CN112391155B - 一种油气开采用高分子减阻剂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种油气开采用高分子减阻剂，由减阻成分、成膜组分和微晶蜡组成；一种油气开采用高分子减阻剂的制备工艺包括如下步骤：第一步、制备减阻成分；第二步、制备成膜组分；第三步、称取减阻成分和成膜组分，将成膜组分和减阻成分加热至熔融，搅拌混合，然后在干燥至恒重得到第一组分，然后将微晶蜡加热至完全溶解，将第一组分浸入溶解后的微晶蜡中后取出，然后迅速加入去离子水中迅速固化，晾干得到一种油气开采用高分子减阻剂。本发明合成的减阻剂易溶于水，减阻效果好。

Description

一种油气开采用高分子减阻剂及其制备工艺
技术领域
本发明属于油田应用技术领域，具体涉及一种油气开采用高分子减阻剂及其制备工艺。
背景技术
当流体中含有某些特定物质时，其在湍流状态下的摩擦阻力会大大降低，这种现象称为减阻，能够实现减阻的添加剂称为减阻剂。减阻剂可分为水溶性减阻剂和油溶性减阻剂，油溶性减阻剂根据作用原理又分为两类：一类是有超高分子量的高柔性线型高分子，主要有烯烃均聚物或共聚物、聚甲基丙烯酸酯等；另一类是表面活性化合物。
随着页岩油气的广泛勘探和开发，以提高储层渗透率为目的的滑溜水压裂受到越来越广泛的关注。滑溜水是指在清水或盐水中分别加入少量减阻剂、助排剂和粘土稳定剂等的工作液。在压裂施工过程中，这种工作液以高压快速的方式注入地下，压裂油气储层，提高渗透率，从而增加油气产能。
高分子减阻剂可以在用量很小的情况下，达到很高的减阻效果。高分子减阻剂的减阻效果同其分子量的高低有关，极易因分子量的断裂而使其分子量降低，甚至失去减阻功能，即剪切降解。这种降解是永久性的、不可逆的，并且高分子减阻剂分子量越高，它对剪切力的敏感程度也越高。因为存在剪切降解，所以流体在流过一段路程或流经高剪切部件后，需要再补充减阻剂以维持其减阻效果，这是高分子减阻剂最大的不足。
发明内容
本发明提供一种油气开采用高分子减阻剂及其制备工艺。
本发明要解决的技术问题：因为存在剪切降解，所以流体在流过一段路程或流经高剪切部件后，需要再补充减阻剂以维持其减阻效果减阻剂在加工过程中，温度过高时也会影响减阻剂的减阻率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
由减阻成分、成膜组分和微晶蜡组成；
该油气开采用高分子减阻剂通过如下步骤制备：
第一步、制备减阻成分；
第二步、制备成膜组分；
第三步、按照质量比（3-4）：2称取减阻成分和成膜组分，设置温度为100-140℃，将成膜组分和减阻成分加热至熔融，搅拌混合50-60min，然后在60±2℃干燥至恒重得到第一组分，然后将微晶蜡在95±2℃加热至完全溶解，将第一组分浸入溶解后的微晶蜡中10±2s后取出，然后迅速加入去离子水中迅速固化，晾干得到一种油气开采用高分子减阻剂，其中，微晶蜡的用量为减阻成分和成膜组分质量总和的1-2倍；
减阻成分的制备过程包括如下步骤：
步骤S11、将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水混合，混合后用氢氧化钠调节pH值为7-8，调节完pH值后，设置温度为40-46℃；在氮气保护条件下，加入过硫酸铵和亚硫酸钠，搅拌反应，然后密封保存，得到聚合物分散剂；
步骤S12、将单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚搅拌溶解后，用氢氧化钠调节pH值为7-8，设置温度为40-46℃；在氮气保护条件下，加入亚硫酸钠和去离子水，然后加入过硫酸铵，反应得到减阻成分；
单体A通过如下步骤制备：
步骤S21、将去离子水和亚硫酸钠混合，然后边搅拌边滴加乙烯基苯甲醛，反应结束后，减压抽滤，将得到的滤饼干燥至恒重，得到中间体1；将中间体1、邻苯二胺和对叔丁基邻苯二酚加入N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌反应1-2h，反应结束后，用氢氧化钠调节反应液的pH值为10±0.5，得到单体A；
