[发明专利]一种耐温双网络结构压裂液用稠化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐温双网络结构压裂液用稠化剂的制备方法，步骤如下：首先将第一层网络功能聚合物加热溶解在去离子水中，得到第一层网络溶液；第一层网络功能聚合物为带有亲水基团的中性聚合物；然后，向第一层网络溶液中加入第二层网络非离子单体和交联剂，搅拌均匀，密封反应容器并通氮气保护，得到中间产物；第二层网络非离子单体为丙烯酰胺类物质；在氮气保护下，向中间产物中加入引发剂溶液，搅拌1～3min后停止通氮气，反应容器升温到58～62℃，反应10～15h，获得透明凝胶状目标产物稠化剂。本发明的凝胶状稠化剂的耐温能力强，在200℃下剪切1h后粘度为51mPa·s；粘度高、破胶彻底，满足高温下水力压裂作业需求。

技术领域

本发明涉及油田化学品及精细化学技术领域，尤其是一种耐温双网络结构压裂液用稠化剂的制备方法。

背景技术

压裂技术是提高油气藏生产能力和油气井采收率的重要技术手段。压裂液是影响压裂效果的关键因素。随着全球对石油与天然气的需求与日俱增，以及油气勘探开发技术的进步，油气资源的开发不断朝着深层、高温、低渗油气藏发展。随着高温、低渗透油气藏在我国的开发不断增多，对压裂液体系的耐温性能提出了更高的要求。因此，开发能够满足高温、低渗透油气田的压裂改造要求，保护油气层，增加产能的耐温压裂液就成为当务之急。

目前的水基压裂液增稠剂主要是以植物胍胶为原料的改良稠化剂和合成聚合物稠化剂。但以植物胍胶为原料的改良稠化剂耐温性能较差，在120℃以上基本失去应用价值。此外，胍胶本身还有较多的水不溶物，破胶后含有大量残渣，对地层造成二次伤害，进而降低地层渗透率，难以满足高温油田压裂作用的要求。合成的聚合物稠化剂性能优良，可耐高温，抗盐能力好，破胶性能好，破胶后无残渣，能抑制地层中的黏土矿物因水化膨胀与运移产生的地层伤害，通常具备耐温、低伤害的结构与性能特征。

通过研究发现，合成聚合物稠化剂从材料分子结构上来看，丙烯酰胺类稠化剂分子上水化的亲水基团能有效增粘，同时在高温下稠化剂的结构不易遭到破坏。增加合成聚合物类稠化剂的自由亲水基团和结构的稳定性能有效增加并保持稠化剂粘度，由乙烯醛酯类参与的双网络结构超分子聚合物中，能有效提供自由亲水基团，并且分布规则均匀的超分子双网络结构在高温下能保持较好的网络结构，进而达到高温下有很好的粘度保持性能。

本发明人在先申请的专利CN109438618A公开了一种耐温抗盐双网络结构压裂液稠化剂及其制备方法，包括，非离子单体2.5％～5％，下列组分再按非离子单体的质量百分比计算，抗盐单体5％～10％，交联剂0.06％～0.08％，引发剂1％～4％，其余为去离子水；其制备方法是向反应釜中加入以上组分进行水溶液多元共聚制得聚合物产品。该稠化剂具有双网络结构，具有优良的耐温耐剪切性能，可适用于埋藏较深的高温油气储层。但是，经过发明人的进一步研究发现，该类双网络结构压裂液稠化剂的耐温性还能进一步提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐温性双网络结构压裂液用稠化剂。

本发明提供的耐温双网络结构压裂液用稠化剂的制备方法，步骤如下：

稠化剂的原料组分质量含量如下：第一层网络功能聚合物0.3％～0.4％、第二层网络非离子单体3％～4％、交联剂0.02％～0.04％、引发剂0.02％～0.05％、其余为去离子水。

步骤1、将第一层网络功能聚合物和去离子水混合，加热至92℃～95℃，密封搅拌反应 2～3h，搅拌速度400～500rpm，得到第一层网络溶液；第一层网络功能聚合物为带有亲水基团的中性聚合物，优选的是聚乙烯醇甲酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚N-十八烷基氨基甲酸乙烯酯中的一种。

步骤2、待第一层网络溶液冷却至室温后，加入去离子水，在磁力搅拌器上搅拌5～8min，然后加入第二层网络非离子单体N-羟甲基丙烯酰胺，搅拌5～8min，然后加入交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌30～45min，得到稠化剂混合溶液，密封反应容器并通氮气1-1.5h；得到中间产物；搅拌速度400～500rpm。