CN108676120B - 一种用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂，由以下质量百分比的组分构成：丙烯酰胺10.0～15.0％、丙烯酸：5.0～8.5％、强亲水单体0.02～0.15％、功能单体A 0.1～0.5％、功能单体B 0.5～1.5％、pH调节剂3.0～8.0％、增溶剂2.0～3.0％、复合乳化剂7.0～9.0％、油溶剂20.0～35.0％、引发剂0.05～0.07％、其余组分为去离子水。该稠化剂的制备方法：首先采用pH调节剂、丙烯酸、增溶剂、丙烯酰胺、强亲水单体、功能单体A、功能单体B，溶于去离子水中，搅拌，制得反应相；将油溶剂与复合乳化剂混合均匀，得到连续相；将反应相加入连续相中，高速搅拌制成反相微乳液，在引发剂作用下聚合反应得到反相微乳液稠化剂。本发明的稠化剂既能连续混配和在线施工，又具有优良的耐温耐剪切和抗盐性能。

Description

一种用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油气藏增产技术领域，具体涉及一种用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂及其制备方法。
背景技术
丙烯酰胺类共聚物是一种典型的也是研究最为广泛的水溶性聚合物，由于其具有明显的“反聚电解质效应”和pH值适用范围广等优点，使其在环境保护、石油开采等方面越来越得到重用。据报道，丙烯酰胺类多元共聚物作为压裂液稠化剂使用已有数十年，随着开发者不断的研发创新，聚合物稠化剂生产工艺趋于成熟，产品性能也在不断提升，常用的聚合物稠化剂按性状分为粉末稠化剂和乳液稠化剂两种，就市场应用来看，粉末稠化剂由于储存方便、生产成本低、耐温耐盐性能强、用量小等特点占据主导地位；而乳液稠化剂也具有其独特优势，表现在分散性强、溶胀速度快、现场使用简单方便。即便如此，两种稠化剂也在应用过程中暴露出诸多问题有待解决。
首先，粉末稠化剂溶解较慢、对配液设备要求较高并且配制压裂液易形成鱼眼，这些问题在某些特定情况会大大限制其使用从而影响压裂施工进程；其次，大多数的微乳液稠化剂是高分子量线性长链，并且多数用做降阻剂，并能携带少量支撑剂，如果用于高温深井加砂压裂，其耐盐性能、耐温性能、耐高剪切性能(结构破坏)和携砂性能不容乐观。通过文献调研可以发现，由于合成方式的影响，微乳液稠化剂在合成时加入的功能单体较少，因此引入的侧基及功能基团不足，从而使得其在耐盐、耐温、耐高剪切性能上处于劣势，如果能在微乳液聚合时解决其功能单体的引入问题，其性能必将得到很大提升。相关专利CN103013488B公开了利用丙烯酰胺与功能单体MAA合成一种滑溜水压裂液减阻剂，具有稳定性好、溶解速度快、使用方便、减阻效果显著等特点，已经应用于现场压裂作业并取得了良好的增产效果，但该专利未报道其耐温、耐剪切及携砂性能。另一专利CN103627380B将亲水性单体和亲油性单体在微乳液中聚合得到一种水溶性减阻剂，该减阻剂溶解性能好、使用方便、减阻效果明显，与清水相比，减阻效果可达到50～70％，但未见其现场施工报道。
发明内容
本发明的目的就是针对现有丙烯酰胺类乳液稠化剂存在的耐温、耐盐、耐剪切性能差以及在连续混配和在线施工方面存在的缺陷，提供一种既能连续混配和在线施工，又具有优良的耐温耐剪切和抗盐性能的反相微乳液稠化剂。
上述的用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂，由以下质量百分比的组分构成：
丙烯酰胺10.0～15.0％、丙烯酸：5.0～8.5％、强亲水单体0.02～0.15％、功能单体A 0.1～0.5％、功能单体B 0.5～1.5％、pH调节剂3.0～8.0％、增溶剂2.0～3.0％、复合乳化剂7.0～9.0％、油溶剂20.0～35.0％、引发剂0.05～0.07％、其余组分为去离子水。
