用于水基压裂液的稠化剂及其合成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103059828A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103059828103059828A(43)申请公布日2013.04.24(21)申请号201210568345.8C08F226/10(2006.01)(22)申请日2012.12.25C08F2/48(2006.01)(71)申请人北京希涛技术开发有限公司地址101309北京市顺义区木林镇前王各庄杨木路9号(72)发明人郝春玲唐富刚(51)Int.Cl.C09K8/68(2006.01)C08F220/54(2006.01)C08F220/58(2006.01)C08F226/02(2006.01)C08F220/46(2006.01)C08F220/06(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书6页说明书6页(54)发明名称用于水基压裂液的稠化剂及其合成方法(57)摘要本发明公开了一种用于水基压裂中的带有支链结构的稠化剂，其由N，N-二甲基丙烯酰胺(AAM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)、丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐(AMPS)、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(PVN)六种单体共聚而成。本发明还公开了一种带有支链结构的稠化剂的制备方法。与现有技术相比，本发明的稠化剂具有低残渣、耐温、易溶解、抗剪切、携沙性能好特点，超支化分子压裂液稠化剂完全避免了植物胶压裂液高伤害、高摩阻和常规聚合物压裂液不耐剪切、破胶不彻底等问题且该稠化剂不像植物胶那样含有大量水不溶物，稠化剂在压裂液原液中完全溶解，水不溶物基本为零，不含有固相成分，所配出的压裂液原液晶莹透亮，破胶后残渣含量较植物胶压裂液体系大大降低，具有残渣含量少、使用粘度低、携砂性能好、成本低、易返排等特点。CN103059828ACN1035982ACN103059828A权利要求书1/1页1.一种用于水基压裂中的带有支链结构的稠化剂，其由N，N-二甲基丙烯酰胺(AAM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)、丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐(AMPS)、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(PVN)六种单体共聚而成，其中，六种单体的重量比依次对应为(3-4)∶1∶1∶1∶(1-1.5)∶1，所述稠化剂通过水溶液催化剂法和紫外光照产生自由基的方式共聚制的。2.如权利要求1所述的稠化剂，其中，各单体与水的重量百分比组成为：(a)20至30重量％的N，N-二甲基丙烯酰胺(AAM)；(b)5至8重量％的二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)；(c)5至8重量％的丙烯腈(AN)；(d)5至10重量％的甲基丙烯酸；(e)10至20重量％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐(AMPS)；(f)5至10重量％的N-乙烯基-2-吡咯烷酮(PVN)；(g)余量为水。3.如权利要求1或2所述的稠化剂，其中，N，N-二甲基丙烯酰胺(AAM)、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯腈、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐、N-乙烯基-2-吡咯烷酮六种单体共聚形成带有支链结构的不可水解聚合物。4.如权利要求1或2任一项所述的稠化剂，其中，所述共聚物的分子量为200-800。5.一种合成权利要求1-4任一项述稠化剂的方法，其包括如下步骤：(1)将N，N-二甲基丙烯酰胺(AAM)、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯腈、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐、N-乙烯基-2-吡咯烷酮六种单体按比例称量并进行混配；(2)将上述混配好的单体放入蒸馏水中进行溶液的配制；(3)利用pH碱性调节剂或pH酸性调节剂调节溶液的pH值和温度，使溶液的pH值在4.5±0.5，所述温度为10±1℃；(4)通过水溶液催化剂法和紫外光照产生自由基来使上述单体发生共聚聚合。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述水溶液催化剂法和紫外光照产生自由基是指在稠化剂的合成过程中，向配制好的单体溶液吹氮气进行保护15-20分钟，然后向溶液中加入催化剂，并辅以紫外光灯照射诱发15-20分钟以产生自由基，从而使单体发生共聚聚合。7.如权利要求6所述的方法，其中，对溶液吹氮气以除去水中的溶解氧，然后在氮气的保护下加入催化剂，停止吹氮气并置于紫外灯光下，将聚合釜密闭，诱发15-20分钟，观察是否有温升，当诱发期内有2℃的温升，视为引发成功，否则需要重新加入催化剂再次引发。8.如权利要求5-7任一项所述的方法，其中，在引发后，于保温密闭条件下温度由10±1℃升到85-95℃的最高温后不再有升温的迹象，此时开始记录时间，保温3小时。9.如权利要求5-7任一项所述的方法，其中，所述催化剂为氧化剂与还原剂组成的氧化还原体系，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢、