類聚合物的耐酸性差。國內(nèi)80年代中期四川研制了 FR-202、FR-203和FR-204等系列酸液減阻劑，為中國酸用減阻劑的開發(fā)研究起到了推動作用，但這些減阻劑的使用溫度受到了很大的限制，在高溫酸中有沉淀物生成，會對地層造成很大的傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種酸液減阻劑及其制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:`[0006]一種酸液減阻劑的制備方法，其步驟如下:
[0007]( I)丙烯酰胺提純，備用；
[0008](2)稱取單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸于燒杯中，加去離子水溶解，使得2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的質(zhì)量濃度為13-15%，然后加入片堿，將體系pH值調(diào)至8-10 ；
[0009](3)在步驟(2)制備的溶液中加入單體丙烯酰胺和長鏈陽離子單體，攪拌均勻使其充分溶解，配制成單體質(zhì)量濃度為25%-35%的水溶液；
[0010](4)把步驟(3)制備的單體水溶液加入反應(yīng)器中，開始通惰性氣體，調(diào)節(jié)氣泡均勻連貫，將反應(yīng)器置于20°C磁力恒溫水浴鍋中攪拌，快速攪拌30min后，將攪拌速度調(diào)至50-100轉(zhuǎn)/min，調(diào)節(jié)水浴溫度為引發(fā)反應(yīng)溫度，然后加入引發(fā)劑，用橡皮頭將導(dǎo)氣管封住，以防空氣進入，反應(yīng)4h，瓶中液體開始變稠，再將水浴鍋溫度調(diào)至56°C，繼續(xù)熟化2h，瓶中產(chǎn)品變?yōu)橥该髂z塊，反應(yīng)結(jié)束；
[0011](5)將步驟(4)制備的透明膠塊手工切塊，72°C烘干，粉碎，并100目篩分，制得粉末狀的酸液減阻劑。
[0012]所述的長鏈陽離子單體為CxDMAAC多烷基二甲基烯丙基氯化銨類陽離子單體，其中 X=14 ~20。
[0013]所述的制備方法，其單體的質(zhì)量比為:丙烯酰胺:2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸:長鏈陽離子單體=1:1:0.06。
[0014]所述的惰性氣體為N2。
[0015]所述的引發(fā)劑為過硫酸鉀/無水亞硫酸鈉氧化還原引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑或叔胺基的丙烯酰胺衍生物與K2S2O8組成的氧化還原引發(fā)劑中的一種或幾種；引發(fā)劑的添加量為單體總質(zhì)量的0.06%~0.1%。
[0016]所述的制備方法，步驟(4)中，引發(fā)反應(yīng)溫度為25~35°C。
[0017]所述的制備方法制得的酸液減阻劑。
[0018]本發(fā)明的合成方法簡單，原材料易得，降低了成本；本發(fā)明制得的酸液減阻劑降阻率高達65%，降低了泵壓，減少了管線損耗，延長了設(shè)備的使用壽命；酸液減阻劑的耐溫性和配伍性好，同時還具有一定的緩速效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為不同濃度的減阻劑的減阻率隨流量的變化情況。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0021]實施例1酸液減阻劑BC-131的制備
[0022]( I)丙烯酰胺(AM)提純，備用；
`[0023](2)稱取單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)于燒杯中，加70ml去離子水溶解，其中AMPS的質(zhì)量濃度為14.56%，然后加入片堿，將體系pH值調(diào)至9 ；
[0024](3)在步驟(2)制備的溶液中加入單體丙烯酰胺(AM)和長鏈陽離子單體(CxDMAAC),長鏈陽離子單體為多烷基二甲基烯丙基氯化銨類陽離子單體，其中X=14~20，購買廠家為成都佰椿石油科技有限公司，各單體質(zhì)量比為AM:AMPS:CXDMAAC=1:1:0.06，然后加入去離子水，配制成總單體質(zhì)量濃度為30%的水溶液；