所述功能单体A为N-乙烯基甲酰胺、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺的一种或两种按质量比1：1的混合物。所述功能单体B为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基二甲基烯丙基氯化铵、乙烯基膦酸、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、烯丙基三甲基氯化铵中的一种。所述pH调节剂为NaOH、KOH、NaOH与Na2CO3的混合物、NaOH与NaHCO3的混合物、KOH与Na2CO3的混合物、KOH与NaHCO3的混合物中的一种。所述引发剂为油溶性引发剂过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰与N，N-二甲基苯胺的氧化还原体系、偶氮二异丁腈中的一种或水溶性引发剂过硫酸钾、过硫酸钾与亚硫酸氢钠的氧化还原体系、过硫酸铵与亚硫酸钠的氧化还原体系中的一种。
所述的强亲水单体为不饱和的二元羧酸，多个羧基的引入能大大提高稠化剂分子的水溶性，优选的是马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、中康酸中的一种。
优选的是，所述增溶剂为氯化钾、氯化钠、醋酸钠、甲酸钠、苯甲酸钠、尿素中的一种或两种按优选的是质量比1:1的混合物。
优选的是，所述油溶性溶剂为环己烷、正丁醇、异辛烷、白油、液体石蜡、三乙醇胺、甲苯、苯乙烯中的一种。
优选的是，所述复合乳化剂为单一组分的聚氧乙烯月桂醚(Brij 30)或四乙二醇单月桂酸酯(Atlas G-2125)，或以下双组分体系中的一种：失水山梨醇脂肪酸酯(司盘80)与聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(吐温60)组合体系、失水山梨醇脂肪酸酯(司盘80)与壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)组合体系、四乙二醇单油酸酯(AtlasG-2140)与壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)组合体系、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3)与脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)组合体系、丙二醇脂肪酸酯(Emcol PL-50)与聚氧乙烯月桂醚(Brij 35)组合体系。
优选的是，所述功能单体A为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或两者按质量比1:1的混合物。
优选的是，所述功能单体B为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十二烷基二甲基烯丙基氯化铵、乙烯基膦酸、乙烯基磺酸中的一种。
优选的是，所述pH调节剂为NaOH和Na2CO3的组合物。
一种制备上述的用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂的方法，包括如下步骤：
S1、按以下质量百分比称取原料组分：丙烯酰胺10.0～15.0％、丙烯酸：5.0～8.5％、强亲水单体0.02～0.15％、功能单体A 0.1～0.5％、功能单体B 0.5～1.5％、pH调节剂3.0～8.0％、增溶剂2.0～3.0％、复合乳化剂7.0～9.0％、油溶剂20.0～35.0％、引发剂0.05～0.07％、其余组分为去离子水；
S2、丙烯酸溶液中和
将体系所需去离子水总量的95％加入配料罐中，然后加入pH调节剂，搅拌至完全溶解，再加入丙烯酸进行中和反应，中和至溶液pH值为7～8，得到含丙烯酸钠的丙烯酸中和产物；
S3、反应相的制备
通过液氮循环冷却方式维持配料罐内温度在15～20℃，依次向配料罐中加入增溶剂、丙烯酰胺、强亲水单体、功能单体A、功能单体B，搅拌均匀，制得反应相，待用；
S4、连续相的制备
在搅拌条件下，将油溶剂加入到反应釜中，再加入复合乳化剂，混合均匀，得到连续相；
S5、反相微乳液的制备
