CN113651927B - 一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物及其制备方法与应用 - Google Patents
一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113651927B CN113651927B CN202110994096.8A CN202110994096A CN113651927B CN 113651927 B CN113651927 B CN 113651927B CN 202110994096 A CN202110994096 A CN 202110994096A CN 113651927 B CN113651927 B CN 113651927B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- salt
- double
- thickening polymer
- monomer
- salt structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 92
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 89
- 230000008719 thickening Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000008398 formation water Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 29
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- -1 octadecyl dimethyl tertiary amine Chemical class 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 14
- CGCRIQNPIBHVCQ-UHFFFAOYSA-N 2-methylidenebutanedioyl dichloride Chemical compound ClC(=O)CC(=C)C(Cl)=O CGCRIQNPIBHVCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 12
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 11
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims description 9
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims description 9
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 claims description 8
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000010025 steaming Methods 0.000 claims description 6
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 3
- KTOIESNTVCLSFG-UHFFFAOYSA-N 1-chloropropan-2-ol;sodium Chemical compound [Na].CC(O)CCl KTOIESNTVCLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methyl-5-propan-2-ylcyclohex-2-en-1-yl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1CC(C(C)C)CC=C1C DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 18
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 7
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- TZLNJNUWVOGZJU-UHFFFAOYSA-M sodium;3-chloro-2-hydroxypropane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].ClCC(O)CS([O-])(=O)=O TZLNJNUWVOGZJU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical group C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012668 chain scission Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015784 hyperosmotic salinity response Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 125000003010 ionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009149 molecular binding Effects 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
- C08F283/06—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
- C08F283/065—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals on to unsaturated polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
