[发明专利]一种苯四脲硅氧烷聚合物超临界二氧化碳增稠剂的制备方法

说明书

一种苯四脲硅氧烷聚合物超临界二氧化碳增稠剂的制备方法。包括步骤：(1)使叠氮化物与苯四甲酰氯反应制得均苯四甲酰基叠氮化物；(2)使环四硅氧烷与单氨丙基二烷氧基烷基硅烷水解后加入氢氧化钾得到共沸回流液；共沸回流液加入阳离子树脂得到氨基侧链改性硅氧烷聚合物；(3)使均苯四甲酰基叠氮化物与氨基侧链改性硅氧烷聚合物反应制得苯四脲硅氧烷聚合物。本发明的苯四脲硅氧烷聚合物具备较好的耐温和耐压性能，作为超临界二氧化碳增稠剂可适用于不同温度和压力条件下实现增稠性能，用于油田的压裂增产。

技术领域

本发明涉及一种苯四脲硅氧烷聚合物超临界二氧化碳增稠剂的制备方法，属于石油开采技术领域。

背景技术

二氧化碳压裂是新兴的油田增产增注的一类措施，环境污染较小，经济效益可观，摩阻能力较差，减小引起土壤膨胀导致底层的损伤，可减少地层伤害；对水敏地层有较好的缓解作用。但二氧化碳在超临界状态下由于自身的黏度较小(超临界状态下0.02～0.05mPa·s)，在地层压裂过程中，流动性较好，停留时间较短，裂缝较小，纯二氧化碳的黏度小，也会引起携沙能力弱，二氧化碳易进入上部地层使得压裂区域减小，阻碍油田的开发。

目前用于增稠超临界二氧化碳最常使用含氟类化合物或聚合物，如CN104388073A提供的超临界二氧化碳固体增稠剂。此类物质对于地层伤害较大，且引起环境污染，导致地下水资源污染，后续环境问题较多，且含氟类物质价格昂贵，投资较大，用于增稠的含氟类物质的种类较少，尽管溶解度较好，但受到价格和环境污染问题以及可用的种类少等原因，一定程度上阻碍了含氟类物质广泛用于油田的压裂增产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种苯四脲硅氧烷聚合物超临界二氧化碳增稠剂的制备方法，所得硅氧烷聚合物具有较好增稠超临界二氧化碳效果。

术语说明：

室温：具有本领域公知的含义，一般是指22-28℃。

本发明的技术方案如下：

一种苯四脲硅氧烷聚合物超临界二氧化碳增稠剂的制备方法，包括步骤：

(1)氮气保护下、0-5℃温度，使叠氮化物与苯四甲酰氯反应制得均苯四甲酰基叠氮化物；将均苯四甲酰基叠氮化物在0-5℃下溶于甲苯中搅拌，分离甲苯层，对甲苯层洗涤，并以硫酸镁干燥并过滤，得含均苯四甲酰基叠氮化物的滤液，备用；

所述叠氮化物为叠氮化钠、叠氮化钾、叠氮化镁、叠氮化锂、叠氮甲烷、叠氮乙烷或叠氮丙烷；

(2)氮气保护下、浓硫酸作用下，使环四硅氧烷与单氨丙基二烷氧基烷基硅烷于溶剂中、65-75℃下反应，然后在50-60℃下滴加去离子水反应。反应完毕后，将水解液分离出有机层，以蒸馏水洗涤至pH接近7，再加入氢氧化钾，升温回流，得到共沸回流液；

将共沸回流液冷至室温，加入阳离子树脂搅拌至钾离子含量≤2×10^～6，过滤，并在真空度0.05-0.06MPa、温度110-120℃条件下真空脱除剩余溶剂和低沸物，得到氨基侧链改性硅氧烷聚合物；

(3)氮气保护下，将步骤(1)的含均苯四甲酰基叠氮化物的滤液油浴加热回流至氮气逸出，加入步骤(2)的氨基侧链改性硅氧烷聚合物，于28-32℃振摇反应，冷却后进行后处理，制得苯四脲硅氧烷聚合物。

所得产物的结构式如下：

优选的，R为聚二甲基硅氧烷基、甲基苯基乙烯基聚硅氧烷基、甲基乙烯基聚硅氧烷基或者甲基苯基聚硅氧烷基，聚合度n＝2～10。X＝甲基、苯基或乙烯基。

根据本发明优选的，步骤(1)中，包括以下条件中任一项或多项：