成膜组分通过如下步骤制备：
步骤A1、将壳聚糖和去离子水、甲酸和甲醛加入反应釜中，设置温度为20±5℃搅拌10±5min，然后将温度升为70±5℃，继续搅拌反应12±2h，反应结束后，将得到的反应液的温度降至室温，用氢氧化钠溶液调节pH值为11-13，析出沉淀，减压抽滤，将得到的滤饼用去离子水洗涤至中性，洗涤结束后干燥至恒重，得到固体a；
步骤A2、将固体a和吡咯烷酮混合，在温度为60±5℃条件下搅拌反应12±2h，然后加入碘化钠和溴乙烷，保持温度和转速不变，继续搅拌5-7h，搅拌结束后将得到的反应液和丙酮混合析出沉淀，减压抽滤，得到固体b；
步骤A3、将苯酚和氯化偏苯三酸酐混合搅拌至溶解，然后加入吡啶和四氢呋喃，在25±5℃搅拌反应12±2h，反应结束后用蒸发除去四氢呋喃，得到混合物c，在氮气保护条件下，加入固体b和乙酸，设置温度为0-5℃，搅拌反应1±0.5h，然后将温度升为120±5℃，反应5-8h，反应结束后，将得到反应液和去离子水混合，减压抽滤，将得到滤饼用去离子水洗涤，干燥后得到成膜组分。
进一步优选地，减阻成分的制备过程包括如下步骤：
步骤S11、将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水加入三口烧瓶中混合，混合后用氢氧化钠调节pH值为7-8，调节完pH值后，设置温度为40-46℃、转速为600r/min；在氮气保护条件下，加入过硫酸铵和亚硫酸钠，搅拌反应4h，，然后密封保存，得到聚合物分散剂；
步骤S12、将单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚加入三口烧瓶中，搅拌溶解后，用氢氧化钠调节pH值为7-8，设置温度为40-46℃、转速为600r/min；在氮气保护条件下，加入亚硫酸钠和去离子水，搅拌5min，然后加入过硫酸铵，保持温度和转速不变，继续搅拌3h，得到减阻成分。
进一步地，步骤S11中2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水的用量比为1g：5mL；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、过硫酸铵和亚硫酸钠的质量比为300：（1-3）：（1-3）；步骤S12中单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚的质量比为（10-20）：20：20：20：10：25：0.1：0.3；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、亚硫酸钠、去离子水和过硫酸铵的质量比为300：（1-3）：20：（1-3）。
进一步优选地，单体A通过如下步骤制备：
步骤S21、将去离子水和亚硫酸钠加入三口烧瓶中，设置温度为25℃、转速为400r/min，然后边搅拌边滴加乙烯基苯甲醛，保持温度和转速不变，继续搅拌反应40-60min，反应结束后，减压抽滤，将得到的滤饼在40℃干燥至恒重，得到中间体1；将中间体1、邻苯二胺和对叔丁基邻苯二酚加入N，N-二甲基甲酰胺中，设置温度为50℃、转速为400r/min，搅拌反应1-2h，反应结束后，用氢氧化钠调节反应液的pH值为10，得到单体A；
进一步地，步骤S21中离子水、亚硫酸钠和对乙烯基苯甲醛的用量比为30mL：15g：5g；中间体1、邻苯二胺、对叔丁基邻苯二酚和N，N-二甲基甲酰胺的用量比为2.4-3g：1.1g：10mg：30mL。
进一步优选地，成膜组分通过如下步骤制备：
步骤A1、将壳聚糖和去离子水、甲酸和质量分数37%的甲醛加入反应釜中，设置温度为20℃、转速为300r/min，搅拌10min，然后将温度升为70℃，保持转速不变继续搅拌反应12h，反应结束后，将得到的反应液的温度降至室温，用质量分数10%的氢氧化钠溶液调节pH值为11-13，析出沉淀，减压抽滤，将得到的滤饼用去离子水洗涤至中性，洗涤结束后在60℃干燥至恒重，得到固体a；