- C09K8/66—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/68—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/882—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明公开了一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物及其制备方法与应用，该制备方法包括分别制备单体D‑AEO‑MAOZ1和单体D‑MAOZ2，将两种单体在冰水浴的条件下加入引发剂进行反应，即可制得含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂。再将含双尾内盐结构的盐增稠聚合物与油藏区块模拟地层水或者去离子水结合，即可制得一种压裂液，该压裂液具有良好的增稠能力和抗盐性、抗剪切以及触变性，在油田增产改造及三次采油中具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于稠化剂技术领域，具体涉及到一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物及其制备方法与应用。
背景技术
与常规储层相比，超低渗透页岩储层需要一个巨大的裂缝网络来最大限度地提高油井性能。水平井和多簇水力压裂的大规模应用使淡水消耗显著增加，一方面，目前油田产生的大部分采出水没有再利用，而是经过处理后再排放，这导致较高的处理成本和潜在的环境污染，获取淡水和处理采出水的高运营成本，促使使用采出水代替淡水来配制处理液。采出水中含有不同水平的无机盐，在一定体积的水中主要是钠、钙、钾和镁等离子盐，一些现场位置的采出水盐度甚至达到400000ppm，如此高的盐浓度屏蔽了增稠剂中官能团的静电场，使聚合物链卷起，流体粘度大幅降低，这对压裂液的性能产生了巨大影响。另一方面，少量疏水侧链附着在水溶性PAM的主链上，使其疏水，从而导致水从其表面被排斥。聚合物分子在水溶液中的缔合是由于疏水-亲水缠结而发生的，并导致空间中的三维网络结构。与标准PAM聚合物相比，这些两亲性聚合物在水中有其独特的流变特性，这会导致粘度增加、盐变稠以及其他特性。
在一些研究中，发现由于聚合物链的相互作用，聚合物溶液通过凝胶状态转变。分子间连接程度的增加导致疏水缔合聚合物的缔合簇尺寸增大。在某种意义上，这些关联簇的大小发散到无穷大。随着疏水缔合聚合物缔合物数量的增加，聚合物的水溶性降低，这大大增加了在水中实现完全溶解所需的时间。为了提高聚合物合成速度并控制聚合物溶解时间，同时保持耐盐和耐温性，可以向聚合物中添加磺酸、苯环和其他结构单元。从分子结构设计的角度来看，刚性基团(如苯环)的加入可以提高共聚物的耐温性。苯环包含有助于聚合物分子链空间位阻的侧基。结果，分子链的热运动减少，当聚合物受热时，链缠结和氢键破坏都减弱。此外，大分子链断裂现象在热老化过程中受到阻碍。因此，这使共聚物具有良好的耐温性。长疏水链的插入可以提高共聚物的耐盐性能。由于聚合物溶液的极性更强，离子可以进入疏水性连接的聚合物水溶液，这增强了分子结合并促进了疏水性，从而导致聚合物溶液具有更大的表观粘度。盐离子的侵入对离子基团的电荷具有静电屏蔽作用。疏水基团上的离子作用可以改善聚合物-聚合物的结合并增加聚合物溶液的表观粘度，而与其他基团上的离子的相互作用产生静电屏蔽，导致主链扭曲，聚合物溶液的表观粘度降低。这些特性的协同效应决定了盐离子侵入对聚合物溶液表观粘度的影响。
因此，结合淡水资源的紧缺、常规疏水缔合聚合物性抗盐效果不理想等问题，开发出一种抗温耐盐型疏水缔合聚合物对实现高矿化度地层水直接配置压裂液对高矿化度地层实用性都有重要意义。地层水的高矿化度使聚合物具有良好的粘弹性，即使在盐度升高的条件下也是如此。聚合物能满足高盐度返排液的配水要求，有效减少水资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂及其制备方法与应用，可以提高疏水缔合聚合物在高矿化度水中的性能并有效降低聚合物用量，该聚合物稠化剂具有优异的水溶性、盐增稠性、抗剪切性、粘弹性和触变性。
本发明的另一个目的在于提供一种聚合物设计方法，该方法原理可靠，操作简单，原材料易获取，产品产率高。利用上述二价盐增稠聚合物稠化剂制备压裂液，该压裂液具有较强的盐增稠性、稳定性和耐温性，有望用于油气田增产改造，市场前景广阔。
为达上述目的，本发明提供了一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物，该聚合物可用作稠化剂，其结构通式为：
其中，p、q、x、y和z是结构单元百分数，p为0.01～0.1％，q为0.005～0.05％，x为70～80％，y为0.5～20％，z为0.1～6％。
本发明中的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将月桂醇聚氧乙烯醚和衣康酰氯共溶于有机溶剂中，于室温下反应后，得到如式I所示的单体D-AEO-MAOZ1；
(2)在冰浴条件下将十八烷基二甲基叔胺和3-氯-2-羟基-丙烷磺酸钠加入到混合溶液中，并通入干燥惰性气体后依次进行搅拌、冷却、除杂和旋蒸，干燥后得中间体；将中间体和衣康酰氯共溶于有机溶剂中，室温下反应后过滤，将滤渣除杂和低温旋蒸后，干燥得如式II所示的单体D-MAOZ2；
(3)将单体D-AEO-MAOZ1、单体D-MAOZ2、丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和助溶剂共溶于水中，通入惰性气体后，冰浴至6～10℃并加入引发剂，聚合反应3～5h即得到聚合物。
进一步地，步骤(1)中月桂醇聚氧乙烯醚和衣康酰氯的摩尔比为5：2-3，所述反应时间为8-12h。
进一步地，步骤(2)中十八烷基二甲基叔胺和3-氯-2-羟基-丙烷磺酸钠的摩尔比为1:1，加入到混合溶液中后溶质的浓度为1.0mol/L。
进一步地，步骤(2)中混合溶液由乙醇与水按1:1的质量比混合得到，搅拌的时间为8-12h。
进一步地，步骤(2)中中间体和衣康酰氯的摩尔比为5:2-3，所述室温反应的时间为20-28h。
进一步地，步骤(3)中单体D-AEO-MAOZ1、单体D-MAOZ2、丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和助溶剂的摩尔分数分别为：0.01～0.1％、0.005～0.05％、70～80％、0.5～20％、0.1～6％和0.001～0.01％，共溶于水中后形成的水溶液的单体摩尔浓度为10～35％。
