[发明专利]一种自适应性的疏水缔合聚合物的制备方法以及在压裂液上的应用

说明书

本发明公开了一种自适应性的疏水缔合聚合物的制备方法以及在压裂液上的应用。其技术方案：(1)首先通过3‑氯‑2‑羟基丙烷磺酸钠和十二烷基二甲基叔胺反应获得中间体MAOZ，再由中间体MAOZ与甲基丙烯酰氯反应得到两性疏水单体MAOZW；(2)通过甲基丙烯酰氯与月桂醇聚氧乙烯醚反应获得聚氧乙烯醚单体MAA‑EO₂₃C₁₂；(3)将两性疏水单体D12PAAC、聚氧乙烯醚单体MAA‑EO₂₃C₁₂、丙烯酰胺和丙烯酸在光引发下，反应7‑9小时，烘干造粉之后得到聚合物粉末HATRP。该聚合物压裂液具有优异的自适应性，又具备良好的盐响应性和温度响应性，在油田压裂中具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种自适应性的疏水缔合聚合物的制备方法以及在压裂液上的应用，属于油田化学助剂领域。

技术背景

伴随着常规油气藏的大规模开采和消耗，致密砂岩气、煤层气、页岩气等低渗透特低渗、深层高温非常规油气资源亟待开发利用。压裂是油气井增产、注水井增注的重要手段。特别是近年来发现了众多致密油气藏，在投产初期，产量很低甚至没有产量，需要经过压裂改造后才能具备一定生产价值。压裂液是水力压裂改造油气层过程中的工作液，在压裂过程中起到形成地层裂缝、传递压力、携带支撑剂进入裂缝的作用。压裂液性能的好坏直接影响到压裂施工的成败和压后增产效果。目前在压裂作业中被广泛应用的是基于胍胶的水基压裂液，这种植物胶类压裂液增稠效果很好，但缺点也很突出：不溶物含量高、破胶不彻底、残澄量很大很容易对地层造成伤害，而且成本日益激增。因此迫切需要具有优异性能压裂液的出现。

疏水缔合聚合物，是指聚合物的大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物，在聚合物水溶液中，由于疏水基团的疏水作用的存在，分子链发生聚集，形成了分子内或者分子间的缔合。当溶液浓度小于临界缔合浓度时，聚合物会主要形成分子内缔合，大分子链发生卷曲，聚合物的流体力学体积减小，水溶液粘度低；浓度高于临界缔合浓度时，聚合物以分子间缔合为主，分子链之间形成网状，流体力学体积急剧升高，粘度增大。目前现有的疏水缔合聚合物压裂液存在的耐温耐盐性差、初始粘度过大的而难以泵送等缺点，为了提高疏水缔合聚合物的适用性，本发明采用制备的一种两性疏水单体，合成了一种自适应性的疏水缔合聚合物，从而制备一种能适应复杂地层环境的水基压裂液，为储层增产改造技术提供了一种性能优异的压裂液。

发明内容

本发明针对目前现有的疏水缔合聚合物压裂液存在的耐温耐盐性差、初始粘度过大的而难以泵送等缺点提供了一种自适应性的疏水缔合聚合物的制备方法。该聚合物压裂液具有优异的自适应性，能适应压裂施工过程中的强剪切作用和达到容易泵送的施工要求，又具备良好的盐响应性和温度响应性，能适应复杂的储层环境。该压裂液的产率高成本低，合成工艺简单。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种自适应性的疏水缔合聚合物HATRP。其具体结构式如下：

式中：

R₁＝十二烷基、十六烷基、十八烷基。

R₂(OCH₂CH₂)_aO＝脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚。乙氧基团的数目a＝5～30。

x、y、m、n是单体摩尔比，x为66％～84％，y为14％～25％，m为1％～6％，n为1％～3％。

其中两性疏水单体MAOZW的合成步骤如下：

(1)将3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠溶于乙醇和水的混合溶剂中，以1:1.1～1.2的摩尔比加入十二烷基二甲基叔胺，加热升温至80℃，回流反应12小时，反应结束后冷却，用旋转蒸发仪进行旋蒸除去乙醇和水，抽滤得到淡黄色液体，随后加入丙酮浸泡1天，清洗生成物，真空干燥至恒重，最终得到中间体MAOZ；