步骤A2、将固体a和吡咯烷酮混合，在温度为60℃、转速为400r/min条件下搅拌反应12h，然后加入碘化钠和溴乙烷，保持温度和转速不变，继续搅拌5-7h，搅拌结束后将得到的反应液和5倍体积的丙酮混合析出沉淀，减压抽滤，得到固体b；
步骤A3、将苯酚和氯化偏苯三酸酐混合搅拌至溶解，然后加入吡啶和四氢呋喃，在25℃搅拌反应12h，反应结束后用旋转蒸发仪除去四氢呋喃，得到混合物c，在氮气保护条件下，加入固体b和乙酸，设置温度为0-5℃，搅拌反应1h，然后将温度升为120℃，反应5-8h，反应结束后，将得到反应液和5倍反应液体积的去离子水混合，减压抽滤，将得到滤饼用去离子水洗涤，在50℃干燥，得到成膜组分。
进一步地，步骤A1中壳聚糖、去离子水、甲酸和质量分数37%的甲醛的用量比为（5-7g）：45mL：7mL：15mL；步骤A2中固体a、吡咯烷酮、碘化钠和溴乙烷的用量比为（1.2-1.4g）：60mL：1.8g：5g；步骤A3中苯酚、氯化偏苯三酸酐、吡啶和四氢呋喃的用量比为0.05mol：0.05mol：0.05mol：300mL，混合物c、固体b和乙酸的用量比为5g：10g：300mL。
本发明的有益效果：
减阻剂需要具有良好的溶解性、耐剪切性和黏弹性，常规聚丙烯酰胺分子链中支链数量较少，离子性较弱，疏水缔合度较低，引入阳离子型的疏水单体，提高了减阻成分的分子的疏水缔合度，增加体系的黏弹性，十八烷基二甲基烯丙基氯化铵在聚合物分子链中依靠分子间缔合产生疏水微区，改变体系的流变性特征。单体A为芳香族的苯并咪唑具有以下优点：耐高温、阻燃、耐辐射；耐酸碱、机械性能良好；热力学性能良好，将单体A引入减阻成分的分子链中，提高了减阻成分的稳定性。
壳聚糖具有优良的成膜性能和可生物降解性，成膜组分壳聚糖上的胺基与甲醛反应生成三级胺化合物，即为固体a，固体a、碘化钠和溴乙烷反应制得固体b，固体b为长链烷基壳聚糖季铵盐，具有双亲性，壳聚糖在高温条件下，壳聚糖自身会发生降解，苯酚上的酚羟基和氯化偏苯三酸酐上的氯发生取代反应，得到混合物c，混合物c上的酸酐结构可与固体b中未反应的氨基发生，生成含有酰亚胺环结构的成膜组分，该结构提高了成膜组分的热稳定性，防止在加工过程中自身发生降解。
微晶蜡是从原油分馏提炼无色无味固状饱和性碳氢类化合物类混合物，先将减阻成分和成膜组分混合，然后再用微晶蜡包覆，在使用过程中，释放减阻成分，同时，减阻成分和成膜组分都具有一定的耐高温性能，成膜组分还具有抗菌性，提高了减阻剂的储存的稳定性和加工稳定性，保证了使用效果，且环保，可循环使用，使用成本低。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
未特别说明的情况下，以下实施例中各个原料均选择常规市售产品，不再赘述。
实施例1
一种油气开采用高分子减阻剂，由减阻成分、成膜组分和微晶蜡组成；
该油气开采用高分子减阻剂通过如下步骤制备：
第一步、制备减阻成分；
第二步、制备成膜组分；
第三步、按照质量比3：2称取减阻成分和成膜组分，设置温度为100℃，将成膜组分和减阻成分加热至熔融，搅拌混合50min，然后在60±2℃干燥至恒重得到第一组分，然后将微晶蜡在95±2℃加热至完全溶解，将第一组分浸入溶解后的微晶蜡中10±2s后取出，然后迅速加入去离子水中迅速固化，晾干得到一种油气开采用高分子减阻剂，其中，微晶蜡的用量为减阻成分和成膜组分质量总和的1倍。
其中，减阻成分的制备过程包括如下步骤：
步骤S11、将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水加入三口烧瓶中混合，混合后用氢氧化钠调节pH值为7，调节完pH值后，设置温度为40℃、转速为600r/min；在氮气保护条件下，加入过硫酸铵和亚硫酸钠，搅拌反应4h，然后密封保存，得到聚合物分散剂；
步骤S12、将单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚加入三口烧瓶中，搅拌溶解后，用氢氧化钠调节pH值为7，设置温度为40℃、转速为600r/min；在氮气保护条件下，加入亚硫酸钠和去离子水，搅拌5min，然后加入过硫酸铵，保持温度和转速不变，继续搅拌3h，得到减阻成分。