[0025](4)把步驟(3)制備的單體水溶液加入廣口瓶中，搖勻，用三孔橡皮塞(一孔為導(dǎo)氣管、一孔為通氣管、一孔為溫度計)蓋緊廣口瓶，開始通N2,調(diào)節(jié)氣泡均勻連貫，然后將其置于20°C的磁力恒溫水浴鍋中攪拌30min后，將攪拌速度調(diào)至50-100轉(zhuǎn)/min，將水浴鍋溫度升至25V,向廣口瓶中分別慢慢滴加水溶性引發(fā)劑過硫酸鉀和無水亞硫酸鈉，二者質(zhì)量比為2:1，引發(fā)劑的加量為單體總質(zhì)量的0.08%，用橡皮頭將導(dǎo)氣管封住，以防空氣進入，反應(yīng)4h，瓶中液體開始變稠。再將水浴鍋溫度調(diào)至56°C，繼續(xù)熟化2h，瓶中產(chǎn)品變?yōu)橥该髂z塊，反應(yīng)結(jié)束；
[0026](5)將步驟(4)制備的透明膠塊手工切塊，72°C烘干，粉碎，并100目篩分，制得粉末狀的酸液減阻劑BC-131。
[0027]實施例2效果評價
[0028]使用流動回路摩阻測試系統(tǒng)對實施例1制備的酸液減阻劑BC-131進行降摩阻測試，與12% (wt)的空白酸做對比，向12% (wt)的酸中中加入實施例1制備的酸液減阻劑BC-131，減阻劑的質(zhì)量濃度為0.l%(w/v)0選用6_的管路進行測試，記錄通過管路后的摩阻壓降來計算減阻率，根據(jù)減阻率的大小評價酸液減阻劑的減阻效果，減阻率與流量的關(guān)系如圖1，最大減阻率可達到65%。
[0029]減阻率計算:
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種酸液減阻劑的制備方法，其特征是，其步驟如下: (1)丙烯酰胺提純，備用； (2)稱取單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸于燒杯中，加去離子水溶解，使得2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的質(zhì)量濃度為13-15%，然后加入片堿，將體系pH值調(diào)至8-10 ； (3)在步驟(2)制備的溶液中加入單體丙烯酰胺和長鏈陽離子單體，攪拌均勻使其充分溶解，配制成單體質(zhì)量濃度為25%-35%的水溶液； (4)把步驟(3)制備的單體水溶液加入反應(yīng)器中，開始通惰性氣體，調(diào)節(jié)氣泡均勻連貫，將反應(yīng)器置于20°C磁力恒溫水浴鍋中攪拌，快速攪拌30min后，將攪拌速度調(diào)至50-100轉(zhuǎn)/min，調(diào)節(jié)水浴溫度為引發(fā)反應(yīng)溫度，然后加入引發(fā)劑，用橡皮頭將導(dǎo)氣管封住，以防空氣進入，反應(yīng)4h，瓶中液體開始變稠，再將水浴鍋溫度調(diào)至56°C，繼續(xù)熟化2h，瓶中產(chǎn)品變?yōu)橥该鱅父塊，反應(yīng)結(jié)束； (5)將步驟(4)制備的透明膠塊手工切塊，72°C烘干，粉碎，并100目篩分，制得粉末狀的酸液減阻劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述長鏈陽離子單體為CxDMAAC多烷基二甲基烯丙基氯化銨類陽離子單體，其中X=14~20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，單體的質(zhì)量比為:丙烯酰胺:2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸:長鏈陽離子單體=1:1:0.06。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述惰性氣體為N2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述`的制備方法，其特征是，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀/無水亞硫酸鈉氧化還原引發(fā)劑、偶氮類引發(fā)劑或叔胺基的丙烯酰胺衍生物與K2S2O8組成的氧化還原引發(fā)劑中的一種或幾種；引發(fā)劑的添加量為單體總質(zhì)量的0.06%~0.1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，步驟(4)中，引發(fā)反應(yīng)溫度為25~35。。。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的制備方法制得的酸液減阻劑。
【文檔編號】C09K8/74GK103820099SQ201410079013
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】劉通義, 戴秀, 陳光杰, 魏俊, 譚坤, 趙眾從, 林波, 黃趾海, 張立豐, 陳江明, 蘭昌文, 于毅 申請人:成都佰椿石油科技有限公司