CN111100621A - 一种快速增粘的ab乳液增稠剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速增粘的AB乳液增稠剂及其制备方法，属于油田开发技术领域。AB乳液增稠剂中，A乳液原料为：丙烯酰胺、丙烯酸、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸、十二烷基二甲基氯化铵、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、十二烷基丙烯酸酯、3‑羟基丁酸丁酯、丙二醇叔丁醚、白油、失水山梨糖醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚；B乳液原料为：N,N’‑双油酰基乙二胺二乙磺酸钠、十二烷基硫酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、异构十醇聚氧乙烯醚、异构十一醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷‑二甲胺共聚物、烷基酚聚氧乙烯醚。本发明制备的AB乳液增稠剂，溶解速度10s‑30s可调，配制时间短，使用方便。

Description

一种快速增粘的AB乳液增稠剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，更具体的说是涉及一种快速增粘的AB乳液增稠剂及其制备方法。
背景技术
目前在油田压裂中主要应用瓜胶粉、聚丙烯酰胺类的聚合物，聚丙烯酰胺类应用比较好的是丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成出来的增稠剂，该类增稠剂主要问题是溶解速度慢，瓜胶粉需要5小时溶解，聚丙烯酰胺类需要2分钟以上溶解，满足不了现场应用要求。
因此，提供一种快速增粘的AB乳液增稠剂及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种快速增粘的AB乳液增稠剂及其制备方法，配制时间短，使用方便。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种快速增粘的AB乳液增稠剂，包括A乳液和B乳液，按重量百分比计，所述A乳液由以下原料组成：5％-9％丙烯酰胺、2％-5％丙烯酸、3％-6％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.1％-0.5％十二烷基二甲基氯化铵、0.001％-0.01％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、0.1％-0.3％十二烷基丙烯酸酯、2％-6％3-羟基丁酸丁酯、0.1％-0.3％丙二醇叔丁醚、2％-8％白油、0.1％-0.2％失水山梨糖醇脂肪酸酯、0.01％-0.02％烷基酚聚氧乙烯醚，余量为去离子水；
所述B乳液由以下原料组成：2％-5％N,N’-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠、2％-6％十二烷基硫酸钠、3％-8％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.005％-0.01％十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.003％-0.006％异构十醇聚氧乙烯醚、1％-4％异构十一醇聚氧乙烯醚、1％-2％异构十三醇聚氧乙烯醚、4％-10％环氧氯丙烷-二甲胺共聚物、0.3％-0.7％烷基酚聚氧乙烯醚，余量为去离子水。
进一步，一种快速增粘的AB乳液增稠剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)A乳液的制备步骤如下：
①在搅拌条件下向反应器中加入去离子水、5％-9％丙烯酰胺、2％-5％丙烯酸、3％-6％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.1％-0.5％十二烷基二甲基氯化铵、0.001％-0.01％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，滴加5％氢氧化钠溶液至pH为7，得到A1；
②将0.1％-0.3％十二烷基丙烯酸酯、2％-6％3-羟基丁酸丁酯、0.1％-0.3％丙二醇叔丁醚、0.1％-0.2％失水山梨糖醇脂肪酸酯、0.01％-0.02％烷基酚聚氧乙烯醚、2％-8％白油混合，得到A2；
③在搅拌条件下，将A2缓慢的加入A1中，搅拌形成稳定乳液；
④向反应器中通入氮气，控制温度5-7℃，除氧25-35min，加入0.005％-0.02％亚硫酸氢钠、0.02％-0.2％过硫酸铵，反应10-15min；
⑤升温到35-45℃，反应时间为20-24h，得到A乳液；
(2)B乳液的制备步骤如下：
①在搅拌条件下向反应器中加入2％-5％N,N’-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠、2％-6％十二烷基硫酸钠、3％-8％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.005％-0.01％十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.003％-0.006％异构十醇聚氧乙烯醚、1％-4％异构十一醇聚氧乙烯醚、1％-2％异构十三醇聚氧乙烯醚、4％-10％环氧氯丙烷-二甲胺共聚物、0.3％-0.7％烷基酚聚氧乙烯醚、去离子水，搅拌50-60min形成稳定乳浊液；