其中，步骤S11中2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水的用量比为1g：5mL；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、过硫酸铵和亚硫酸钠的质量比为300：1：1；步骤S12中单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚的质量比为10：20：20：20：10：25：0.1：0.3；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、亚硫酸钠、去离子水和过硫酸铵的质量比为300：1：20：1。
其中，单体A通过如下步骤制备：
步骤S21、将去离子水和亚硫酸钠加入三口烧瓶中，设置温度为25℃、转速为400r/min，然后边搅拌边滴加乙烯基苯甲醛，保持温度和转速不变，继续搅拌反应40min，反应结束后，减压抽滤，将得到的滤饼在40℃干燥至恒重，得到中间体1；将中间体1、邻苯二胺和对叔丁基邻苯二酚加入N，N-二甲基甲酰胺中，设置温度为50℃、转速为400r/min，搅拌反应1h，反应结束后，用氢氧化钠调节反应液的pH值为10，得到单体A。
其中，步骤S21中离子水、亚硫酸钠和对乙烯基苯甲醛的用量比为30mL：15g：5g；中间体1、邻苯二胺、对叔丁基邻苯二酚和N，N-二甲基甲酰胺的用量比为2.4g：1.1g：10mg：30mL。
其中，成膜组分通过如下步骤制备：
步骤A1、将壳聚糖和去离子水、甲酸和质量分数37%的甲醛加入反应釜中，设置温度为20℃、转速为300r/min，搅拌10min，然后将温度升为70℃，保持转速不变继续搅拌反应12h，反应结束后，将得到的反应液的温度降至室温，用质量分数10%的氢氧化钠溶液调节pH值为11，析出沉淀，减压抽滤，将得到的滤饼用去离子水洗涤至中性，洗涤结束后在60℃干燥至恒重，得到固体a；
步骤A2、将固体a和吡咯烷酮混合，在温度为60℃、转速为400r/min条件下搅拌反应12h，然后加入碘化钠和溴乙烷，保持温度和转速不变，继续搅拌5h，搅拌结束后将得到的反应液和5倍体积的丙酮混合析出沉淀，减压抽滤，得到固体b；
步骤A3、将苯酚和氯化偏苯三酸酐混合搅拌至溶解，然后加入吡啶和四氢呋喃，在25℃搅拌反应12h，反应结束后用旋转蒸发仪除去四氢呋喃，得到混合物c，在氮气保护条件下，加入固体b和乙酸，设置温度为0℃，搅拌反应1h，然后将温度升为120℃，反应5h，反应结束后，将得到反应液和5倍反应液体积的去离子水混合，减压抽滤，将得到滤饼用去离子水洗涤，在50℃干燥，得到成膜组分。
其中，步骤A1中壳聚糖、去离子水、甲酸和质量分数37%的甲醛的用量比为5g：45mL：7mL：15mL；步骤A2中固体a、吡咯烷酮、碘化钠和溴乙烷的用量比为1.2g：60mL：1.8g：5g；步骤A3中苯酚、氯化偏苯三酸酐、吡啶和四氢呋喃的用量比为0.05mol：0.05mol：0.05mol：300mL，混合物c、固体b和乙酸的用量比为5g：10g：300mL。
实施例2
一种油气开采用高分子减阻剂，由减阻成分、成膜组分和微晶蜡组成；
该油气开采用高分子减阻剂通过如下步骤制备：
第一步、制备减阻成分；
第二步、制备成膜组分；
第三步、按照质量比3：2称取减阻成分和成膜组分，设置温度为120℃，将成膜组分和减阻成分加热至熔融，搅拌混合55min，然后在60±2℃干燥至恒重得到第一组分，然后将微晶蜡在95±2℃加热至完全溶解，将第一组分浸入溶解后的微晶蜡中10±2s后取出，然后迅速加入去离子水中迅速固化，晾干得到一种油气开采用高分子减阻剂，其中，微晶蜡的用量为减阻成分和成膜组分质量总和的1.5倍。
其中，减阻成分的制备过程包括如下步骤：
步骤S11、将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水加入三口烧瓶中混合，混合后用氢氧化钠调节pH值为7，调节完pH值后，设置温度为43℃、转速为600r/min；在氮气保护条件下，加入过硫酸铵和亚硫酸钠，搅拌反应4h，然后密封保存，得到聚合物分散剂；