一种压裂液，包括含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂，其中含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂的质量百分数为0.1～1.0％，其余均为油藏区块模拟地层水或者去离子水。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明制备的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂在高矿化度水中呈现盐增稠现象，可以有效降低聚合物用量、降低使用成本；
2、本发明制备的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂在溶液浓度为0.6％时即具有较高的耐温性和优异的粘弹性、触变性；
3、本发明制备的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂应用于高矿化度水基压裂液中时，稠化剂浓度为0.3％，压裂液在120℃、170s-1条件下剪切100min，粘度保持在50mPa·s以上；稠化剂浓度为0.6％，压裂液在160℃、170s-1条件下剪切100min，粘度保持在60mPa·s以上；具有良好的耐温性能。
附图说明
图1为含双尾内盐结构的二价离子盐增稠聚合物稠化剂的核磁谱图；
图2为实施例1中用0.1％、0.3％、0.6％疏水缔合聚合物配制的压裂液的盐增稠曲线；
图3为实施例1中用0.6％疏水缔合聚合物在不同二价盐离子溶液中增稠曲线；
图4为实施例2中用0.3％疏水缔合聚合物配制的压裂液120℃的流变曲线；
图5为实施例2中用0.6％疏水缔合聚合物配制的压裂液160℃的流变曲线；
图6为实施例3中用0.1％、0.3％、0.6％疏水缔合聚合物配制的压裂液的抗剪切曲线；
图7为实施例4中用0.1％、0.3％、0.6％疏水缔合聚合物配制的压裂液的触变曲线。
图8为实施例5用0.1％、0.3％、0.6％疏水缔合聚合物配制的压裂液的粘弹性曲线。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提供了一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物，其结构通式为：
其中，p、q、x、y和z是结构单元百分数，p为0.01～0.1％，q为0.005～0.05％，x为70～80％，y为0.5～20％，z为0.1～6％。
实施例1
本实施例提供了一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物和压裂液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.05mol月桂醇聚氧乙烯醚和0.026mol衣康酰氯溶于二氯甲烷中，在室温下反应10小时，得到单体D-AEO-MAOZ1；
(2)在冰浴中将0.1mol十八烷基二甲基叔胺和0.1mol 3-氯-2-羟基-丙烷磺酸钠加入到200mL体积比1：1的乙醇和蒸馏水混合溶液中，并通入干燥氮气，90℃下磁力搅拌搅拌10小时，冷却，除杂，旋蒸，干燥后得到中间体；
(3)取0.05mol中间体和0.026mol衣康酰氯分别混于无水二氯甲烷中，室温下反应24h，反应产物过滤，除杂，低温旋蒸，干燥后得到单体D-MAOZ2；
(4)将摩尔分数为0.01％D-MAOZ2和摩尔分数为0.005％D-AEO-MAOZ1与摩尔分数为80％丙烯酰胺，13％丙烯酸和摩尔分数为6％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，摩尔分数为0.01％尿素加入到去离子水中配成单体浓度为35％的水溶液，通氮气半小时，冰浴至10℃并加入引发剂，聚合反应4h即得到含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂；
(5)分别将摩尔分数为0.1％、0.3％和0.6％的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物与油藏区块模拟地层水配置成压裂液。
将步骤(4)制得的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物进行核磁谱图，结果如图1所示：
图1显示了聚合物的1H NMR(400MHz，D2O)光谱：很明显，4.70ppm的质子信号分配给溶剂质子(D2O)。0.78ppm(a，-CH3)；1.09-1.12ppm(b，-CH2-CH2-)；1.22ppm(h，-CH2-)；1.41-1.44ppm(d，–CH3)；2.12ppm(e，-CH-)；2.41ppm(l，-CH2-COO-)；3.27ppm(c，-CH2-)；3.55ppm(g，-CH3)；3.57ppm(h，-CH-CH2-N-)；3.59ppm(i，-CH-CH2-SO3)；3.60ppm(k，-C-CH2-SO3)；3.63ppm(f，-O-CH2-)；5.56-5.6ppm(j，-O-CH-)。因此，1H NMR分析证实，本研究中制备的聚合物与设计的分子基本一致，这表明合成成功。
将上述3种浓度的压裂液分别在不同矿化度水中测试增稠效果，其结果如图2和图3所示。由图2可以看出，压裂液中含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂浓度越高，表观粘度就越大；由图3可以看出，在钙盐和镁盐的溶液中，含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂的粘度与盐离子浓度都是呈正相关的，二价盐浓度从20000mg/L增加到160000mg/L，聚合物表观粘度持续增加。
实施例2
本实施例提供了一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物和压裂液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.05mol月桂醇聚氧乙烯醚和0.026mol衣康酰氯溶于二氯甲烷中，在室温下反应10小时，得到单体D-AEO-MAOZ1；
(2)在冰浴中将0.1mol十八烷基二甲基叔胺和0.1mol 3-氯-2-羟基-丙烷磺酸钠加入到200mL体积比1：1的乙醇和蒸馏水混合溶液中，并通入干燥氮气，90℃下磁力搅拌搅拌10小时，冷却，除杂，旋蒸，干燥后得到中间体；
(3)取0.05mol中间体和0.026mol衣康酰氯分别混于无水二氯甲烷中，室温下反应24h，反应产物过滤，除杂，低温旋蒸，干燥后得到单体D-MAOZ2；
