[发明专利]具有反聚电解质行为的盐水基压裂液增稠剂及其制备方法

说明书

具有反聚电解质行为的盐水基压裂液增稠剂及其制备方法，属于油田采油助剂技术领域。本发明以三苄基胺、环氧氯丙烷、N,N‑二甲基‑1,3‑丙二胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸钠和丙烯酰胺为主要原料制备的两性离子聚合物具有显著的反聚电解质行为，能够在高矿化度盐水中保持较高的粘度，在一定矿化度范围内水溶液的粘度随矿化度的增大而增大，且具有携砂能力强和易破胶等优点。总体上由该聚合物配置的盐水基压裂液具有优秀的携砂能力和造缝能力。本发明具有反聚电解质行为的盐水基压裂液增稠剂具有优良的耐盐水能力，且制备工艺可靠，能够制备目前急需的盐水基的压裂液增稠剂。

技术领域

本发明属于油田采油助剂技术领域，涉及一种具有反聚电解质行为的盐水基压裂液增稠剂及其制备方法，特别涉及由三苄基胺、环氧氯丙烷、N,N-二甲基-1，3-丙二胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和丙烯酰胺为主要原料得到的具有反聚电解质行为的盐水基压裂液增稠剂及其制备方法。

背景技术

国内外的压裂液以天然植物胶和人工合成聚合物为稠化剂的水基压裂液应用最广。多数压裂液的配制需要使用大量的淡水，随着淡水资源的匮乏，对压裂施工尤其是干旱地区的压裂作业带来了很大的淡水使用压力；另外，由于低渗透致密油藏多为水敏感油藏，大量淡水的浸入造成了油层的破坏，严重影响了压裂效果。因此，能够使用矿化度较高的地层水配制的压裂液增稠剂是目前压裂施工的迫切需要。

发明内容

具有反聚电解质溶液行为的两性聚合物指其大分子链上同时含有正负电荷基团且二者数目相等或相近的电中性两性聚电解质，这类聚合物在盐溶液中的粘度在一定条件下不会随外加盐浓度的增加而减小，而是随外加盐浓度的增加而增大，呈现出十分明显的反聚电解质溶液行为。利用这类聚电解质的特殊溶液行为，可以制备目前急需的盐水基的压裂液增稠剂。

本发明以三苄基胺、环氧氯丙烷、N,N-二甲基-1，3-丙二胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和丙烯酰胺为主要原料制备的两性离子聚合物具有显著的反聚电解质行为，能够在高矿化度盐水中保持较高的粘度，在一定矿化度范围内水溶液的粘度随矿化度的增大而增大，且具有携砂能力强和易破胶等优点。总体上由该聚合物配置的盐水基压裂液具有优秀的携砂能力和造缝能力。

鉴于压裂施工对盐水基压裂液增稠剂的强烈技术需求，本发明的目的在于提供一种具有反聚电解质行为的盐水基压裂液增稠剂及其制备方法。首先以三苄基胺和环氧氯丙烷为原料制备N-（2, 3-环氧丙基）三苄基胺，将其与N, N-二甲基-1, 3-丙二胺反应制备N-（3-苄基胺基-2-羟基-丙基）-N’, N’-二甲基-1, 3-丙二胺，再以此与环氧氯丙烷和丙烯酰胺反应制备出阳离子单体；然后将该单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和丙烯酰胺按比例溶解于蒸馏水中，以过硫酸钾为引发剂引发聚合，制备出一种具有显著反聚电解质行为的两性离子共聚物。具体技术方案如下。

具有反聚电解质行为的盐水基压裂液增稠剂，其特征在于，所述压裂液增稠剂是以一种阳离子单体、一种阴离子单体和丙烯酰胺在水溶液中共聚生成的聚合物凝胶。

进一步地，所述压裂液增稠剂的单体分别为：以三苄基胺和环氧氯丙烷为原料制备N-（2, 3-环氧丙基）三苄基胺，将其与N, N-二甲基-1, 3-丙二胺反应制备N-（3-苄基胺基-2-羟基-丙基）-N’, N’-二甲基-1, 3-丙二胺，再以此与环氧氯丙烷和丙烯酰胺反应制备出阳离子单体；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和丙烯酰胺。

进一步地，所述压裂液增稠剂的单体比例为：以阳离子单体为100份计，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠为100~120份，丙烯酰胺为270~330份。

本发明中除另有说明的以外，份数基准为物质的量（摩尔）。

进一步地，具有反聚电解质行为的盐水基压裂液增稠剂的制备方法，包括以下步骤：