步骤S12、将单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚加入三口烧瓶中，搅拌溶解后，用氢氧化钠调节pH值为7，设置温度为43℃、转速为600r/min；在氮气保护条件下，加入亚硫酸钠和去离子水，搅拌5min，然后加入过硫酸铵，保持温度和转速不变，继续搅拌3h，得到减阻成分。
其中，步骤S11中2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水的用量比为1g：5mL；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、过硫酸铵和亚硫酸钠的质量比为300：2：2；步骤S12中单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚的质量比为15：20：20：20：10：25：0.1：0.3；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、亚硫酸钠、去离子水和过硫酸铵的质量比为300：2：20：2。
其中，单体A通过如下步骤制备：
步骤S21、将去离子水和亚硫酸钠加入三口烧瓶中，设置温度为25℃、转速为400r/min，然后边搅拌边滴加乙烯基苯甲醛，保持温度和转速不变，继续搅拌反应50min，反应结束后，减压抽滤，将得到的滤饼在40℃干燥至恒重，得到中间体1；将中间体1、邻苯二胺和对叔丁基邻苯二酚加入N，N-二甲基甲酰胺中，设置温度为50℃、转速为400r/min，搅拌反应1.5h，反应结束后，用氢氧化钠调节反应液的pH值为10，得到单体A。
其中，步骤S21中离子水、亚硫酸钠和对乙烯基苯甲醛的用量比为30mL：15g：5g；中间体1、邻苯二胺、对叔丁基邻苯二酚和N，N-二甲基甲酰胺的用量比为2.7g：1.1g：10mg：30mL。
其中，成膜组分通过如下步骤制备：
步骤A1、将壳聚糖和去离子水、甲酸和质量分数37%的甲醛加入反应釜中，设置温度为20℃、转速为300r/min，搅拌10min，然后将温度升为70℃，保持转速不变继续搅拌反应12h，反应结束后，将得到的反应液的温度降至室温，用质量分数10%的氢氧化钠溶液调节pH值为12，析出沉淀，减压抽滤，将得到的滤饼用去离子水洗涤至中性，洗涤结束后在60℃干燥至恒重，得到固体a；
步骤A2、将固体a和吡咯烷酮混合，在温度为60℃、转速为400r/min条件下搅拌反应12h，然后加入碘化钠和溴乙烷，保持温度和转速不变，继续搅拌6h，搅拌结束后将得到的反应液和5倍体积的丙酮混合析出沉淀，减压抽滤，得到固体b；
步骤A3、将苯酚和氯化偏苯三酸酐混合搅拌至溶解，然后加入吡啶和四氢呋喃，在25℃搅拌反应12h，反应结束后用旋转蒸发仪除去四氢呋喃，得到混合物c，在氮气保护条件下，加入固体b和乙酸，设置温度为2℃，搅拌反应1h，然后将温度升为120℃，反应6h，反应结束后，将得到反应液和5倍反应液体积的去离子水混合，减压抽滤，将得到滤饼用去离子水洗涤，在50℃干燥，得到成膜组分。
其中，步骤A1中壳聚糖、去离子水、甲酸和质量分数37%的甲醛的用量比为6g：45mL：7mL：15mL；步骤A2中固体a、吡咯烷酮、碘化钠和溴乙烷的用量比为1.3g：60mL：1.8g：5g；步骤A3中苯酚、氯化偏苯三酸酐、吡啶和四氢呋喃的用量比为0.05mol：0.05mol：0.05mol：300mL，混合物c、固体b和乙酸的用量比为5g：10g：300mL。
实施例3
一种油气开采用高分子减阻剂，由减阻成分、成膜组分和微晶蜡组成；
该油气开采用高分子减阻剂通过如下步骤制备：
第一步、制备减阻成分；
第二步、制备成膜组分；
第三步、按照质量比4：2称取减阻成分和成膜组分，设置温度为140℃，将成膜组分和减阻成分加热至熔融，搅拌混合60min，然后在60±2℃干燥至恒重得到第一组分，然后将微晶蜡在95±2℃加热至完全溶解，将第一组分浸入溶解后的微晶蜡中10±2s后取出，然后迅速加入去离子水中迅速固化，晾干得到一种油气开采用高分子减阻剂，其中，微晶蜡的用量为减阻成分和成膜组分质量总和的2倍。
