[发明专利]一种清洁泡沫压裂液用稠化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种清洁泡沫压裂液用稠化剂及其制备方法，其组分为：N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺MBA 5％～6％，基础功能单体15％～18％，特殊功能单体3％～5％，阳离子可聚合双亲单体2％～3％，调节剂3％～5％，离子活化剂5％～10％，溶解促进剂2％～4％，引发剂为0.08％～0.15％，其余为去离子水；其制备方法是向反应釜中加入以上组分进行水溶液多元共聚，并经过一定的后处理工艺制得聚合物产品。本发明具有良好的增黏能力，其溶液粘弹性和耐温耐剪切性能优良；该聚合物用做N₂和CO₂泡沫压裂液稠化剂后，具有优良的起泡性能和泡沫稳定性；泡沫液本身不需要与高价金属交联剂作用，并且大大降低了水敏、水锁伤害及稠化剂带来的不溶物残渣伤害，能够大幅度提高压裂施工效果。

主权项

1.一种清洁泡沫压裂液用稠化剂的制备方法，其特征在于，制备该稠化剂的步骤如下：（1）反应物前处理在加料罐中，将过氧化苯甲酰加入到去离子水中，其比例为总去离子水用量的2 %，溶解完全并搅拌均匀，制得引发剂水溶液，现制现用；在高温高压反应釜中加入去离子水，将丙烯酰胺、N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺、N‑乙烯基吡咯烷酮、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、NH4Cl、乙酰胺加入反应釜，使其溶于去离子水，并从釜底通入氮气，控制气流大小使溶液液面翻滚，当溶液中固体完全溶解、混合均匀后，由反应釜顶部加料口向溶液中加入Na₂CO₃调节体系pH值，测试为pH值为8.5，调节氮气流量至液面冒出少量气泡为止，持续通入3h以除去体系中的溶解氧；在上述反应体系中，以反应总体系质量为100%，其中，丙烯酰胺占总质量的16 %，N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺占总质量的5 %，N‑乙烯基吡咯烷酮占总质量的4 %，十八烷基二甲基烯丙基氯化铵占总质量的3 %，NH4Cl占总质量的8 %，乙酰胺占总质量的3 %，Na2CO3占总质量的4 %，过氧化苯甲酰占总质量的0.15 %，其余为去离子水；（2）水溶液多元共聚开启反应釜加热装置，使反应物温度升高到30℃～35℃，打开加料罐阀门，向反应体系中缓慢加入引发剂溶液，持续通入氮气至体系黏度有明显上升时停止，此时升高反应釜温度至50℃～55℃，使体系进行水溶液多元共聚反应3 h，待反应釜中溶液形成白色透明胶体，调节反应釜温度至70 ℃，恒温10 h后得到胶体状粗产物；（3）粗产物后处理高效分散剂的制备：按1:1的比例将煤油和水倒入容器中，并加入3 %的乳化剂司盘80，在25℃下搅拌1.5 h，使其充分乳化，制得高效分散剂；造粒：对胶体粗产物进行造粒，并在造粒的过程中加入造粒量0.3 %的高效分散剂，防止胶粒结块成团；干燥：设置流化床前段温度105℃±1℃，后段温度75℃±1℃，，将胶粒通过流化床烘干，并静置冷却；粉碎：冷却后的胶粒通过气流粉碎机粉碎，筛取60目～80目的稠化剂粉末，即得清洁泡沫压裂液用稠化剂成品。