CN117645869B - 一种乳液态聚合物复合压裂液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油开采技术领域,具体涉及一种乳液态聚合物复合压裂液及其制备方法。该乳液态聚合物复合压裂液包括如下重量份组分:乳液态稠化剂1‑4份;破胶剂0.02‑0.04;水100‑110份;制备方法包括如下步骤:按重量配比,将乳液态稠化剂、破胶剂依次加入到水中,搅拌均匀,得到乳液态聚合物复合压裂液;所制得的乳液态聚合物复合压裂液具有良好的耐盐、耐高温、耐剪切性能,破胶性能较好,破胶时间短,破胶液无残渣、易返排,有助于减少对地层的伤害。
Description
技术领域
本发明属于石油开采技术领域,具体涉及一种乳液态聚合物复合压裂液及其制备方法。
背景技术
水力压裂是油气田开发过程中的一种应用广泛的储层改造技术,可以人为的在井筒周围形成高导流能力的裂缝,改善油在地下的流动环境,减缓层间和改善油层动用状况,降低流体在井筒附近的渗流阻力并增加油气井的泄油面积,提高油气井产量;压裂液的性能直接影响水力压裂效果,优良的压裂液具有较高的渗透能力、高的粘度、高的抗剪切性、高的携沙性等特点,能够改善了油气层渗透性,使油气畅流入井,起到油气井增产、水井增注的作用。
目前压裂液主要以天然植物胶为主,但传统的天然植物胶破胶后产生的残渣较多,易堵塞裂缝,导致人造裂缝导流能力下降,从而影响压裂液的使用效果,而且天然植物胶压裂液的高温稳定性差,不适用于高温深层地层的压裂,因此,无残渣、低伤害、稳定性好且破胶返排性能好的水溶性聚合物压裂液受到人们的广泛关注;但水溶性聚合物压裂液虽然能够克服了天然植物胶压裂液的缺陷,但其抗高温、抗盐性能仍然存在改进空间。
申请号为202311043357.3的专利公开了一种清洁环保型自降解反相乳液聚合物及其制备方法,将水溶性单体溶解至水中配制水相,调节水相pH至中性;将乳化剂加入环保分散剂中作为连续相;混合水相与连续相高速搅拌成反相微乳液,通氮除氧后,缓慢加入引发剂引发聚合,采用反相乳液聚合法得到一种清洁环保型自降解乳液聚合物,所制得的清洁环保型自降解乳液聚合物作为压裂液应用可有效降低外来流体对储层的水锁性伤害,但其抗高温、抗盐性能较差;因此,亟需研发出一种能够耐温抗盐可重复利用的水性聚合物压裂液,以满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种乳液态聚合物复合压裂液及其制备方法,所制得的乳液态聚合物复合压裂液具有良好的耐盐、耐高温、耐剪切性能,破胶性能较好,破胶时间短,破胶液无残渣、易返排,有助于减少对地层的伤害。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为:
一种乳液态聚合物复合压裂液,包括如下重量份组分:乳液态稠化剂1-4份;破胶剂0.02-0.04;水100-110份;所述破胶剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
进一步地,所述乳液态稠化剂由丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体聚合得到;所述乳液态稠化剂的制备方法为:
S1、将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体依次加入到水中,搅拌溶解,氮气保护下,加入过硫酸铵,使用碱调节pH至中性,得到水相;
S2、将复合乳化剂加入到溶剂中,搅拌均匀,得到油相;
S3、将水相、油相混合,高速搅拌30-40min,氮气保护下,升温至50-60℃,滴加30%-50%质量百分数的引发剂水溶液,滴毕,反应4-6h,自然降至室温,加入反相剂,搅拌均匀,得到乳液态稠化剂。
进一步地,步骤S1中所述丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体的质量比为1:0.3-0.5:0.2-0.3;所述水的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的1.5-2倍;所述过硫酸铵的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的0.3%-0.5%;所述碱为饱和氢氧化钠溶液或饱和氢氧化钾溶液。
