[发明专利]一种用于酸化压裂高温胶凝剂及其合成方法

权利要求书

1.一种用于酸化压裂中的高温胶凝剂，其由甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵酰胺(DMC)、二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐(AMPS)、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(PVN)四种单体共聚而成，其中，四种单体的重量比依次对应为(3-4)：(1-1.5)：1：1，所述稠化剂通过水溶液催化剂法产生自由基的方式共聚制得。

2.如权利要求1所述的胶凝剂，其中，各单体与水的重量百分比组成为：

(a)20至30重量％的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵酰胺(DMC)；

(b)10至20重量％的二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)；

(c)5至8重量％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐(AMPS)；

(d)5至10重量％的N-乙烯基-2-吡咯烷酮(PVN)；

(e)余量为水。

3.如权利要求1或2所述的胶凝剂，其中，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵酰胺(DMC)、二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐(AMPS)、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(PVN)四种单体共聚形成带有支链结构的不可水解聚合物。

4.如权利要求1或2任一项所述的胶凝剂，其中，所述共聚物的分子量为200-800万。

5.一种合成权利要求1-4任一项述胶凝剂的方法，其包括如下步骤：

(1)将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵酰胺(DMC)、二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐(AMPS)、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(PVN)四种单体按比例称量并进行混配；

(2)将上述混配好的单体放入蒸馏水中进行溶液的配制；

(3)利用pH碱性调节剂或pH酸性调节剂调节溶液的pH值和温度，使溶液的pH值在4.5±0.5，所述温度为10±1℃；

(4)通过水溶液催化剂法产生自由基来使上述单体发生共聚聚合。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述水溶液催化剂法产生自由基是指在胶凝剂的合成过程中，向配制好的单体溶液中吹氮气进行保护15-20分钟，然后向溶液中加入催化剂以产生自由基，从而使单体发生共聚聚合。

7.如权利要求6所述的方法，其中，对溶液吹氮气以除去水中的溶解氧，然后在氮气的保护下加入催化剂，停止吹氮气并将聚合釜密闭，诱发15-20分钟，观察是否有温升，当诱发期内有2℃的温升，视为引发成功，否则需要重新加入催化剂再次引发。

8.如权利要求5-7任一项所述的方法，其中，在引发后，于保温密闭条件下温度由10±1℃升到85-95℃的最高温后不再有升温的迹象，此时开始记录时间，保温5小时。

9.如权利要求5-7任一项所述的方法，其中，所述催化剂为氧化剂与还原剂组成的氧化还原体系，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢、过氧化苯甲酰或叔丁基过氧化物，所述还原剂为亚硫酸盐、亚硫酸氢盐或有机胺。

10.如权利要求5-7任一项所述的方法，其中，催化剂为偶氮二异丁腈(AZDN)、偶氮二异庚腈(V65)或偶氮二异丁基脒盐酸盐(V50)，催化剂的量为单体的0.001-3％重量。