[发明专利]一种乳液状超分子自组装清洁压裂液稠化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种乳液状超分子自组装清洁压裂液稠化剂及其制备方法，其特征在于，所述稠化剂是由单体1、体2、丙烯酰胺，通过自由基引发乳液聚合合成；该压裂液稠化剂在水溶液中快速溶解形成具有自动形成高度缠绕的黏弹体系的自组装自交联性能，含有耐盐耐温活性基团，其能够达到耐温抗盐，在压裂施工结束后降解成不具备交联功能的小分子表面活性剂，具有助排性能，实现清洁低伤害特性。

技术领域

本发明涉及一种乳液状超分子自组装清洁压裂液稠化剂及其制备方法，属于精细化学品和油气田开发及环境保护技术领域。

背景技术

水力压裂是油气增产的重要措施之一，常用的水基压裂液有胍胶交联体系，丙烯酰胺衍生物聚合物交联体系，而且以粉末状为主，配制压裂液需要特殊装置，在水中完全溶解时间较长，而且交联的压裂液体系破胶后均存在一定残渣，残渣对地层渗透率具有一定伤害，影响压裂效果。随着科学技术发展，也开发出不同的清洁压裂液。

(1)文献报道以丙烯酰胺为主链，引入了疏水长链非离子单体、亲水阳离子单体和阴离子活性单体进行四元共聚，合成了一种多官能团的共聚物，相对分子质量相对较小，具有表面活性的超分子活性聚合物。

(2)CN 107841303 A公开了一种可调控粘弹性超分子清洁压裂液体系，该清洁压裂液体系由阳离子表面活性剂、有机酸、无机盐及两亲聚合物组成。

(3)CN 107474817 B公开了一种超分子自组装压裂液，由超分子聚合物(含环糊精及苯环)、黏弹表面活性剂等组成，具有自交联及耐温性能。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，为了解决粉末状压裂液稠化剂配置压裂液时的不便，破胶残渣对地层渗透率的影响，同时提高压裂液压裂效果，本发明提供一种乳液状的清洁压裂液稠化剂，本发明还提供了所述压裂液稠化剂的制备方法，以及在油气压裂的应用。

为了实现上述目的，首先提供一种乳液状的超分子自组装清洁压裂液稠化剂，所述稠化剂是由单体1、单体2、丙烯酰胺，通过自由基引发乳液聚合合成，单体1、单体2、稠化剂的结构式如下：

其中，单体1、单体2和稠化剂结构式中的R为碳链12或14的烃基。其中a、b、c、d无规律。

一种乳液状超分子自组装清洁压裂液稠化剂，按质量份计，所述稠化剂是由5-17份单体1、12-33份单体2、7-14份丙烯酰胺、0.2-0.25份水溶性引发剂、4.2-4.6份稳定剂、6-8份分散剂、110-115份水，通过自由基引发乳液聚合合成水包水型乳液状超分子自组装压裂液稠化剂。

优选的，所述的水溶性引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐、过硫酸盐-亚硫酸钠体系、过氧化苯甲酰、光引发剂中的一种；分散剂为PVP(聚乙烯吡咯烷酮)，稳定剂为硫酸铵。

进一步优选水溶性引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐。

本发明还提供一种乳液状超分子自组装清洁压裂液稠化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：在反应容器中，加入5-17份单体1、12-33份单体2、7-14份丙烯酰胺、6-8份分散剂PVP，加入110-115份水，搅拌溶解，加入4.2-4.6份稳定剂硫酸铵，搅拌下通氮气20分钟，在温度50℃下加入0.2-0.25份水溶性引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐，聚合反应6小时，制得乳液状稠化剂。

一种乳液状超分子自组装清洁压裂液稠化剂的制备方法，所述单体1的制备方法包括：

步骤一：用N-甲基,N-羟乙基脂肪胺与丙烯酸甲酯按摩尔比1:0.3-0.4缩合反应，减压蒸馏，得到中间体1；

步骤二：中间体1与氯乙酸钠反应制备单体1；

反应式如下：