进一步地,步骤S2中所述复合乳化剂、溶剂的质量比为1:10-15;所述复合乳化剂为司盘80和吐温80,所述司盘80、吐温80的质量比为1:1-2;所述溶剂为白油。
进一步地,步骤S3中所述水相、油相的质量比为1:1-2;引发剂的用量为水相中丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的0.5%-1%;所述引发剂的用量为水相中丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的0.5%-1%;所述引发剂由质量比为2-3:1的过硫酸铵、亚硫酸钠组成;所述反相剂的用量为水相、油相总质量的3%-3.5%;所述反相剂为壬基酚聚氧乙烯醚NP-10或十二烷基酚聚氧乙烯醚OP-10。
进一步地,所述改性单体的制备方法为:
(1)将烯丙基苯胺加入到N,N-二甲基甲酰胺中,氮气保护下,滴加浓硫酸,滴毕,升温至70-80℃,反应4-6h,得到化合物1,化学结构式为:
;所述烯丙基苯胺、浓硫酸的摩尔比为1:1.5-2;
(2)将化合物1、三乙胺加入到乙腈中,滴加环氧氯丙烷,滴毕,升温至50-60℃,反应3-5h,得到化合物2,化学结构式为:
;所述化合物1、环氧氯丙烷、三乙胺的摩尔比为1:1.1-1.2:1.3-1.5;
(3)将聚乙二醇单甲醚加入到无水四氢呋喃中,氮气保护,加入氢化钠,升温至55-65℃,反应2-4h,再加入化合物2,继续反应5-6h,得到改性单体;所述聚乙二醇单甲醚、氢化钠、化合物2的摩尔比为1:5-7:5-7。
本发明还提供了一种乳液态聚合物复合压裂液的制备方法,包括如下步骤:按重量配比,将乳液态稠化剂、破胶剂依次加入到水中,搅拌均匀,得到乳液态聚合物复合压裂液。
本发明具有如下有益效果:
本发明为了获得更好性能的乳液态稠化剂,以改性单体、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为聚合单体,司盘80和吐温80为复合乳化剂,白油为溶剂,采用反相微乳液聚合制得了乳液态稠化剂,其中改性单体的制备原料为烯丙基苯胺,依次与浓硫酸、环氧氯丙烷、聚乙二醇单甲醚反应,得到改性单体,所制得的改性单体的分子结构中含有苯磺酸基团、羟基、烯丙基及聚乙二醇单甲醚分子链,苯磺酸基团的存在能够提高乳液态稠化剂的耐盐耐温性能;亲水性羟基的存在能够提高乳液态稠化剂中聚合物分子的交联性,进而提高了其耐剪切性能;聚乙二醇单甲醚分子链的存在使改性单体具有一定表面活性特性,提高了改性单体与其他组分之间的相容性,也能够与聚合物分子链相互交错,有助于形成综合性能更好的乳液态稠化剂;本发明通过将改性单体与丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共同聚合,获得了具有良好稳定性、耐盐、耐温、耐剪切性能的乳液态稠化剂,并将所制得的乳液态稠化剂用于压裂液中,制得了综合性能较好的乳液态聚合物复合压裂液。
本发明所制得的乳液态聚合物复合压裂液具有良好的耐盐、耐高温、耐剪切性能,破胶性能较好,破胶时间短,破胶液无残渣、易返排,有助于减少对地层的伤害。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
丙烯酰胺CAS号79-06-1;2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸CAS号15214-89-8;过硫酸铵CAS号7727-54-0;过硫酸钾CAS号7727-21-1;氢氧化钠CAS号1310-73-2;氢氧化钾CAS号1310-58-3;司盘80 CAS号1338-43-8;吐温80 CAS号9005-65-6;亚硫酸钠CAS号7757-83-7;烯丙基苯胺CAS号589-09-3;浓硫酸CAS号7664-93-9;环氧氯丙烷CAS号106-89-8;三乙胺CAS号121-44-8;聚乙二醇单甲醚CAS号9004-74-4(相对分子质量为2000);氢化钠CAS号7646-69-7;N,N-二甲基甲酰胺CAS号68-12-2;乙腈CAS号75-05-8;四氢呋喃CAS号109-99-9;二氯甲烷CAS号75-09-2;所有化学试剂均为市售。
实施例1
一种乳液态聚合物复合压裂液,包括如下重量份组分:乳液态稠化剂4份;破胶剂0.04;水110份;破胶剂为过硫酸铵。