(4)将摩尔分数为0.03％D-MAOZ2和摩尔分数为0.01％D-AEO-MAOZ1与摩尔分数为76％丙烯酰胺，15％丙烯酸和摩尔分数为8％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，摩尔分数为0.02％OP-10加入到去离子水中配成单体浓度为30％的水溶液，通氮气半小时，冰浴至10℃并加入引发剂，聚合反应6h即得到含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂；
(5)分别将摩尔分数为0.3％和0.6％的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物与油藏区块模拟地层水配置成压裂液。
0.3％疏水缔合聚合物和0.6％疏水缔合聚合物配制的压裂液分别在120℃、160℃和170s-1的流变性如图4和图5所示。横剪切100min后粘度分别保持在50mPa·s和60mPa·s以上，能够满足现场施工要求。
实施例3
本实施例提供了一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物和压裂液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.05mol月桂醇聚氧乙烯醚和0.026mol衣康酰氯溶于二氯甲烷中，在室温下反应10小时，得到单体D-AEO-MAOZ1；
(2)在冰浴中将0.1mol十八烷基二甲基叔胺和0.1mol 3-氯-2-羟基-丙烷磺酸钠加入到200mL体积比1：1的乙醇和蒸馏水混合溶液中，并通入干燥氮气，90℃下磁力搅拌搅拌10小时，冷却，除杂，旋蒸，干燥后得到中间体；
(3)取0.05mol中间体和0.026mol衣康酰氯分别混于无水二氯甲烷中，室温下反应24h，反应产物过滤，除杂，低温旋蒸，干燥后得到单体D-MAOZ2；
(4)将摩尔分数为0.05％D-MAOZ2和摩尔分数为0.03％D-AEO-MAOZ1与摩尔分数为72％丙烯酰胺，0.6％丙烯酸和摩尔分数为8％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，摩尔分数为0.02％尿素加入到去离子水中配成单体浓度为28％的水溶液，通氮气半小时，冰浴至10℃并加入引发剂，聚合反应6h即得到含双尾内盐结构的盐增稠聚合物稠化剂；
(5)分别将摩尔分数为0.1％、0.3％和0.6％的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物与油藏区块模拟地层水配置成压裂液。
将上述3种浓度的压裂液分别在不同剪切速度下测试其抗剪切效果，结果如图6所示。
实施例4
本实施例提供了一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物和压裂液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.05mol月桂醇聚氧乙烯醚和0.026mol衣康酰氯溶于二氯甲烷中，在室温下反应10小时，得到单体D-AEO-MAOZ1；
(2)在冰浴中将0.1mol十八烷基二甲基叔胺和0.1mol3-氯-2-羟基-丙烷磺酸钠加入到200mL体积比1：1的乙醇和蒸馏水混合溶液中，并通入干燥氮气，90℃下磁力搅拌搅拌10小时，冷却，除杂，旋蒸，干燥后得到中间体；
(3)取0.05mol中间体和0.026mol衣康酰氯分别混于无水二氯甲烷中，室温下反应24h，反应产物过滤，除杂，低温旋蒸，干燥后得到单体D-MAOZ2；
(4)将摩尔分数为0.01％D-MAOZ2和摩尔分数为0.05％D-AEO-MAOZ1与摩尔分数为75％丙烯酰胺，15％丙烯酸和摩尔分数为3％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，摩尔分数为0.02％SDS加入到去离子水中配成单体浓度为30％的水溶液，通氮气半小时，冰浴至10℃并加入引发剂，紫外灯光照聚合反应4h即得到聚合物；
(5)分别将摩尔分数为0.1％、0.3％和0.6％的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物与油藏区块模拟地层水配置成压裂液。
将上述3种浓度的压裂液分别在不同剪切速度下的测试其触变性，结果如图7所示。
实施例5
本实施例提供了一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物和压裂液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.05mol月桂醇聚氧乙烯醚和0.026mol衣康酰氯溶于二氯甲烷中，在室温下反应10小时，得到单体D-AEO-MAOZ1；
(2)在冰浴中将0.1mol十八烷基二甲基叔胺和0.1mol3-氯-2-羟基-丙烷磺酸钠加入到200mL体积比1：1的乙醇和蒸馏水混合溶液中，并通入干燥氮气，90℃下磁力搅拌搅拌10小时，冷却，除杂，旋蒸，干燥后得到中间体；
(3)取0.05mol中间体和0.026mol衣康酰氯分别混于无水二氯甲烷中，室温下反应24h，反应产物过滤，除杂，低温旋蒸，干燥后得到单体D-MAOZ2；
(4)将摩尔分数为0.1％D-MAOZ2和摩尔分数为0.05％D-AEO-MAOZ1与摩尔分数为80％丙烯酰胺，0％丙烯酸和摩尔分数为12％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，摩尔分数为0.02％尿素加入到去离子水中配成单体浓度为30％的水溶液，通氮气半小时，冰浴至10℃并加入引发剂，紫外灯光照聚合反应5h即得到聚合物；
(5)分别将摩尔分数为0.1％、0.3％和0.6％的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物与油藏区块模拟地层水配置成压裂液。
将上述3种浓度的压裂液分别在扫描应力0.5Pa、扫描频率0.01～100Hz下测试其粘弹性，结果如图8所示。0.1％、0.3％、0.6％疏水缔合聚合物配制的压裂液在扫描应力0.5Pa、扫描频率0.01～100Hz下表现出优异的粘弹性，且随着聚合物浓度增大，压裂液的损耗因子减小，表明随着聚合物浓度增大，压裂液弹性越强。
虽然对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (7)
1.一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物，其特征在于，所述盐增稠聚合物的结构通式为：
其中，p、q、x、y和z是结构单元百分数，p为0.01～0.1%，q为0.005～0.05%，x为70～80%，y为0.5～20%，z为0.1～6%；