对反应釜夹层进行液氮循环冷却，维持温度在15～20℃，向反应釜内底部通氮气驱氧30～60min；开启反应釜的搅拌器，采用真空加料装置将步骤S2制得的反应相缓慢吸入反应釜中，以转速1800～2500rpm搅拌使两相充分乳化，10～20min吸料完成后，继续通氮气和高速搅拌60～120min，充分乳化，得到淡蓝色或淡黄色透明乳液；
S6、聚合反应
得到透明乳液后，停止通氮气，降低搅拌速率至600～1200rmp继续搅拌，将反应釜加热至27～33℃，将引发剂加入到剩余的5％去离子水中搅拌均匀，然后将引发剂与水的混合液缓慢加入反应釜中，加完后搅拌反应2～3h进行聚合反应，得到用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂。
优选的是，所述步骤S4中，通过调节加入的复合乳化剂的用量或两种乳化剂的复配比例，得到HLB值为8.4～9.8的连续相。
优选的是，所述步骤S6中，若引发剂为过氧化苯甲酰与N，N-二甲基苯胺的氧化还原体系、过硫酸钾与亚硫酸氢钠的氧化还原体系、或过硫酸铵与亚硫酸钠的氧化还原体系，将剩余的5％去离子水分为两等份，分别加入氧化剂和还原剂并搅拌混合均匀，然后首先向反应釜中加入含有氧化剂的去离子水，5～10min后再加入含有还原剂的去离子水。
本发明的有益之处在于：
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂的合成组分中，复合乳化剂用量少，并且未添加助乳化剂，甚至可以采用单一的乳化剂来实现反相乳液的配制稠化剂的合成体系中油溶性溶剂的用量范围广，在不影响乳液稳定性的前提下，可以通过优化大幅度降低油水比例。
(2)引发剂用量大幅度降低，体系反应速率明显得到控制，并且得到的产品分子量提高，抗温能力提高。
(3)本发明制备的稠化剂为透明或半透明的微乳状，常温稳定性好，耐盐性能好，能在水中迅速分散溶胀，特别适合在线压裂施工；可用作滑溜水降阻剂和加砂压裂液稠化剂，在低用量下(0.05～0.2％)具有优良的降阻性能，在高用量下(1.0～4.0％)与配套交联剂形成弱凝胶，具有优良的耐高剪切性能和携砂性能，可满足30～160℃储层的压裂施工要求，已在现场实施数井次；能连续混配和在线施工，又具有优良的耐温耐剪切和抗盐性能。
(4)稠化剂溶液破胶后清洁无残渣性，表面张力低，对储层伤害小。
(5)该稠化剂已进入小批量生产阶段，产品原材料易得，价格适中，生产工艺简单易操作，技术路线成熟，成品性能稳定，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明提供的稠化剂ASD-3SL展示(放置5个月)。
图2为本发明提供的稠化剂ASD-3SL在不同水样中的溶胀性能测试结果。
图3为本发明提供的稠化剂ASD-3SL溶液与配套交联剂的作用情况。
图4为本发明提供的稠化剂ASD-3SL配套的压裂液耐温、耐剪切能力测试情况。
图5为本发明提供的稠化剂ASD-3SL用于滑溜水的在线压裂施工曲线。
图6为本发明提供的稠化剂ASD-3SL用于高温压裂液的在线压裂施工曲线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
若未特别指出，实施例中涉及到的化学用品均可从常规手段获得。
若未特别指出，实施例中涉及到的百分号“％”均为质量百分比。
实施例1
一种制备用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂的方法，具体步骤如下：
S1、按如下质量百分比称取各原料组分：丙烯酰胺14.5％、丙烯酸：5.4％、富马酸0.1％、甲基丙烯酸甲酯0.4％、十二烷基二甲基烯丙基氯化铵0.8％、pH调节剂6％、醋酸钠2.5％、聚氧乙烯月桂醚(Brij 30)8％、三乙醇胺28％、过硫酸钾0.07％、其余组分为去离子水。
S2、丙烯酸溶液中和
在搅拌条件下，向配料罐中入总体系所需的去离子水的95％(预留5％用于溶解引发剂)，加入pH值调节剂(质量比KOH：NaHCO3＝2:1)，搅拌至完全溶解，再向溶液中加入的丙烯酸进行中和反应，得到含丙烯酸钠的丙烯酸中和产物，中和后溶液pH值在7.3。
S3、反应相的制备：