②向反应器中通入氮气，控制温度12-15℃，除氧25-35min；
③升温到45-50℃，反应时间为5.5-6.5h，得到B乳液；
(3)使用时将A乳液与B乳液按1：1混合，得到AB乳液增稠剂。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种快速增粘的AB乳液增稠剂及其制备方法，溶解速度10s-30s可调，配制时间短，使用方便，适用于油田一体化连续作业。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种快速增粘的AB乳液增稠剂，包括A乳液和B乳液，按重量百分比计，所述A乳液由以下原料组成：7％丙烯酰胺、3％丙烯酸、5％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.3％十二烷基二甲基氯化铵、0.005％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、0.2％十二烷基丙烯酸酯、4％3-羟基丁酸丁酯(CAS号：53605-94-0)、0.2％丙二醇叔丁醚、6％白油、0.15％失水山梨糖醇脂肪酸酯、0.015％烷基酚聚氧乙烯醚，余量为去离子水；
所述B乳液由以下原料组成：4％N,N’-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠、4％十二烷基硫酸钠、6％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.007％十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.005％异构十醇聚氧乙烯醚、3％异构十一醇聚氧乙烯醚、1.5％异构十三醇聚氧乙烯醚、7％环氧氯丙烷-二甲胺共聚物、0.5％烷基酚聚氧乙烯醚，余量为去离子水。
上述快速增粘的AB乳液增稠剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)A乳液的制备步骤如下：
①在搅拌条件下向反应器中加入去离子水、7％丙烯酰胺、3％丙烯酸、5％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.3％十二烷基二甲基氯化铵、0.005％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，滴加5％氢氧化钠溶液至pH为7，得到A1；
②将0.2％十二烷基丙烯酸酯、4％3-羟基丁酸丁酯、0.2％丙二醇叔丁醚、0.15％失水山梨糖醇脂肪酸酯、0.015％烷基酚聚氧乙烯醚、6％白油混合，得到A2；
③在搅拌条件下，将A2缓慢的加入A1中，搅拌形成稳定乳液；
④向反应器中通入氮气，控制温度7℃，除氧30min，加入0.005％亚硫酸氢钠、0.02％过硫酸铵，反应10min；
⑤升温到40℃，反应时间为24h，得到A乳液；
(4)B乳液的制备步骤如下：
①在搅拌条件下向反应器中加入4％N,N’-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠、4％十二烷基硫酸钠、6％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.007％十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.005％异构十醇聚氧乙烯醚、3％异构十一醇聚氧乙烯醚、1.5％异构十三醇聚氧乙烯醚、7％环氧氯丙烷-二甲胺共聚物、0.5％烷基酚聚氧乙烯醚、去离子水，搅拌60min形成稳定乳浊液；
②向反应器中通入氮气，控制温度15℃，除氧30min；
③升温到50℃，反应时间为6h，得到B乳液；
(3)使用时将A乳液与B乳液按1：1混合，得到AB乳液增稠剂。
实施例2
一种快速增粘的AB乳液增稠剂，包括A乳液和B乳液，按重量百分比计，所述A乳液由以下原料组成：5％丙烯酰胺、2％丙烯酸、6％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.1％十二烷基二甲基氯化铵、0.001％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、0.1％十二烷基丙烯酸酯、2％3-羟基丁酸丁酯(CAS号：53605-94-0)、0.1％丙二醇叔丁醚、8％白油、0.1％失水山梨糖醇脂肪酸酯、0.01％烷基酚聚氧乙烯醚，余量为去离子水；
所述B乳液由以下原料组成：2％N,N’-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠、2％十二烷基硫酸钠、8％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.005％十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.003％异构十醇聚氧乙烯醚、1％异构十一醇聚氧乙烯醚、1％异构十三醇聚氧乙烯醚、10％环氧氯丙烷-二甲胺共聚物、0.3％烷基酚聚氧乙烯醚，余量为去离子水。