其中，减阻成分的制备过程包括如下步骤：
步骤S11、将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水加入三口烧瓶中混合，混合后用氢氧化钠调节pH值为8，调节完pH值后，设置温度为46℃、转速为600r/min；在氮气保护条件下，加入过硫酸铵和亚硫酸钠，搅拌反应4h，然后密封保存，得到聚合物分散剂；
步骤S12、将单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚加入三口烧瓶中，搅拌溶解后，用氢氧化钠调节pH值为8，设置温度为46℃、转速为600r/min；在氮气保护条件下，加入亚硫酸钠和去离子水，搅拌5min，然后加入过硫酸铵，保持温度和转速不变，继续搅拌3h，得到减阻成分。
其中，步骤S11中2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水的用量比为1g：5mL；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、过硫酸铵和亚硫酸钠的质量比为300：3：3；步骤S12中单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚的质量比为20：20：20：20：10：25：0.1：0.3；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、亚硫酸钠、去离子水和过硫酸铵的质量比为300：3：20：3。
其中，单体A通过如下步骤制备：
步骤S21、将去离子水和亚硫酸钠加入三口烧瓶中，设置温度为25℃、转速为400r/min，然后边搅拌边滴加乙烯基苯甲醛，保持温度和转速不变，继续搅拌反应60min，反应结束后，减压抽滤，将得到的滤饼在40℃干燥至恒重，得到中间体1；将中间体1、邻苯二胺和对叔丁基邻苯二酚加入N，N-二甲基甲酰胺中，设置温度为50℃、转速为400r/min，搅拌反应2h，反应结束后，用氢氧化钠调节反应液的pH值为10，得到单体A。
其中，步骤S21中离子水、亚硫酸钠和对乙烯基苯甲醛的用量比为30mL：15g：5g；中间体1、邻苯二胺、对叔丁基邻苯二酚和N，N-二甲基甲酰胺的用量比为3g：1.1g：10mg：30mL。
其中，成膜组分通过如下步骤制备：
步骤A1、将壳聚糖和去离子水、甲酸和质量分数37%的甲醛加入反应釜中，设置温度为20℃、转速为300r/min，搅拌10min，然后将温度升为70℃，保持转速不变继续搅拌反应12h，反应结束后，将得到的反应液的温度降至室温，用质量分数10%的氢氧化钠溶液调节pH值为13，析出沉淀，减压抽滤，将得到的滤饼用去离子水洗涤至中性，洗涤结束后在60℃干燥至恒重，得到固体a；
步骤A2、将固体a和吡咯烷酮混合，在温度为60℃、转速为400r/min条件下搅拌反应12h，然后加入碘化钠和溴乙烷，保持温度和转速不变，继续搅拌7h，搅拌结束后将得到的反应液和5倍体积的丙酮混合析出沉淀，减压抽滤，得到固体b；
步骤A3、将苯酚和氯化偏苯三酸酐混合搅拌至溶解，然后加入吡啶和四氢呋喃，在25℃搅拌反应12h，反应结束后用旋转蒸发仪除去四氢呋喃，得到混合物c，在氮气保护条件下，加入固体b和乙酸，设置温度为5℃，搅拌反应1h，然后将温度升为120℃，反应8h，反应结束后，将得到反应液和5倍反应液体积的去离子水混合，减压抽滤，将得到滤饼用去离子水洗涤，在50℃干燥，得到成膜组分。
其中，步骤A1中壳聚糖、去离子水、甲酸和质量分数37%的甲醛的用量比为7g：45mL：7mL：15mL；步骤A2中固体a、吡咯烷酮、碘化钠和溴乙烷的用量比为1.4g：60mL：1.8g：5g；步骤A3中苯酚、氯化偏苯三酸酐、吡啶和四氢呋喃的用量比为0.05mol：0.05mol：0.05mol：300mL，混合物c、固体b和乙酸的用量比为5g：10g：300mL。
对比例1
本对比例为市面上常见的一种油气开采用高分子减阻剂。