通过液氮循环冷却装置，保持配料罐内温度在15～20℃，依次向配料罐中加入的醋酸钠、丙烯酰胺、富马酸、甲基丙烯酸甲酯、十二烷基二甲基烯丙基氯化铵，搅拌或循环均匀，得到反应相。
S4、连续相的制备
在搅拌条件下，将三乙醇胺加入到乳化反应釜中釜体中，再加入聚氧乙烯月桂醚(Brij30)，使连续相的HLB值在9.5。
S5、反相微乳液的制备
对乳化反应釜夹层进行液氮循环，维持温度在20℃，向反应釜内底部通氮气驱氧60min；开启乳化反应釜顶部搅拌器和氮气真空加料装置，利用氮气真空加料装置将步骤S3制得的反应相缓慢吸入乳化反应釜中，在转速1800～2500rpm高速搅拌下使两相充分乳化，20min吸料完成后，继续通氮气和高速搅拌120min，充分乳化完成后乳液变为淡蓝色或淡黄色透明液体。
S6、聚合反应
停止通氮气，降低搅拌速率至600～1200rpm继续搅拌，对乳化反应釜加热并恒温在28.5℃，用预留的体系所需去离子水溶解过硫酸钾并缓慢加入反应体系中，加入完成后，在中速搅拌的情况的反应3h，聚合反应完成，得到用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂。
实施例2
一种制备用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂的方法，其具体制备方法步骤如下：
S1、按如下质量百分比称取各原料组分：丙烯酰胺10.5％、丙烯酸8％、柠康酸0.03％、甲基丙烯酸乙酯0.5％、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0.6％、pH调节剂NaOH 5％、增溶剂3％、复合乳化剂9％、异辛烷33％、过氧化苯甲酰和N，N-二甲基苯胺(质量比1:1)0.07％、其余组分为去离子水；
S2、丙烯酸溶液中和
在搅拌条件下，向配料罐中入总体系所需的去离子水的95％(预留5％用于溶解引发剂)，加入pH值调节剂NaOH，搅拌至完全溶解，再向溶液中加入丙烯酸进行中和反应，得到含丙烯酸钠的丙烯酸中和产物，中和后溶液pH值在7.2。
S3、反应相的制备
通过液氮循环冷却装置，保持配料罐内温度在20℃，依次向配料罐中加入增溶剂(质量比氯化钠：醋酸钠＝1:1)、丙烯酰胺、柠康酸、甲基丙烯酸乙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，搅拌或循环均匀，得到反应相。
S4、连续相的制备
在搅拌条件下，将异辛烷加入到乳化反应釜中釜体中，再加入复合乳化剂(质量比脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3：脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)＝1.2:1)，使连续相的HLB值在9.1。
S5、反相微乳液的制备
对乳化反应釜夹层进行液氮循环，维持温度在20℃，向反应釜内底部通氮气驱氧50min；开启乳化反应釜顶部搅拌器和氮气真空加料装置，利用氮气真空加料装置将步骤S3制得的反应相缓慢吸入乳化反应釜中，在转速1800～2500rpm高速搅拌下使两相充分乳化，10min吸料完成后，继续通氮气和高速搅拌60min，充分乳化完成后乳液变为淡蓝色或淡黄色透明液体。
S6、聚合反应
停止通氮气，降低搅拌速率至600～1200rpm继续搅拌，对乳化反应釜加热并恒温在30℃，将预留的5％去离子水分成两等份，分别加入相同质量的过氧化苯甲酰和N，N-二甲基苯胺，先向体系中加入过氧化苯甲酰溶液，隔10min后再加入N，N-二甲基苯胺溶液；加入完成后，搅拌反应3h，聚合反应完成，得到用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂。
实施例3
一种用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂的制备方法，其具体操作步骤为：
S1、按如下质量百分比称取各原料组分：丙烯酰胺12.5％、丙烯酸8.3％、马来酸0.03％、功能单体A0.3％、乙烯基膦酸0.55％、pH调节剂4.6％、氯化钠2.2％、复合乳化剂8.8％、环己烷35％、过硫酸钾和亚硫酸氢钠(质量比2:1)0.05％、其余组分为去离子水。
