[发明专利]一种超支化含氢硅氧烷超临界二氧化碳增稠剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种超支化含氢硅氧烷超临界二氧化碳增稠剂的制备方法。该方法包括：在催化剂存在下，使三乙二醇二甲基丙烯酸酯与1，3，5，7‑四甲基环四硅氧烷经硅氢反应生成聚合物。本发明的超支化含氢硅氧烷聚合物超临界二氧化碳增稠剂具备较好的耐温耐压性能，可适用于不同温度和压力条件下实现增稠性能；与各种助溶剂的配伍性良好；无毒，使用安全，对地层伤害小；使用量少，增稠效果好。

技术领域

本发明涉及一种超支化含氢硅氧烷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

我国非常规油气资源的勘探开发处于起步阶段，非常规油气资源中除了面临核心技术攻关，还受到待解决的复杂的地理问题和生态水资源环境问题的限制。随着国内致密气、页岩气的开发，“万方液千方沙”情况越来越多，随之而出现的浪费水资源与环境污染问题逐渐显现出来，液态CO₂压裂技术作为一种清洁环保、低伤害的环境友好型压裂技术应运而生。液态CO₂压裂技术不仅能解决传统压裂液破胶性能差、地层伤害大、水资源浪费与环境污染严重等问题，还对减缓CO₂带来的全球变暖问题有一定的贡献。超临界CO₂粘度较低仅有0.02mPa·s～0.05mPa·s，此粘度难以达到携带支撑剂进入底层的要求且滤失量大，压裂效果并不理想。

目前超临界二氧化碳增稠剂最常使用含氟类化合物或聚合物，此类物质对于地层伤害较大，污染地下水资源，导致环境污染，生物毒性大，且含氟类物质价格昂贵。价格和环境污染问题以及可用的种类少等原因在一定程度上阻碍了含氟类物质广泛用于油田的压裂增产。而碳氢类聚合物虽然成本低、污染小，但增稠效果不理想。因此，有必要找到一类新型的超临界二氧化碳增稠剂以解决上述缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种超支化含氢硅氧烷超临界二氧化碳增稠剂HBD-2的制备方法，所得聚合物对超临界二氧化碳具有较好增稠效果，且耐温耐压性好。

本发明的技术方案如下：

一种超支化含氢硅氧烷超临界二氧化碳增稠剂的制备方法，包括步骤：

在催化剂存在下，使三乙二醇二甲基丙烯酸酯与1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷经硅氢反应生成聚合物；其中，催化剂是氯铂酸，在反应前进行活化处理。

根据本发明优选的，所述三乙二醇二甲基丙烯酸酯和1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷的摩尔比为1～5:1。进一步优选的，所述三乙二醇二甲基丙烯酸酯和1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷的摩尔比为2～3:1。

根据本发明优选的，所述催化剂活化温度为60℃～120℃，进一步优选80℃～100℃。

根据本发明优选的，所述催化剂氯铂酸用量为10ppm～60ppm，进一步优选20ppm～50ppm。

根据本发明，所述硅氢反应温度和催化剂活化温度相同。

根据本发明优选的，所述硅氢反应时间为2h～24h；进一步优选4h～8h。

进一步的，根据本发明一种优选的方案如下：

在装有回流装置的反应容器中加入三乙二醇二甲基丙烯酸酯，搅拌升温，待到达活化温度时，加入催化剂氯铂酸活化1.5h-3h，然后滴入1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷，反应制得到无色透明产物(命名为HBD-2)。所用原料比例及工艺条件如前所述。

本发明制备的聚合物(HBD-2)重均分子量为6000～11000。该聚合物为无色透明液体。

本发明制备的超支化含氢硅氧烷聚合物(HBD-2)为有直链穿插的网状结构聚合物。本发明制备的聚合物(HBD-2)是链状结构聚合形式与网状结构聚合形式相互穿插、缠绕的混合产物，特别有利于对超临界二氧化碳增稠。无需提纯。