一种乳液态聚合物复合压裂液的制备方法,包括如下步骤:按重量配比,将乳液态稠化剂、破胶剂依次加入到水中,搅拌均匀,得到乳液态聚合物复合压裂液。
其中,乳液态稠化剂的制备方法为:
S1、将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体依次加入到水中,搅拌溶解,氮气保护下,加入过硫酸铵,使用碱调节pH至中性,得到水相;丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体的质量比为1:0.5:0.3;水的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的2倍;过硫酸铵的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的0.5%;碱为饱和氢氧化钠溶液;
S2、将复合乳化剂加入到溶剂中,搅拌均匀,得到油相;复合乳化剂、溶剂的质量比为1:15;复合乳化剂为司盘80和吐温80,司盘80、吐温80的质量比为1:2;溶剂为白油;
S3、将水相、油相混合,高速搅拌40min,氮气保护下,升温至60℃,滴加50%质量百分数的引发剂水溶液,滴毕,反应4h,自然降至室温,加入反相剂,搅拌均匀,得到乳液态稠化剂;水相、油相的质量比为1:2;引发剂的用量为水相中丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的1%,引发剂由质量比为3:1的过硫酸铵、亚硫酸钠组成;反相剂的用量为水相、油相总质量的3.5%;反相剂为壬基酚聚氧乙烯醚NP-10。
其中改性单体的制备方法为:
(1)将26.6g烯丙基苯胺加入到1000mL N,N-二甲基甲酰胺中,氮气保护下,滴加29.37g浓硫酸,滴毕,升温至80℃,反应6h,反应完成后,自然降至室温,加入1000mL水和2000mL二氯甲烷进行萃取,收集有机相,减压浓缩得到36.5g化合物1,烯丙基苯胺、浓硫酸的摩尔比为1:1.5;反应过程为:
;
化合物1:ESI(m/z):214.0[M+H]+,1H-NMR(600MHz,DMSO-d6,δppm):8.50(s,1H),7.34(d,J=8.5Hz,2H),7.22(d,J=8.5Hz,2H),6.28(s,1H),5.85-5.90(m,1H),5.10-5.16(m,2H),3.94-9.98(m,2H)。
(2)将30.0g化合物1、18.5g三乙胺加入到700mL乙腈中,滴加14.3g环氧氯丙烷,滴毕,升温至60℃,反应5h,反应完成后,自然降至室温,除去乙腈,加入700mL水和700mL二氯甲烷进行萃取,有机相减压浓缩得到38.2g化合物2,化合物1、环氧氯丙烷、三乙胺的摩尔比为1:1.1:1.3;反应过程为:
;
化合物2:ESI(m/z):306.0[M+H]+,1H-NMR(600MHz,DMSO-d6,δppm):8.50(s,1H),7.26(d,J=8.5Hz,2H),7.08(d,J=8.5Hz,2H),5.86-5.90(m,1H),5.37(s,1H),5.16-5.19(m,2H),3.96-4.02(m,3H),3.61-3.63(m,2H),3.36-3.38(m,2H)。
(3)将聚乙二醇单甲醚加入到无水四氢呋喃中,氮气保护,加入氢化钠,升温至65℃,反应4h,再加入化合物2,继续反应6h,得到改性单体;聚乙二醇单甲醚、氢化钠、化合物2的摩尔比为1:5:5;无水四氢呋喃用量为聚乙二醇单甲醚质量的10倍;所制得的改性单体在紫外灯(256nm)下,有荧光吸收;通过核磁共振谱法测定聚乙二醇单甲醚接枝化合物2的取代度为46%;反应过程为:
。
实施例2
一种乳液态聚合物复合压裂液,包括如下重量份组分:乳液态稠化剂1份;破胶剂0.02;水100份;破胶剂为过硫酸钾。
一种乳液态聚合物复合压裂液的制备方法,包括如下步骤:按重量配比,将乳液态稠化剂、破胶剂依次加入到水中,搅拌均匀,得到乳液态聚合物复合压裂液。
其中,乳液态稠化剂的制备方法为:
S1、将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体依次加入到水中,搅拌溶解,氮气保护下,加入过硫酸铵,使用碱调节pH至中性,得到水相;丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体的质量比为1:0.3:0.2;水的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的1.5倍;过硫酸铵的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的0.3%;碱为饱和氢氧化钾溶液;
