[发明专利]一种含聚醚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

本发明公开了一种含聚醚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)首先通过月桂醇聚氧乙烯醚和氯化亚砜反应获得中间体AEO‑23‑Cl，再由中间体AEO‑23‑Cl与甲基丙烯酸二甲氨乙酯反应得到聚醚单体AEOA；(2)通过10‑十一烯酰氯与正己胺反应获得疏水单体10‑十一烯酰己胺；(3)将聚醚单体AEOA、疏水单体10‑十一烯酰己胺、丙烯酰胺、丙烯酸和2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸在30℃下加入引发剂，反应5‑10小时，干燥造粉之后得到聚合物粉末HAEOA。该压裂液具有优异的溶解性能，同时具备良好的耐温和耐剪切性能。本发明制备方法具有低成本高产率、制作工艺简单的特点，而且制备产品具有优异的快速溶解性能，在油田压裂及提高采收率中具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种含聚醚的聚合物及其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。目前现有的疏水聚合物制备的压裂液耐温差、溶解速度慢等缺点，为了提高疏水缔合聚合物的性能，本发明采用制备的一种可聚合的含醚疏水单体，从而制备了一种含聚醚的聚合物疏水缔合聚合物，为提高油气采收率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性能不佳、溶解速度慢等缺点提供了一种含聚醚的疏水缔合聚合物的制备方法。该聚合物压裂液既有良好的耐温性、增稠性、粘弹性和抗剪切性，又具备优异的溶解性能。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:

一种含聚醚的疏水缔合聚合物HAEOA。其具体结构式如下：

式中：

R₁N＝正己胺、环己胺。

R₂O(CH2CH2O)_a＝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、z、m、n是单体摩尔比，x为60％～80％，y为10％～22％，z为8％～12％， m为1％～3％，n为1％～3％。

其中疏水单体10-十一烯酰己胺的合成步骤如下：

将正己胺溶于二氯甲烷中，将溶液加入到三颈圆底烧瓶中，冰水浴将反应体系温度降至5℃以下，以1:1.2～1.3的摩尔比加入三乙胺，再用恒压漏斗缓慢滴加甲基丙烯酰氯和二氯甲烷的混合溶液，加毕升温至室温，反应8～12h，将溶液用去离子水洗至中性，经干燥、旋转蒸发后，得到疏水单体10-十一烯酰己胺；其中，正己胺与甲基丙烯酰氯的摩尔比为1:1.1～1.2；

单体反应式如下：