[发明专利]稠化剂及其制备方法

说明书

本申请公开了一种稠化剂及其制备方法，属于油气田酸化压裂技术领域。本申请实施例提供的稠化剂，由于添加了甜菜碱单元，该甜菜碱单元本身带正电荷和负电荷，通过盐水中的盐离子可以屏蔽正电荷和负电荷之间的吸引作用，使得甜菜碱单元的分子链舒展，这样稠化剂的分子链也得到舒展，从而可以增加压裂液的粘度，提高压裂液的携砂性能，从而有利于压裂液将大量支撑剂带入地层裂缝中，扩大油气渗流面积，进而提高增产效果。

技术领域

本申请涉及油气田酸化压裂技术领域。特别涉及一种稠化剂及其制备方法。

背景技术

我国油气田资源分布广泛，具有巨大的开发潜力。在油气田开发过程中，水力压裂是油气田增产的重要措施。水力压裂是通过具有一定粘度的压裂液将陶粒等支撑剂携带进入油气层，通过支撑剂支撑油气层产生的裂缝，从而增大油气的渗流面积。其中，压裂液的粘度越大，携带支撑剂的能力越强。因此，为了提高压裂液携带支撑剂的能力，在进行水力压裂前，需要通过向压裂液中加入稠化剂来增加压裂液的粘度。

相关技术中的稠化剂主要为部分水解聚丙烯酰胺，在进行压裂时，将该稠化剂加入水中配制压裂液，部分水解聚丙烯酰胺中含有的丙烯酸单元将产生大量的阴离子基团，由于阴离子基团之间的电荷相互排斥，使分子链舒展，从而增加压裂液粘度。

近年来，随着致密油气如页岩气的开发，大量水资源将被用于压裂作业中。为了节约淡水资源，压裂液中的水主要采用地层采出水或油气井返排液。该水中含有大量的氯化钠、氯化钙等盐类溶解产生的盐离子，而这些盐离子会屏蔽阴离子基团之间电荷的排斥作用，使分子链蜷曲，导致压裂液粘度下降，进而导致增产效果差。

发明内容

本申请实施例提供了一种稠化剂及其制备方法，可以提高增产效果。具体技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种稠化剂，所述稠化剂的化学结构式为：

所述稠化剂包括：疏水单元、甜菜碱单元和稠化单元；

其中，A为所述甜菜碱单元，所述甜菜碱单元中包括带正电荷的氮原子和带负电荷的氧原子；

当所述稠化剂溶解在盐水中时，所述盐水中的盐离子屏蔽所述带正电荷的氮原子和所述带负电荷的氧原子之间的吸引作用，使得所述甜菜碱单元的分子链舒展。

在一种可能的实现方式中，所述疏水单元中的R为直链烷基或支链烷基。

在另一种可能的实现方式中，所述R为十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、苯环、壬基酚或金刚烷。

在另一种可能的实现方式中，所述疏水单元中聚氧乙烯链的重复单元数m为9～22。

在另一种可能的实现方式中，所述甜菜碱单元为羧酸型甜菜碱或磺酸型甜菜碱。

在另一种可能的实现方式中，所述疏水单元中的R₁为甲基或氢原子。

在另一种可能的实现方式中，所述疏水单元、所述甜菜碱单元和所述稠化单元的摩尔份数比为(0.01％～0.5％)：(0.1％～10％)：(90％～99.5％)。

另一方面，本申请实施例提供了一种稠化剂的制备方法，所述制备方法包括：

按照各单元的摩尔份数比，将各单元对应的单体加入盛有水的反应器中，配制单体总质量的质量浓度为15％～30％的水溶液，向所述水溶液中通入20～40min氩气或氮气，通过所述氩气或所述氮气除去水中的氧自由基，以防止所述氧自由基影响聚合反应；

向通有所述氩气或所述氮气的水溶液中加入引发剂，通过所述引发剂引发所述各单元对应的单体在0～60℃下发生聚合反应，反应时间为4～7h，得到胶体状产物；

通过乙醇、甲醇、乙醚或丙酮洗涤所述胶体状产物，烘干粉碎后得到所述稠化剂。