所述含双尾内盐结构的盐增稠聚合物经过以下步骤制得：
（1）将月桂醇聚氧乙烯醚和衣康酰氯共溶于有机溶剂中，于室温下反应后，得到如式I所示的单体D-AEO-MAOZ1；
(I)
（2）在冰浴条件下将十八烷基二甲基叔胺和3-氯-2-羟基-丙烷磺酸钠加入到混合溶液中，并通入干燥惰性气体后依次进行搅拌、冷却、除杂和旋蒸，干燥后得中间体；将中间体和衣康酰氯共溶于有机溶剂中，室温下反应后过滤，将滤渣除杂和低温旋蒸后，干燥得到如式II所示的单体D-MAOZ2；所述混合溶液由乙醇与水按1:1的质量比混合得到；
(II)
（3）将单体D-AEO-MAOZ1、单体D-MAOZ2、丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和助溶剂共溶于水中，通入惰性气体后，冰浴至6~10℃并加入引发剂，聚合反应3～5h即得到聚合物。
2.如权利要求1所述的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物，其特征在于：所述步骤（1）中月桂醇聚氧乙烯醚和衣康酰氯的摩尔比为5：2-3，所述反应时间为8-12h。
3.如权利要求1所述的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物，其特征在于：所述步骤（2）中十八烷基二甲基叔胺和3-氯-2-羟基-丙烷磺酸钠的摩尔比为1:1，加入到混合溶液中后溶质的浓度为1.0mol/L。
4.如权利要求1所述的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物，其特征在于：所述步骤（2）中搅拌的时间为8-12h。
5.如权利要求1所述的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物，其特征在于：所述步骤（2）中中间体和衣康酰氯的摩尔比为5:2-3，所述室温反应的时间为20-28h。
6.如权利要求1所述的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物，其特征在于，所述步骤（3）中单体D-AEO-MAOZ1、单体D-MAOZ2、丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和助溶剂的摩尔分数分别为：0.005～0.05%、0.01～0.1%、70～80%、0.5～20%、0.1～6%和0.001~0.01%，共溶于水中后形成的水溶液中单体浓度为10～35%。
7.一种压裂液，其特征在于，包括权利要求1所述的含双尾内盐结构的盐增稠聚合物，其中所述含双尾内盐结构的盐增稠聚合物的质量百分数为0.1~1.0%，其余均为油藏区块模拟地层水或者去离子水。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110994096.8A CN113651927B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110994096.8A CN113651927B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113651927A CN113651927A (zh) | 2021-11-16 |
| CN113651927B true CN113651927B (zh) | 2023-12-22 |
Family
ID=78493030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110994096.8A Active CN113651927B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113651927B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115477597B (zh) * | 2022-09-23 | 2023-10-27 | 山东科洗新材料有限公司 | 一种表面活性剂的制备方法及其应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102491922A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-13 | 西南石油大学 | 一种双羟磺酸甜菜碱表面活性剂及其合成方法 |
| CN104558422A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-04-29 | 天津工业大学 | 热塑性纤维素基共聚物的制备方法及其用途 |
| CN106986796A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-07-28 | 陕西科技大学 | 一种双子表面活性剂及其制备方法和应用 |
| CN110669488A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-01-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含芳香基的双辫型聚合物表面活性剂制备方法与应用 |
| CN110734526A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-01-31 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含长碳链的双辫型聚合物表面活性剂制备方法与应用 |
| CN110950997A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-03 | 西南石油大学 | 一种高分子稠油乳化降粘剂及其制备方法和应用 |
| CN112375177A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-19 | 爱森（中国）絮凝剂有限公司 | 一种新型疏水缔合聚合物及其制备方法、应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190055337A1 (en) * | 2016-02-02 | 2019-02-21 | University Of Tennessee Research Foundation | Low-cost synthesis of macromonomers |
-
2021