对实施例1-3和对比例1的减阻剂进行性能测试，测试粘度条件为20℃清水，减阻剂添加的质量为0.1%，用六速旋转粘度计测量；测试减阻率的条件为20℃清水，减阻剂添加的质量为0.08%，流速≥13m/s，
测试结果如下表1所示：
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从上表1可知，本发明合成的一种油气开采用高分子减阻剂相对于市面上常见的减阻剂易溶于水，减阻效果好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种油气开采用高分子减阻剂的制备工艺，其特征在于，由减阻成分、成膜组分和微晶蜡组成；
该油气开采用高分子减阻剂通过如下步骤制备：
第一步、制备减阻成分；
第二步、制备成膜组分；
第三步、按照质量比（3-4）：2称取减阻成分和成膜组分，设置温度为100-140℃，将成膜组分和减阻成分加热至熔融，搅拌混合50-60min，然后在60±2℃干燥至恒重得到第一组分，然后将微晶蜡在95±2℃加热至完全溶解，将第一组分浸入溶解后的微晶蜡中10±2s后取出，然后迅速加入去离子水中迅速固化，晾干得到一种油气开采用高分子减阻剂，其中，微晶蜡的用量为减阻成分和成膜组分质量总和的1-2倍；
减阻成分的制备过程包括如下步骤：
步骤S11、将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水混合，混合后用氢氧化钠调节pH值为7-8，调节完pH值后，设置温度为40-46℃；在氮气保护条件下，加入过硫酸铵和亚硫酸钠，搅拌反应，然后密封保存，得到聚合物分散剂；
步骤S12、将单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚搅拌溶解后，用氢氧化钠调节pH值为7-8，设置温度为40-46℃；在氮气保护条件下，加入亚硫酸钠和去离子水，然后加入过硫酸铵，反应得到减阻成分；
单体A通过如下步骤制备：
步骤S21、将去离子水和亚硫酸钠混合，然后边搅拌边滴加乙烯基苯甲醛，反应结束后，减压抽滤，将得到的滤饼干燥至恒重，得到中间体1；将中间体1、邻苯二胺和对叔丁基邻苯二酚加入N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌反应1-2h，反应结束后，用氢氧化钠调节反应液的pH值为10±0.5，得到单体A；
成膜组分通过如下步骤制备：
步骤A1、将壳聚糖和去离子水、甲酸和甲醛加入反应釜中，设置温度为20±5℃搅拌10±5min，然后将温度升为70±5℃，继续搅拌反应12±2h，反应结束后，将得到的反应液的温度降至室温，用氢氧化钠溶液调节pH值为11-13，析出沉淀，减压抽滤，将得到的滤饼用去离子水洗涤至中性，洗涤结束后干燥至恒重，得到固体a；
步骤A2、将固体a和吡咯烷酮混合，在温度为60±5℃条件下搅拌反应12±2h，然后加入碘化钠和溴乙烷，保持温度和转速不变，继续搅拌5-7h，搅拌结束后将得到的反应液和丙酮混合析出沉淀，减压抽滤，得到固体b；
步骤A3、将苯酚和氯化偏苯三酸酐混合搅拌至溶解，然后加入吡啶和四氢呋喃，在25±5℃搅拌反应12±2h，反应结束后用蒸发除去四氢呋喃，得到混合物c，在氮气保护条件下，加入固体b和乙酸，设置温度为0-5℃，搅拌反应1±0.5h，然后将温度升为120±5℃，反应5-8h，反应结束后，将得到反应液和去离子水混合，减压抽滤，将得到滤饼用去离子水洗涤，干燥后得到成膜组分。
2.根据权利要求1所述的一种油气开采用高分子减阻剂的制备工艺，其特征在于，减阻成分的制备过程包括如下步骤：
步骤S11、将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水加入三口烧瓶中混合，混合后用氢氧化钠调节pH值为7-8，调节完pH值后，设置温度为40-46℃、转速为600r/min；在氮气保护条件下，加入过硫酸铵和亚硫酸钠，搅拌反应4h，然后密封保存，得到聚合物分散剂；