S2、将复合乳化剂加入到溶剂中,搅拌均匀,得到油相;复合乳化剂、溶剂的质量比为1:10;复合乳化剂为司盘80和吐温80,司盘80、吐温80的质量比为1:1;溶剂为白油;
S3、将水相、油相混合,高速搅拌30min,氮气保护下,升温至50℃,滴加30%质量百分数的引发剂水溶液,滴毕,反应6h,自然降至室温,加入反相剂,搅拌均匀,得到乳液态稠化剂;水相、油相的质量比为1:1;引发剂的用量为水相中丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的0.5%,引发剂由质量比为2:1的过硫酸铵、亚硫酸钠组成;反相剂的用量为水相、油相总质量的3%;反相剂为十二烷基酚聚氧乙烯醚OP-10。
改性单体的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种乳液态聚合物复合压裂液,包括如下重量份组分:乳液态稠化剂3份;破胶剂0.03;水105份;破胶剂为过硫酸铵。
一种乳液态聚合物复合压裂液的制备方法,包括如下步骤:按重量配比,将乳液态稠化剂、破胶剂依次加入到水中,搅拌均匀,得到乳液态聚合物复合压裂液。
其中,乳液态稠化剂的制备方法为:
S1、将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体依次加入到水中,搅拌溶解,氮气保护下,加入过硫酸铵,使用碱调节pH至中性,得到水相;丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体的质量比为1:0.3:0.3;水的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的1.5倍;过硫酸铵的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的0.5%;碱为饱和氢氧化钾溶液;
S2、将复合乳化剂加入到溶剂中,搅拌均匀,得到油相;复合乳化剂、溶剂的质量比为1:10;复合乳化剂为司盘80和吐温80,司盘80、吐温80的质量比为1:2;溶剂为白油;
S3、将水相、油相混合,高速搅拌40min,氮气保护下,升温至55℃,滴加30%质量百分数的引发剂水溶液,滴毕,反应5h,自然降至室温,加入反相剂,搅拌均匀,得到乳液态稠化剂;水相、油相的质量比为1:1.5;引发剂的用量为水相中丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的0.8%,引发剂由质量比为2.5:1的过硫酸铵、亚硫酸钠组成;反相剂的用量为水相、油相总质量的3%;反相剂为壬基酚聚氧乙烯醚NP-10。
改性单体的制备方法与实施例1相同。
对比例1
一种乳液态聚合物复合压裂液,包括如下重量份组分:乳液态稠化剂4份;破胶剂0.04;水110份;破胶剂为过硫酸铵。
一种乳液态聚合物复合压裂液的制备方法,包括如下步骤:按重量配比,将乳液态稠化剂、破胶剂依次加入到水中,搅拌均匀,得到乳液态聚合物复合压裂液。
其中,乳液态稠化剂的制备方法为:
S1、将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、化合物1依次加入到水中,搅拌溶解,氮气保护下,加入过硫酸铵,使用碱调节pH至中性,得到水相;丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、化合物1的质量比为1:0.5:0.3;水的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、化合物1总质量的2倍;过硫酸铵的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、化合物1总质量的0.5%;碱为饱和氢氧化钠溶液;
S2、与实施例1中步骤S2相同;
S3、与实施例1中步骤S3相同。
其中化合物1的制备方法与实施例1相同。
对比例2
一种乳液态聚合物复合压裂液,包括如下重量份组分:乳液态稠化剂4份;破胶剂0.04;水110份;破胶剂为过硫酸铵。
