[发明专利]一种双功能缔合型减阻剂及其合成方法

说明书

本发明公开了一种双功能缔合型减阻剂并具体公开了所述减阻剂的制备方法，所述方法为：1)聚合物胶体的合成：称取疏水单体、表面活性剂混合，以蒸馏水为溶剂并搅拌溶液至透明状，然后加入亲水单体、金属离子螯合剂、助溶剂并搅拌使其完全溶解，调节溶液pH至6～7，通氮气继续搅拌，加入引发体系，继续通氮气，恒温反应6‑8小时即得聚合物胶体；2)减阻剂的合成：将步骤1)得到的聚合物胶体剪碎，萃取、干燥等得减阻剂。所述减阻剂既具备增黏效果也具备减阻性能。

技术领域

本发明涉及石油天然气开采领域，涉及页岩气压裂液用减阻剂，具体涉 及一种双功能缔合型减阻剂及其合成方法。

背景技术

近几年来，滑溜水压裂快速发展，滑溜水已经成为目前应用最成熟的页 岩气压裂液。减阻剂是滑溜水压裂液中最重要的添加剂，一般有阳离子型、 阴离子型和非离子型。减阻剂的主要作用为以下两点：其一减阻高聚物分子 可以再管道流体中伸展，吸收薄层间的能量、干扰薄层间的液体分子从缓冲 区进入紊流核心，从而阻止其形成紊流或减弱紊流程度，使之达到减阻的目 的。其二可以增加滑溜水体系粘度，以提高携砂能力。目前应用最普遍的水 基减阻剂是由一种或者两种不同的单体共聚生成的聚丙烯酰胺类减阻剂。但 是常规的聚合物基压裂体系由于含有水不溶物和胶体残渣，易造成页岩储层 严重伤害，压裂液交联形成冻胶后不利于缝网的形成，且会增加在管路中的 摩阻，因此对施工设备带来制约。

国内在页岩气用减阻剂的研制方面还处于起步阶段，西南石油大学，中 石油天然气股份有限公司，中石油河南油田分公司石油工程技术研究院，中 石油西北油田分公司工程技术研究院，延长石油等机构都在页岩气用减阻剂 方面开展了研究工作，取得了一定的进展。公开号为CN102977877A的专利 报道了一种页岩气用减阻剂的制备方法，通过在常规的聚丙烯酰胺上引入功 能单体的方法，提高了减阻剂的抗剪切性能，降阻率可以达到70％；公开号 为CN102516975、CN103045226A和CN103010488A的专利都报道了滑溜水 型减阻剂的制备方法，但该类减阻剂降阻率都比较低。并且现有技术公开的 减阻剂的制备方法中需要合成后进行水解或者加入丙烯酸。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双功能缔合型减阻剂及其制备方 法。所述减阻剂既具备增黏效果也具备减阻性能。

为达到上述发明目的，本发明具体提供了如下的技术方案：

1、一种双功能缔合型减阻剂，所述减阻剂为式(I)所示的结构单体：

其中式(I)中x：y：z＝12：13：5000。

2、一种双功能缔合型减阻剂的合成方法，包括如下步骤：

1)聚合物胶体的合成：称取疏水单体、表面活性剂混合，以蒸馏水为溶 剂并搅拌溶液至透明状，然后加入亲水单体、金属离子螯合剂、助溶剂并搅 拌使其完全溶解，调节溶液pH至6～7，通氮气继续搅拌，加入引发体系，继 续通氮气，恒温反应6-8小时，即得聚合物胶体；

2)减阻剂的合成：将步骤1)得到的聚合物胶体剪碎，加入水中进行溶 胀、溶解，然后将其倒进装有丙酮的容器中，在丙酮溶液中沉浸24h以上， 再用乙醇进行萃取以清除反应过程中残留的单体；将沉淀得到的聚合物用无 水乙醇提取以除去残留的表面活性剂和水分；然后真空干燥，造粒，过筛后 粉碎，放入干燥器中备用。

优选的，所述疏水单体包括N,N-二正丁基丙烯酰胺和甲基丙烯酸十六酯， 所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，所述亲水单体为丙烯酰胺，所述金属离 子螯合剂为乙二胺四乙酸四钠盐，所述助溶剂为尿素。

进一步优选的，所述疏水单体中甲基丙烯酸十六酯和N,N-二正丁基丙烯 酰胺的摩尔比为0.95。