步骤S12、将单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚加入三口烧瓶中，搅拌溶解后，用氢氧化钠调节pH值为7-8，设置温度为40-46℃、转速为600r/min；在氮气保护条件下，加入亚硫酸钠和去离子水，搅拌5min，然后加入过硫酸铵，保持温度和转速不变，继续搅拌3h，得到减阻成分。
3.根据权利要求2所述的一种油气开采用高分子减阻剂的制备工艺，其特征在于，步骤S11中2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水的用量比为1g：5mL；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、过硫酸铵和亚硫酸钠的质量比为300：（1-3）：（1-3）；步骤S12中单体A、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、聚合物分散剂、硫酸铵、十二烷基硫醇和烷基酚聚氧乙烯醚的质量比为（10-20）：20：20：20：10：25：0.1：0.3；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、亚硫酸钠、去离子水和过硫酸铵的质量比为300：（1-3）：20：（1-3）。
4.根据权利要求1所述的一种油气开采用高分子减阻剂，其特征在于，单体A通过如下步骤制备：
步骤S21、将去离子水和亚硫酸钠加入三口烧瓶中，设置温度为25℃、转速为400r/min，然后边搅拌边滴加乙烯基苯甲醛，保持温度和转速不变，继续搅拌反应40-60min，反应结束后，减压抽滤，将得到的滤饼在40℃干燥至恒重，得到中间体1；将中间体1、邻苯二胺和对叔丁基邻苯二酚加入N，N-二甲基甲酰胺中，设置温度为50℃、转速为400r/min，搅拌反应1-2h，反应结束后，用氢氧化钠调节反应液的pH值为10，得到单体A。
5.根据权利要求4所述的一种油气开采用高分子减阻剂，其特征在于，步骤S21中离子水、亚硫酸钠和对乙烯基苯甲醛的用量比为30mL：15g：5g；中间体1、邻苯二胺、对叔丁基邻苯二酚和N，N-二甲基甲酰胺的用量比为2.4-3g：1.1g：10mg：30mL。
6.根据权利要求1所述的一种油气开采用高分子减阻剂的制备工艺，其特征在于，成膜组分通过如下步骤制备：
步骤A1、将壳聚糖和去离子水、甲酸和质量分数37%的甲醛加入反应釜中，设置温度为20℃、转速为300r/min，搅拌10min，然后将温度升为70℃，保持转速不变继续搅拌反应12h，反应结束后，将得到的反应液的温度降至室温，用质量分数10%的氢氧化钠溶液调节pH值为11-13，析出沉淀，减压抽滤，将得到的滤饼用去离子水洗涤至中性，洗涤结束后在60℃干燥至恒重，得到固体a；
步骤A2、将固体a和吡咯烷酮混合，在温度为60℃、转速为400r/min条件下搅拌反应12h，然后加入碘化钠和溴乙烷，保持温度和转速不变，继续搅拌5-7h，搅拌结束后将得到的反应液和5倍体积的丙酮混合析出沉淀，减压抽滤，得到固体b；
步骤A3、将苯酚和氯化偏苯三酸酐混合搅拌至溶解，然后加入吡啶和四氢呋喃，在25℃搅拌反应12h，反应结束后用旋转蒸发仪除去四氢呋喃，得到混合物c，在氮气保护条件下，加入固体b和乙酸，设置温度为0-5℃，搅拌反应1h，然后将温度升为120℃，反应5-8h，反应结束后，将得到反应液和5倍反应液体积的去离子水混合，减压抽滤，将得到滤饼用去离子水洗涤，在50℃干燥，得到成膜组分。
7.根据权利要求6所述的一种油气开采用高分子减阻剂的制备工艺，其特征在于，步骤A1中壳聚糖、去离子水、甲酸和质量分数37%的甲醛的用量比为（5-7g）：45mL：7mL：15mL；步骤A2中固体a、吡咯烷酮、碘化钠和溴乙烷的用量比为（1.2-1.4g）：60mL：1.8g：5g；步骤A3中苯酚、氯化偏苯三酸酐、吡啶和四氢呋喃的用量比为0.05mol：0.05mol：0.05mol：300mL，混合物c、固体b和乙酸的用量比为5g：10g：300mL。
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