一种交联聚合物冻胶体及其制备方法

摘要

本发明提供一种交联聚合物冻胶体及其制备方法，该交联聚合物冻胶体由交联聚合物和交联剂耦合而成；通过交联聚合物和交联剂联合作用，实现了常温条件下酸液的交联，该交联聚合物冻胶体具有较好的温度稳定性和抗剪切性能，从而实现在储层条件下较低的酸液滤失和酸岩反应速度，提高酸压效果和经济效益。本发明经石化胜利油田有限公司采油工艺研究院压裂酸化研究中心依据行业标准SY/T 5764-1995、SY/T6214-1996进行测试，测试结果显示，各项指标均已达到行业标准。

主权项

一种交联聚合物冻胶体，该交联聚合物冻胶体由交联聚合物和交联剂耦合而成，其特征在于，所述的交联聚合物冻胶体的制备方法的步骤为： Ⅰ. 交联聚合物的合成：A. 丙烯酸‑2‑羟乙酯的合成：在反应釜中加入丙烯酸、催化剂、阻聚剂，将反应釜的压力升高到0.4MPa，向该反应釜中缓慢通入环氧乙烷；将该反应釜中的温度控制在60℃～80℃，搅拌反应所述的反应釜中的物质8～12小时；再将该反应釜冷却至常温，对该反应釜中的产物进行减压蒸馏处理，于压力为1.6Kpa下收集沸点在90～92℃之间的馏分，得到无色透明液体，即为目标产物；所述的丙烯酸和环氧乙烷的重量比为1.46‑1.80：1.0‑1.25；所述的催化剂为铁触媒类催化剂，重量占丙烯酸重量的1%‑3%；所述的的阻聚剂为对羟基苯甲醚，重量占所述的丙烯酸、所述的催化剂、所述的阻聚剂的总重量的400‑1000ppm；B. 向该反应釜中投入2‑丙烯酰胺基2‑甲基丙烷磺酸、丙烯酸、去离子水，所述的2‑丙烯酰胺基2‑甲基丙烷磺酸、丙烯酸、去离子水的重量比为18‑25：1‑1.5：40‑55；将该反应釜中的物质搅拌至完全溶解，在搅拌下缓慢加入的碳酸盐，直至反应完全，得到溶液A；所述的碳酸盐为碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种；所述的碳酸盐的重量为2‑丙烯酰胺基2‑甲基丙烷磺酸、丙烯酸总重量的10%～45%；C.取所述的溶液A，向其中加入的丙烯酰胺，搅拌至完全溶解，得到溶液B；所述的丙烯酰胺占所述的溶液A的重量百分比为15%‑20%；将溶液B和所述的步骤A中所述的目标产物混合，搅拌均匀，得到溶液C；所述的溶液B与步骤A中所述的目标产物的重量比为100：2‑6；再调节所述的溶液C的温度为6℃～8℃，pH值为7.4；D.将步骤C所得溶液C进行吹氮气除氧处理20～30分钟后，在依次向其中加入催化剂1、催化剂2、催化剂3、催化剂4、催化剂5、催化剂6，反应1.5～2小时，得到初产物；再将所述的初产物进行恒温老化处理3～4小时后，再进行破碎、造粒、干燥、粉碎处理，得到所述的酸压裂携砂的地面常温交联聚合物；所述的催化剂1为偶氮类有机化合物，为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种，重量占混合物的重量的400ppm‑800ppm，该混合物由进行吹氮气除氧处理后的溶液C、催化剂1、催化剂2、催化剂3、催化剂4、催化剂5、催化剂6组成；所述的催化剂2为羟基化合物、类羟化合物中的一类，具体为醇类化合物、巯基乙醇类含巯基化合物中的一种，重量占所述的混合物的重量的2ppm‑20ppm；所述的催化剂3为过硫酸盐类化合物，为过硫酸的正一价无机盐化合物，过氧化苯甲酰中的一种，重量占所述的混合物的重量的1ppm‑15ppm；所述的催化剂4为螯合剂，包括氮川三乙酸、二乙三胺五乙酸、柠檬酸盐、酒石酸盐、EDTA盐中的一种，重量占所述的混合物的重量的5ppm‑40ppm；所用催化剂5为过氧化氢、过氧乙酸、过氧化叔丁基、过氧化叔丁醇中的一种，重量占所述的混合物的重量的0.5ppm‑4ppm；所述的催化剂6为还原性金属类无机化合物，包括氯化亚铜、氯化二氨基铜，硫酸亚铁、硫酸亚铁铵中的一种，重量占所述的混合物的重量的0.4ppm‑3.2ppm；Ⅱ.交联剂的合成A.乙酸锆的合成：在反应釜中加入多水碳酸锆、乙酸、去离子水，所述的多水碳酸锆、乙酸、去离子水的重量比为180‑300：45‑60：15‑25；将该反应釜迅速升温70～90℃，再将该反应釜中的物质在恒温下搅拌4～6小时，再冷却至常温，得到无色透明且有酸味的油状液体即为目标产物；所述的目标产物中，乙酸锆含量在38%～42%；B.锆酸四正丁醇酯的合成：取步骤A得到的目标产物和丁醇投入另一反应釜中，所述的步骤A得到的目标产物和所述的丁醇的重量比为1‑1.2：4‑6；再向该反应釜中加入催化剂，在45℃～60℃下反应3～4个小时；所述的催化剂的重量占所述的步骤A得到的目标产物和所述的丁醇的总重量的20%；再将该反应釜冷却至常温，对该反应釜中的产物进行减压蒸馏处理，于压力为4Kpa下收集88～92℃之间的馏分，即为所述的锆酸四正丁醇酯；C. 将步骤B得到的锆酸四正丁醇酯中加入乳酸、乙酸、去离子水，搅拌均匀后得到所述的交联聚合物冻胶体中的交联剂；所述的锆酸四正丁醇酯、乳酸、乙酸、去离子水的重量比25‑40：2‑8：10‑25： 27‑48；Ⅲ. 交联聚合物冻胶体的制备：取所述的交联聚合物加入20%的盐酸溶液中，所述的交联聚合物和所述的20%的盐酸溶液中的料液比（w/v）为0.8：100，得到混合液A；再将混合液A搅拌30分钟后，加入所述的交联剂，所述的交联剂与所述的混合液A的体积比为0.6：100，得到混合物B；将所述的混合物B在常温下搅拌30s～50s后，所述的混合物B变为固体状态，即得到所述的交联聚合物冻胶体。