- 2021-08-27 CN CN202110994096.8A patent/CN113651927B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102491922A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-13 | 西南石油大学 | 一种双羟磺酸甜菜碱表面活性剂及其合成方法 |
| CN104558422A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-04-29 | 天津工业大学 | 热塑性纤维素基共聚物的制备方法及其用途 |
| CN106986796A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-07-28 | 陕西科技大学 | 一种双子表面活性剂及其制备方法和应用 |
| CN110669488A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-01-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含芳香基的双辫型聚合物表面活性剂制备方法与应用 |
| CN110734526A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-01-31 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含长碳链的双辫型聚合物表面活性剂制备方法与应用 |
| CN110950997A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-03 | 西南石油大学 | 一种高分子稠油乳化降粘剂及其制备方法和应用 |
| CN112375177A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-19 | 爱森（中国）絮凝剂有限公司 | 一种新型疏水缔合聚合物及其制备方法、应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 许明标.《聚合物在油气田开采中的应用》.武汉：中国地质大学出版社,2010,第266页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113651927A (zh) | 2021-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3231824B1 (en) | Hydrophobic associated polymer and preparation method therefor | |
| US10941333B2 (en) | Heavy oil activator and preparation method and use thereof | |
| CN110655612B (zh) | 一种疏水缔合聚合物及其制备方法及用于耐高温压裂液 | |
| Jiang et al. | A double‐tailed acrylamide hydrophobically associating polymer: Synthesis, characterization, and solution properties | |
| CN113651927B (zh) | 一种含双尾内盐结构的盐增稠聚合物及其制备方法与应用 | |
| Tian et al. | Investigation on rheological properties and thickening mechanism of a novel thickener based on hydrophobically associating water-soluble polymer during the acid rock reaction | |
| CN104762077A (zh) | 耐高温抗盐的聚合物驱油剂 | |
| CN112279963A (zh) | 耐温抗盐多元共聚预交联凝胶颗粒及其制备方法和应用 | |
| CN115386047A (zh) | 油气井抗高温盐水基压裂液稠化剂用聚合物 | |
| CN106084142B (zh) | 适用于油田产出水的核-壳形聚合物及其制备方法 | |
| EP2738190A1 (en) | Amphiphilic macromolecule and use | |
| CN105461854A (zh) | 一种含氟双尾疏水缔合聚合物及其制备方法 | |
| CN113667072A (zh) | 一种耐盐型疏水聚合物的制备方法及应用 | |
| Zou et al. | Preparation and performance of a novel water‐soluble cationic polymer containing β‐cyclodextrin | |
| Li et al. | Comb-shaped polyzwitterion with surface-activity obtained via N-maleoyl chitosan-modified HPAM for displacement of residual oil | |
| CN115975106B (zh) | 盐敏增黏聚合物驱油剂及其制备方法与应用 | |
| CN103540307B (zh) | 用于提高高温油藏采收率的组合物及其制备方法 | |
| CN115466337A (zh) | 一种改性含共轭基团的耐温耐盐胍胶及其制备方法 | |
| CN114437288B (zh) | 一种钻井液用降滤失剂及其制备方法和应用 | |
| CN113388382B (zh) | 一种高分子改性膨润土稳泡剂及其制备方法 | |
| CN111909305B (zh) | 一种两亲分子聚合物驱油剂及其制备方法 | |
| CN107163184B (zh) | 无固相钻井液用抗高温提切剂及其制备方法 | |
| CN103224587B (zh) | 一种中低分子量刚性聚合物 | |
| CN110317599B (zh) | 一种耐高矿化度型滑溜水降阻剂及其制备方法和应用 | |
| CN116284570B (zh) | 一种水基钻井液用抗高温抗高盐降滤失剂及其制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |