[发明专利]一种超高温压裂液稠化剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种超高温压裂液稠化剂及其制备方法，涉及油气开发稠化剂技术领域；所述稠化剂由丙烯酰胺、丙烯酸、刚性单体共聚而成的共聚物PAAS。本发明还公开超高温压裂液稠化剂的制备方法，包括以下步骤：取丙烯酰胺、丙烯酸和刚性单体，并加入去离子水中，得到混合溶液；将混合溶液加热至45～60℃，并加入引发剂，保温进行聚合反应，其反应时间为6～8h，得到固化的共聚物；将得到的共聚物剪碎、干燥、粉碎得到稠化剂。本发明采用丙烯酸、丙烯酰胺和刚性单体形成一种在高温下粘度较大、稳定性良好的稠化剂，解决了现有的稠化剂在高温高压环境下易出现交联键断裂导致稳定性差、粘度降低的问题。

技术领域

本发明属于油气开发稠化剂技术领域，具体涉及一种超高温压裂液稠化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着世界经济的发展，各国对石油的需求再不断增加。同时，开采程度不断增加，全球石油的开采难度逐渐加大，因而，压裂作为一种石油开采的增产技术越来越受到重视。压裂的目的在于最大程度提高储层导流能力，达到增加油气产量的目的。压裂时所用的压裂液要求其具有较高的粘度、高的抗剪切性、优异的携砂能力和破胶无残渣、对地层伤害小以及环保性等特点。对于水基压裂液，稠化剂使一种十分重要的主剂，主要作用使提高压裂液的粘度，悬浮和携带支撑剂以及降低压裂液屡失。

目前的压裂液稠化剂主要是天然高分子如瓜胶、羟丙基瓜胶、羧甲基瓜胶、香豆胶等，这类增稠剂其性质和产量受环境和产地影响较大。另一类合成的增稠剂主要是聚丙烯酰胺及其改姓产品，性能较为稳定。随着石油勘探技术的进步，油气资源的开发不断向纵深发展，开发钻探的深井越来越多，这些深井温度有的甚至超过200℃。

目前市场上常用的植物胶压裂液，其稠化剂高分子长链在温度达到170℃时就会迅速讲解，且植物胶压裂液在体系pH值较低时，交联结构发生水解，尤其在高温下水解更为严重。聚丙烯酰胺及其改性产品在高温高盐环境下易水解，且抗剪切性能较差，限制了聚丙烯酰胺及其改性产品在高温高压环境下的应用。

为了解决上述问题，专利一种压裂液用抗高温稠化剂及其制备方法和应用(CN201911175892.8)提供了一种可适用于200℃的高温高压环境下的压裂液稠化剂，其在聚丙烯酰胺中加入了温敏功能单元，使其在高温下利用分子间疏水缔合补偿在高温下断裂的交联键，使压裂液稠化剂在高温下也具有较高粘度。但由于其并没有实际上解决压裂液稠化剂在高温下交联键断裂的问题，导致压裂液稠化剂稳定性不佳。

发明内容

本发明针对目前压裂液稠化剂在高温下水解严重或者稳定性不佳的问题提供了一种超高温压裂液稠化剂，采用丙烯酸、丙烯酰胺和刚性单体形成一种在高温下粘度较大、稳定性良好的稠化剂，解决了现有的稠化剂在高温高压环境下易出现交联键断裂导致稳定性差、粘度降低的问题。

本发明还公开了一种超高温压裂液稠化剂的制备方法，其制备方法简单，易于推广使用。

本发明的具体技术方案为：一种超高温压裂液稠化剂，由丙烯酸、丙烯酰胺、刚性单体共聚而成的共聚物PAAS，所述共聚物的分子表达式为：

在上述技术方案中，丙烯酰胺与刚性单体中磺酸基的存在使得聚合物有一定的抗高温性能。

进一步地，所述x:y:z＝1～4:2～4:2～3，R为刚性单体，优选地，所述x:y:z＝1:1:1。

进一步地，所述刚性单体为N-乙烯吡咯烷酮、对苯乙烯磺酸钠、二甲基而烯丙基氯化铵中的至少一种。优选为：对苯乙烯磺酸钠。

本发明还公开了上述超高温压裂液稠化剂的制备方法，其具体包括以下步骤：

步骤一：取丙烯酸、丙烯酰胺和刚性单体，并加入去离子水中，搅拌混合得到混合溶液；

步骤二：将混合溶液加热至45～60℃，并加入引发剂，搅拌混合均匀后，保温进行聚合反应，其反应时间为6～8h，得到固化的共聚物；