上述快速增粘的AB乳液增稠剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)A乳液的制备步骤如下：
①在搅拌条件下向反应器中加入去离子水、5％丙烯酰胺、2％丙烯酸、6％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.1％十二烷基二甲基氯化铵、0.001％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，滴加5％氢氧化钠溶液至pH为7，得到A1；
②将0.1％十二烷基丙烯酸酯、2％3-羟基丁酸丁酯、0.1％丙二醇叔丁醚、0.1％失水山梨糖醇脂肪酸酯、0.01％烷基酚聚氧乙烯醚、8％白油混合，得到A2；
③在搅拌条件下，将A2缓慢的加入A1中，搅拌形成稳定乳液；
④向反应器中通入氮气，控制温度5℃，除氧25min，加入0.02％亚硫酸氢钠、0.2％过硫酸铵，反应15min；
⑤升温到35℃，反应时间为20h，得到A乳液；
(5)B乳液的制备步骤如下：
①在搅拌条件下向反应器中加入2％N,N’-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠、2％十二烷基硫酸钠、8％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.005％十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.003％异构十醇聚氧乙烯醚、1％异构十一醇聚氧乙烯醚、1％异构十三醇聚氧乙烯醚、10％环氧氯丙烷-二甲胺共聚物、0.3％烷基酚聚氧乙烯醚、去离子水，搅拌50min形成稳定乳浊液；
②向反应器中通入氮气，控制温度12℃，除氧25min；
③升温到45℃，反应时间为5.5h，得到B乳液；
(3)使用时将A乳液与B乳液按1：1混合，得到AB乳液增稠剂。
实施例3
一种快速增粘的AB乳液增稠剂，包括A乳液和B乳液，按重量百分比计，所述A乳液由以下原料组成：9％丙烯酰胺、5％丙烯酸、3％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.5％十二烷基二甲基氯化铵、0.01％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、0.3％十二烷基丙烯酸酯、6％3-羟基丁酸丁酯(CAS号：53605-94-0)、0.3％丙二醇叔丁醚、2％白油、0.2％失水山梨糖醇脂肪酸酯、0.02％烷基酚聚氧乙烯醚，余量为去离子水；
所述B乳液由以下原料组成：5％N,N’-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠、6％十二烷基硫酸钠、3％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.01％十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.006％异构十醇聚氧乙烯醚、4％异构十一醇聚氧乙烯醚、2％异构十三醇聚氧乙烯醚、4％环氧氯丙烷-二甲胺共聚物、0.7％烷基酚聚氧乙烯醚，余量为去离子水。
上述快速增粘的AB乳液增稠剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)A乳液的制备步骤如下：
①在搅拌条件下向反应器中加入去离子水、9％丙烯酰胺、5％丙烯酸、3％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.5％十二烷基二甲基氯化铵、0.01％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，滴加5％氢氧化钠溶液至pH为7，得到A1；
②将0.3％十二烷基丙烯酸酯、6％3-羟基丁酸丁酯、0.3％丙二醇叔丁醚、0.2％失水山梨糖醇脂肪酸酯、0.02％烷基酚聚氧乙烯醚、2％白油混合，得到A2；
③在搅拌条件下，将A2缓慢的加入A1中，搅拌形成稳定乳液；
④向反应器中通入氮气，控制温度6℃，除氧35min，加入0.005％亚硫酸氢钠、0.2％过硫酸铵，反应15min；
⑤升温到45℃，反应时间为22h，得到A乳液；
(6)B乳液的制备步骤如下：
①在搅拌条件下向反应器中加入5％N,N’-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠、6％十二烷基硫酸钠、3％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.01％十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.006％异构十醇聚氧乙烯醚、4％异构十一醇聚氧乙烯醚、2％异构十三醇聚氧乙烯醚、4％环氧氯丙烷-二甲胺共聚物、0.7％烷基酚聚氧乙烯醚、去离子水，搅拌55min形成稳定乳浊液；
②向反应器中通入氮气，控制温度14℃，除氧35min；
③升温到45℃，反应时间为6.5h，得到B乳液；
(3)使用时将A乳液与B乳液按1：1混合，得到AB乳液增稠剂。
上述制备得到的AB乳液增稠剂的使用方法：
第一步，计算使用的A乳液、B乳液的最佳量；
第二步，在一个六速粘度计上检测粘度；
第三步，设定在500r/min的转速下，同时或先加入2％B乳液、2％A乳液；检测乳液粘度与溶解时间。
在自来水中加入本发明实施例1制备的A乳液2％和B乳液2％，在六速粘度计为500r/min下，搅拌10s、20s、30s时的粘度为300mPa.s、310mPa.s、312mPa.s。
在自来水中加入本发明实施例2制备的A乳液2％和B乳液2％，在六速粘度计为500r/min下，搅拌10s、20s、30s时的粘度为290mPa.s、300mPa.s、305mPa.s。
在自来水中加入本发明实施例3制备的A乳液2％和B乳液2％，在六速粘度计为500r/min下，搅拌10s、20s、30s时的粘度为305mPa.s、310mPa.s、315mPa.s。
对比例
在自来水中加入目前市场上现有的聚丙烯酰胺类增稠剂(包括10％丙烯酰胺、6％丙烯酸、4％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，余量为去离子水)0.6％，在六速粘度计为500r/min下，搅拌1min、2min、2.5min时的粘度为100mPa.s、300mPa.s、370mPa.s。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种快速增粘的AB乳液增稠剂，其特征在于，包括A乳液和B乳液，按重量百分比计，所述A乳液由以下原料组成：5％-9％丙烯酰胺、2％-5％丙烯酸、3％-6％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.1％-0.5％十二烷基二甲基氯化铵、0.001％-0.01％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、0.1％-0.3％十二烷基丙烯酸酯、2％-6％3-羟基丁酸丁酯、0.1％-0.3％丙二醇叔丁醚、2％-8％白油、0.1％-0.2％失水山梨糖醇脂肪酸酯、0.01％-0.02％烷基酚聚氧乙烯醚，余量为去离子水；
所述B乳液由以下原料组成：2％-5％N,N’-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠、2％-6％十二烷基硫酸钠、3％-8％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.005％-0.01％十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.003％-0.006％异构十醇聚氧乙烯醚、1％-4％异构十一醇聚氧乙烯醚、1％-2％异构十三醇聚氧乙烯醚、4％-10％环氧氯丙烷-二甲胺共聚物、0.3％-0.7％烷基酚聚氧乙烯醚，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种快速增粘的AB乳液增稠剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)A乳液的制备步骤如下：
①在搅拌条件下向反应器中加入去离子水、5％-9％丙烯酰胺、2％-5％丙烯酸、3％-6％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、0.1％-0.5％十二烷基二甲基氯化铵、0.001％-0.01％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，调节pH至7，得到A1；
②将0.1％-0.3％十二烷基丙烯酸酯、2％-6％3-羟基丁酸丁酯、0.1％-0.3％丙二醇叔丁醚、0.1％-0.2％失水山梨糖醇脂肪酸酯、0.01％-0.02％烷基酚聚氧乙烯醚、2％-8％白油混合，得到A2；
③在搅拌条件下，将A2缓慢的加入A1中，搅拌形成稳定乳液；
④向反应器中通入氮气，控制温度5-7℃，除氧25-35min，加入催化剂反应10-15min；
⑤升温到35-45℃，反应时间为20-24h，得到A乳液；
(2)B乳液的制备步骤如下：
①在搅拌条件下向反应器中加入2％-5％N,N’-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠、2％-6％十二烷基硫酸钠、3％-8％月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.005％-0.01％十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.003％-0.006％异构十醇聚氧乙烯醚、1％-4％异构十一醇聚氧乙烯醚、1％-2％异构十三醇聚氧乙烯醚、4％-10％环氧氯丙烷-二甲胺共聚物、0.3％-0.7％烷基酚聚氧乙烯醚、去离子水，搅拌50-60min形成稳定乳浊液；
②向反应器中通入氮气，控制温度12-15℃，除氧25-35min；
③升温到45-50℃，反应时间为5.5-6.5h，得到B乳液；
(3)使用时将A乳液与B乳液按1：1混合，得到AB乳液增稠剂。
3.根据权利要求2所述的一种快速增粘的AB乳液增稠剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)①采用5％氢氧化钠调节pH至7。
4.根据权利要求2所述的一种快速增粘的AB乳液增稠剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)④所述催化剂为加入0.005％-0.02％亚硫酸氢钠和0.02％-0.2％过硫酸铵。
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