一种乳液态聚合物复合压裂液的制备方法,包括如下步骤:按重量配比,将乳液态稠化剂、破胶剂依次加入到水中,搅拌均匀,得到乳液态聚合物复合压裂液。
其中,乳液态稠化剂的制备方法为:
S1、将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、化合物2依次加入到水中,搅拌溶解,氮气保护下,加入过硫酸铵,使用碱调节pH至中性,得到水相;丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、化合物2的质量比为1:0.5:0.3;水的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、化合物2总质量的2倍;过硫酸铵的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、化合物2总质量的0.5%;碱为饱和氢氧化钠溶液;
S2、与实施例1中步骤S2相同;
S3、与实施例1中步骤S3相同。
其中化合物2的制备方法与实施例1相同。
对比例3
一种乳液态聚合物复合压裂液,包括如下重量份组分:乳液态稠化剂4份;破胶剂0.04;水110份;破胶剂为过硫酸铵。
一种乳液态聚合物复合压裂液的制备方法,包括如下步骤:按重量配比,将乳液态稠化剂、破胶剂依次加入到水中,搅拌均匀,得到乳液态聚合物复合压裂液。
其中,乳液态稠化剂的制备方法为:
S1、将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸依次加入到水中,搅拌溶解,氮气保护下,加入过硫酸铵,使用碱调节pH至中性,得到水相;丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为1:0.5;水的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸总质量的2倍;过硫酸铵的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸总质量的0.5%;碱为饱和氢氧化钠溶液;
S2、与实施例1中步骤S2相同;
S3、与实施例1中步骤S3相同。
相关测试
1.乳液态稠化剂的稳定性测试
配制质量百分数为3%的实施例1-3及对比例1-3所制得的乳液态稠化剂水溶液,室温静置6个月,观察水溶液的分层情况,结果如表1所示。
表1乳液态稠化剂的稳定性测试结果
由表1结果可知,由实施例1-3所制得的乳液态稠化剂具有良好的稳定性。
2.乳液态稠化剂的耐盐性能测试
分别配制质量百分数为3%的实施例1-3及对比例1-3所制得的乳液态稠化剂水溶液,再分别加入复合盐(质量比为1:1的氯化钠和氯化钙),复合盐的加入量为50、100、200g/L,搅拌均匀,得到盐水体系的乳液态稠化剂水溶液,测试加入复合盐前后乳液态稠化剂水溶液的表观粘度,测试条件为温度25℃、剪切速率170s-1,结果如表2所示。
表2乳液态稠化剂的耐盐性能测试结果
由表2结果可知,与对比例1-3相比,本发明实施例1-3所制得的乳液态稠化剂随着盐水浓度的增大,其表观粘度下降较少,说明实施例1-3所制得的乳液态稠化剂具有良好的耐盐性能。
3.乳液态稠化剂的耐温、耐剪切性能测试
分别配制质量百分数为3%的实施例1-3及对比例1-3所制得的乳液态稠化剂水溶液,在25℃、90℃、140℃、190℃下、在剪切速率170s-1条件下,测定其表观黏度,同时测定25℃、170s-1剪切速率下剪切4h后的表观粘度,结果如表3所示。
表3乳液态稠化剂的耐温、耐剪切性能测试结果
由表3结果可知,与对比例1-3相比,本发明实施例1-3所制得的乳液态稠化剂具有良好的耐温性能,在160℃、剪切速率170s-1条件下,其表观粘度仍保持在220-230mPa·s范围内;而且实施例1-3所制得的乳液态稠化剂的耐剪切性也较好,在25℃、剪切速率170s-1条件剪切4h后,其表观粘度保持率在90%以上。
4.复合压裂液的破胶性能测试
将实施例1-3及对比例1-3所制得的复合压裂液,在90℃下进行破胶,其破胶结果如表4所示。
表4复合压裂液的破胶性能测试结果
由表4结果可知,与对比例1-3相比,本发明实施例1-3所制得的复合压裂液具有较短的破胶时间,破胶液无残渣,破胶液表面张力均低于对比例1-3,破胶液更容易返排,有助于减少对地层的伤害,说明由实施例1-3所制得的复合压裂液具有良好的破胶性能。