S2、丙烯酸溶液中和
在搅拌条件下，向配料罐中入总体系所需的去离子水的95％(预留5％用于溶解引发剂)，加入pH值调节剂(质量比NaOH：Na2CO3＝3:1)，搅拌至完全溶解，再向溶液中加入丙烯酸进行中和反应，得到含丙烯酸钠的丙烯酸中和产物，中和后溶液pH值在7.4。
S3、反应相的制备
通过液氮循环冷却装置，保持配料罐内温度在18℃，依次向配料罐中加入氯化钠、丙烯酰胺、马来酸、功能单体A(质量比甲基丙烯酸甲酯：甲基丙烯酸乙酯＝1:1)、乙烯基膦酸，搅拌或循环均匀，得到反应相。
S4、连续相的制备
在搅拌条件下，将环己烷加入到乳化反应釜中釜体中，再加入复合乳化剂(质量比失水山梨醇脂肪酸酯(司盘80)：聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(吐温60)＝0.76：1)，使连续相的HLB值在8.9。
S5、反相微乳液的制备
对乳化反应釜夹层进行液氮循环，维持温度在20℃，向反应釜内底部通氮气驱氧60min；开启乳化反应釜顶部搅拌器和氮气真空加料装置，利用氮气真空加料装置将步骤S3制得的反应相缓慢吸入乳化反应釜中，在转速1800～2500rpm高速搅拌下使两相充分乳化，20min吸料完成后，继续通氮气和高速搅拌90min，充分乳化完成后乳液变为淡蓝色或淡黄色透明液体；
S6、聚合反应
停止通氮气，降低搅拌速率至600～1200rpm继续搅拌，对乳化反应釜加热并恒温在32℃，将预留的5％去离子水分成两等份，分别溶解质量比为2:1的过硫酸钾和亚硫酸氢钠，先向体系中加入过硫酸钾溶液，隔8min后再加入亚硫酸氢钠溶液；加入完成后，搅拌反应2.5h，聚合反应完成，得到所需的用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂。该产品性能最优，并且产品命名速溶压裂液用稠化剂ASD-3SL，下面对ASD-3SL做相关性能评价。
(1)稠化剂ASD-3SL常温稳定性评价
取200ml合成产品ASD-3SL装入密封丝口瓶中，在常温条件下放置，每隔一定时间(1个月)观察乳液外观性状，图1为产品放置5个月后的展示图。并取样配制2wt％的溶液，用六速旋转粘度计在170s-1下测试其表观黏度变化情况并记录，测试结果见表1。
从表1可以看出，ASD-3SL在5个月内乳液均匀，无分层、沉淀，配制的稠化剂溶液的表观黏度基本无变化，说明该产品常温稳定性强，放置较长时间后其性能几乎不受影响。
表1、ASD-3SL常温稳定性测试结果
Figure BDA0001679381210000071
(2)稠化剂ASD-3SL溶胀性能评价
采用总矿化度分别为220mg/L、18900mg/L、27000mg/L的自来水、盐水1、盐水2三种配液水配制2％的ASD-3SL溶液，测试稠化剂溶液在不同时间段的表观粘度，测试结果见图2。可以看出，ASD-3SL稠化剂的溶胀速度和表观粘度受矿化度的影响较小，配制2％的溶液在8min之内就能全部溶胀。
(3)稠化剂ASD-3SL溶液与配套交联剂的作用评价
配制1％的ASD-3SL溶液，加入配套交联剂与溶液产生弱交联从而形成具有可逆结构的弱凝胶压裂液，交联剂加量与稠化剂溶液表观粘度的变化曲线见图3。可以看出交联剂与稠化剂溶液作用存在一个最佳比例，超过用量，体系性能不会提高反而降低，所以要优化好交联剂的用量，使整个体系性能最优。
(4)稠化剂ASD-3SL配套的压裂液耐温耐剪切性能评价
利用ASD-3SL优化形成的配套加砂压裂液配方见表2，配方的耐温耐剪切测试结果见图4。压裂液经过800s-1的高速剪切时液体粘度低，但剪切速率降至170s-1后粘度又迅速上升，120min后压裂液粘度保持在50mPa·s以上，说明其耐温耐剪切性能优良。
表2、ASD-3SL配套压裂液配方组分及用量(160℃)
组分 速溶乳液稠化剂 粘土稳定剂 弱交联剂 配液水
产品名称 速溶压裂液用乳液稠化剂 氯化钾 高温交联剂 自来水
产品代号 ASD-3SL KCl A-180G --
用量(％) 4.0 1.0 1.2 93.8
应用实施例1
本发明提供的稠化剂ASD-3SL用于滑溜水的在线压裂施工实例
沁水盆地南部煤层气SN017-3D井，目的层1065.8～1071.6m，针对煤层地质特点和现场施工条件的局限性，寻求能够进行在线压裂施工的低伤害压裂液，探索高效开采煤层气的新技术，因此该井采用本发明提供的乳液稠化剂ASD-3SL配制滑溜水进行在线施工，压裂液配方为：0.15％乳液稠化剂ASD-3SL+1％KCl。
施工层段属低渗煤层，采用滑溜水进行大排量加砂压裂应以造长缝为主，同时做到裂缝导流能力与地层条件的匹配。该井于施工情况如下：试压40MPa不刺不漏合格，加入前置液167m3(包括活性水)，5％砂比加粉砂5m3，携砂液227m3，施工排量8m3/min，加中砂35m3粗砂10m3，平均砂比19.8％，施工压力26-33MPa，顶替液14m3，停泵压力35.6MPa，停泵后保持100min测得压降22.45MPa。整个在线施工过程顺利，施工压力低并且加砂量大(最高砂比达32％)，说明本发明提供的乳液稠化剂ASD-3SL用作滑溜水时，不仅降阻效果好，并且具有一定的携砂能力，在煤层气、页岩气等非常规油气藏在线压裂施工方面具有巨大优势和应用前景，滑溜水的在线压裂施工曲线见图5。
应用实施例2
本发明提供的稠化剂ASD-3SL用于高温压裂液的在线压裂施工实例
青海油田某井位于柴达木盆地南翼山构造，措施井段3475.50-3677.40m分三层，温度128.2℃，储层岩性主要为粉砂质泥晶灰岩、藻灰岩，储层平均孔隙度14.8％，平均渗透率4.7mD，属中孔低渗储层。油层地层排出水中氯离子含量12722mg/L，总矿化度平均19290mg/L。该井采用本发明提供的乳液稠化剂ASD-3SL配制130℃弱凝胶压裂液进行在线施工，ASD-3SL用量2.5％就能满足抗温和携砂的要求。
该井进行投球分层压裂施工，共压裂三层，最高施工压力60.80MPa，最大排量4.00m3/min，施工总液量335.90m3，共加砂45.00m3，平均砂比23.12％，净液量294.90m3。其中第一层加砂难度较大，砂比28％以后压力升高快；而第二、三层加砂顺利，并且随加砂的进行压力不断降低，最高砂比达42％，说明该压裂液抗温和携砂性能完全能满足压裂施工要求。高温压裂液的在线压裂施工曲线见图6。
综上所述，本发明提供了一种既能连续混配和在线施工，又具有优良的耐温耐剪切和抗盐性能的反相微乳液稠化剂及其制备方法。制备出的稠化剂可用作滑溜水降阻剂和加砂压裂液稠化剂，在低用量下具有优良的降阻性能，在高用量下与配套交联剂形成弱凝胶，具有优良的耐高剪切性能和携砂性能，可满足30～160℃储层的压裂施工要求，已在现场实施数井次。改善了现有丙烯酰胺类乳液稠化剂存在的耐温、耐盐、耐剪切性能差的问题，同时避免了丙烯酰胺类干粉稠化剂在连续混配和在线施工方面存在的缺陷。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分构成：
丙烯酰胺10.0～15.0％、丙烯酸：5.0～8.5％、强亲水单体0.02～0.15％、功能单体A0.1～0.5％、功能单体B 0.5～1.5％、pH调节剂3.0～8.0％、增溶剂2.0～3.0％、复合乳化剂7.0～9.0％、油溶剂20.0～35.0％、引发剂0.05～0.07％、其余组分为去离子水；
所述功能单体A为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或两者按质量比1:1的混合物；
所述功能单体B为乙烯基膦酸；
所述pH调节剂为NaOH、KOH、NaOH与Na2CO3的混合物、NaOH与NaHCO3的混合物、KOH与Na2CO3的混合物、KOH与NaHCO3的混合物中的一种；
所述引发剂为油溶性引发剂过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰与N，N-二甲基苯胺的氧化还原体系、偶氮二异丁腈中的一种或水溶性引发剂过硫酸钾、过硫酸钾与亚硫酸氢钠的氧化还原体系、过硫酸铵与亚硫酸钠的氧化还原体系中的一种；
所述增溶剂为氯化钾、氯化钠、醋酸钠、甲酸钠、苯甲酸钠、尿素中的一种或两种按质量比1:1的混合物；
反相微乳液稠化剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、按以下质量百分比称取原料组分：丙烯酰胺10.0～15.0％、丙烯酸：5.0～8.5％、强亲水单体0.02～0.15％、功能单体A0.1～0.5％、功能单体B 0.5～1.5％、pH调节剂3.0～8.0％、增溶剂2.0～3.0％、复合乳化剂7.0～9.0％、油溶剂20.0～35.0％、引发剂0.05～0.07％、其余组分为去离子水；
S2、丙烯酸溶液中和
将体系所需去离子水总量的95％加入配料罐中，然后加入pH调节剂，搅拌至完全溶解，再加入丙烯酸进行中和反应，中和至溶液pH值为7～8，得到含丙烯酸钠的丙烯酸中和产物；
S3、反应相的制备
通过液氮循环冷却方式维持配料罐内温度在15～20℃，依次向配料罐中加入增溶剂、丙烯酰胺、强亲水单体、功能单体A、功能单体B，搅拌均匀，制得反应相，待用；
S4、连续相的制备
在搅拌条件下，将油溶剂加入到反应釜中，再加入复合乳化剂，混合均匀，得到连续相；
S5、反相微乳液的制备
对反应釜夹层进行液氮循环冷却，维持温度在15～20℃，向反应釜内底部通氮气驱氧30～60min；开启反应釜的搅拌器，采用真空加料装置将步骤S2制得的反应相缓慢吸入反应釜中，以转速1800～2500rpm搅拌使两相充分乳化，10～20min吸料完成后，继续通氮气和高速搅拌60～120min，充分乳化，得到淡蓝色或淡黄色透明乳液；
S6、聚合反应
得到透明乳液后，停止通氮气，降低搅拌速率至600～1200rmp继续搅拌，将反应釜加热至27～33℃，将引发剂加入到剩余的5％去离子水中搅拌均匀，然后将引发剂与水的混合液缓慢加入反应釜中，加完后搅拌反应2～3h进行聚合反应，得到用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂。
2.如权利要求1所述的用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂，其特征在于，所述强亲水单体为马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、中康酸中的一种。
3.如权利要求1所述的用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂，其特征在于，所述油溶剂为环己烷、正丁醇、异辛烷、白油、液体石蜡、三乙醇胺、甲苯、苯乙烯中的一种。
4.如权利要求1所述的用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂，其特征在于，所述复合乳化剂为型号Brij 30的聚氧乙烯月桂醚或型号Atlas G-2125的四乙二醇单月桂酸酯，或以下双组分体系中的一种：司盘80与吐温60的组合体系、司盘80与型号TX-10的壬基酚聚氧乙烯醚的组合体系、型号AtlasG-2140的四乙二醇单油酸酯与型号TX-10的壬基酚聚氧乙烯醚的组合体系、型号AEO-3的脂肪醇聚氧乙烯醚与型号AEO-9的脂肪醇聚氧乙烯醚的组合体系、型号Emcol PL-50的丙二醇脂肪酸酯与型号Brij 35的聚氧乙烯月桂醚的组合体系。
5.如权利要求1所述的用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂，其特征在于，所述步骤S4中，通过调节加入的复合乳化剂的用量或两种乳化剂的复配比例，得到HLB值为8.4～9.8的连续相。
6.如权利要求1所述的用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂，其特征在于，所述步骤S6中，若引发剂为过氧化苯甲酰与N，N-二甲基苯胺的氧化还原体系、过硫酸钾与亚硫酸氢钠的氧化还原体系、或过硫酸铵与亚硫酸钠的氧化还原体系，将剩余的5％去离子水分为两等份，分别加入氧化剂和还原剂并搅拌混合均匀，然后首先向反应釜中加入含有氧化剂的去离子水，5～10min后再加入含有还原剂的去离子水。
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