需要说明的是,在本文中,诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素;尽管已经示出和描述了本申请的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种乳液态聚合物复合压裂液,其特征在于,包括如下重量份组分:乳液态稠化剂1-4份;破胶剂0.02-0.04;水100-110份;
所述乳液态稠化剂由丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体聚合得到;所述乳液态稠化剂的制备方法为:
S1、将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体依次加入到水中,搅拌溶解,氮气保护下,加入过硫酸铵,使用碱调节pH至中性,得到水相;
S2、将复合乳化剂加入到溶剂中,搅拌均匀,得到油相;
S3、将水相、油相混合,高速搅拌30-40min,氮气保护下,升温至50-60℃,滴加30%-50%质量百分数的引发剂水溶液,滴毕,反应4-6h,自然降至室温,加入反相剂,搅拌均匀,得到乳液态稠化剂;
所述改性单体的制备方法为:
(1)将烯丙基苯胺加入到N,N-二甲基甲酰胺中,氮气保护下,滴加浓硫酸,滴毕,升温至70-80℃,反应4-6h,得到化合物1,化学结构式为:
;
(2)将化合物1、三乙胺加入到乙腈中,滴加环氧氯丙烷,滴毕,升温至50-60℃,反应3-5h,得到化合物2,化学结构式为:
;
(3)将聚乙二醇单甲醚加入到无水四氢呋喃中,氮气保护,加入氢化钠,升温至55-65℃,反应2-4h,再加入化合物2,继续反应5-6h,得到改性单体;
步骤S1中所述丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体的质量比为1:0.3-0.5:0.2-0.3;所述水的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的1.5-2倍。
2.根据权利要求1所述的一种乳液态聚合物复合压裂液,其特征在于,步骤(1)中所述烯丙基苯胺、浓硫酸的摩尔比为1:1.5-2;步骤(2)中所述化合物1、环氧氯丙烷、三乙胺的摩尔比为1:1.1-1.2:1.3-1.5;步骤(3)中所述聚乙二醇单甲醚、氢化钠、化合物2的摩尔比为1:5-7:5-7。
3.根据权利要求1所述的一种乳液态聚合物复合压裂液,其特征在于,所述破胶剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
4.根据权利要求1所述的一种乳液态聚合物复合压裂液,其特征在于,步骤S1中所述过硫酸铵的用量为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的0.3%-0.5%;所述碱为饱和氢氧化钠溶液或饱和氢氧化钾溶液。
5.根据权利要求1所述的一种乳液态聚合物复合压裂液,其特征在于,步骤S2中所述复合乳化剂、溶剂的质量比为1:10-15;所述复合乳化剂为司盘80和吐温80,所述司盘80、吐温80的质量比为1:1-2;所述溶剂为白油。
6.根据权利要求1所述的一种乳液态聚合物复合压裂液,其特征在于,步骤S3中所述水相、油相的质量比为1:1-2;所述引发剂的用量为水相中丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、改性单体总质量的0.5%-1%;所述引发剂由质量比为2-3:1的过硫酸铵、亚硫酸钠组成。
7.根据权利要求1所述的一种乳液态聚合物复合压裂液,其特征在于,步骤S3中所述反相剂的用量为水相、油相总质量的3%-3.5%;所述反相剂为壬基酚聚氧乙烯醚NP-10或十二烷基酚聚氧乙烯醚OP-10。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种乳液态聚合物复合压裂液的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:按重量配比,将乳液态稠化剂、破胶剂依次加入到水中,搅拌均匀,得到乳液态聚合物复合压裂液。
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