本發(fā)明涉及油田化學(xué)壓裂，具體涉及一種抗鹽抗菌型疏水締合壓裂稠化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、在油氣田勘探與開(kāi)發(fā)過(guò)程中，壓裂技術(shù)是一種至關(guān)重要的增產(chǎn)手段。通過(guò)高壓將壓裂液注入地下巖層，使其產(chǎn)生裂縫，從而增加油氣流動(dòng)通道，提高油氣采收率。然而，隨著油氣田開(kāi)發(fā)的深入，地層環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜，高溫、高鹽、高污染等問(wèn)題逐漸成為壓裂施工的難題。因此，開(kāi)發(fā)一種既具備抗菌性能又能在高溫、高鹽環(huán)境下保持穩(wěn)定性的新型壓裂液干粉，對(duì)于提高油氣田開(kāi)發(fā)效率、降低開(kāi)發(fā)成本具有重要意義。
2、傳統(tǒng)的壓裂液干粉主要由聚合物、交聯(lián)劑、破膠劑等組成，這些材料在常規(guī)環(huán)境下能夠較好地滿(mǎn)足壓裂施工的需求。但在高溫、高鹽環(huán)境下，細(xì)菌環(huán)境下聚合物易降解、交聯(lián)劑易失效，導(dǎo)致壓裂液性能下降，影響壓裂效果。此外，由于地層中可能存在細(xì)菌等微生物，它們會(huì)分解壓裂液中的有機(jī)物，導(dǎo)致壓裂液性能不穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生沉淀物堵塞裂縫，嚴(yán)重影響油氣采收率，當(dāng)面對(duì)大量細(xì)菌時(shí)，一般會(huì)向壓裂液中加入一定量的強(qiáng)氧化性殺菌劑，雖然能夠有效殺菌，但是會(huì)打破細(xì)菌細(xì)胞以至于產(chǎn)生大量的消毒副產(chǎn)物，污染水環(huán)境，另一方面，強(qiáng)氧化性殺菌劑會(huì)一定程度上降低壓裂液的粘度。
3、本項(xiàng)研究旨在合成一種新型抗菌抗鹽抗高溫的壓裂液干粉，以滿(mǎn)足復(fù)雜地層環(huán)境下壓裂施工的需求。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試，驗(yàn)證新型壓裂液干粉的性能和效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，壓裂液在高溫、高鹽環(huán)境下穩(wěn)定性差，并且壓裂液轉(zhuǎn)移到地下時(shí)，會(huì)被地下所生存的細(xì)菌降解，黏度降低甚至失效，因此，本發(fā)明提出了一種抗鹽、抗高溫、抗菌的新型稠化劑，當(dāng)壓裂液到達(dá)地下時(shí)，壓裂液有著很好的抗菌性能，防止細(xì)菌分解壓裂液。
2、本發(fā)明提供了一種抗鹽抗菌型疏水締合壓裂稠化劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
3、1.?以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將190-300份十四烯或十六烯或十八烯通過(guò)與80-130份n-氯代琥珀酰亞胺（ncs）或100-150份n-溴代琥珀酰亞胺（nbs）取代反應(yīng)得到1氯-十四烯或1氯-十六烯或1氯-十八烯或1溴-十四烯或1溴-十六烯或1溴-十八烯。然后將20-35份1氯-十四烯或1氯-十六烯或1氯-十八烯或1溴-十四烯或1溴-十六烯或1溴-十八烯溶于40-50份n,n-二甲基甲酰胺，再轉(zhuǎn)移到四口燒瓶中，通入氮?dú)?，然后?-8份三甲基膦溶于10-12份n,n-二甲基甲酰胺再轉(zhuǎn)移到恒壓滴液漏斗中，將四口燒瓶置于130-160℃油浴鍋中，在通氮?dú)夂痛帕嚢柘峦ㄟ^(guò)恒壓滴液漏斗將三甲基膦緩慢滴入燒瓶中，反應(yīng)10-12?h；反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，再將所得產(chǎn)物用正己烷進(jìn)行萃取，分離后放入真空干燥箱中干燥，制得季膦鹽疏水單體產(chǎn)物。
4、2.?（1）溶液配置：將純水、丙烯酰胺、丙烯酸、氫氧化鈉、季膦鹽疏水單體、抗鹽單體混合攪拌均勻，然后冷凍到-2?℃再轉(zhuǎn)移到保溫釜內(nèi)；
5、（2）向反應(yīng)釜內(nèi)的溶液通入氮?dú)獠⒓尤虢j(luò)合劑和鏈轉(zhuǎn)移劑；
6、（3）12分鐘后，加入引發(fā)劑；
7、（4）5分鐘后，加入氧化劑；
8、（5）0.5分鐘后，加入還原劑，待聚合反應(yīng)開(kāi)始后移除氮?dú)夤埽Ｖ雇ǖ?/p>
9、（6）待反應(yīng)完全后，熟化2?h，然后造粒、烘干、研磨。
10、本發(fā)明的抗鹽抗菌型疏水締合壓裂稠化劑，包括以下以質(zhì)量份數(shù)計(jì)的組分：純水1000-1100份、丙烯酰胺220-280份、丙烯酸50-80份、氫氧化鈉25-45份、季膦鹽疏水單體2-5份、抗鹽單體40-50份、絡(luò)合劑0.01-0.02份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.01-0.06份、引發(fā)劑0.2-0.5份、氧化劑0.002-0.006份和還原劑0.002-0.006份。
11、所述抗鹽單體為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和n-乙烯基吡咯烷酮的一種，絡(luò)合劑為檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸鈉和二亞乙基三胺五乙酸鈉的一種，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為次亞磷酸鈉和甲基丙烯磺酸鈉的一種，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁基脒鹽酸鹽和偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽的一種或多種，所述氧化劑為叔丁基過(guò)氧化氫和過(guò)硫酸鈉的一種，所述還原劑為硫酸亞鐵銨和焦亞硫酸鈉的一種。
12、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下益處：
13、（1）本發(fā)明通過(guò)將季膦鹽疏水單體、抗鹽單體、丙烯酰胺和丙烯酸共聚，得到抗鹽抗菌型疏水締合壓裂稠化劑，該稠化劑有著良好的抗鹽耐高溫能力，在高礦化度鹽水中有著較高的黏度且穩(wěn)定性較高。
14、（2）得益于季膦鹽的高抗菌能力，在稠化劑到地下時(shí)，能夠有效去除地層水中的細(xì)菌，且該稠化劑能夠在不打破細(xì)菌細(xì)胞的情況下殺死細(xì)菌，有效減少了細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)流出，一方面減少了細(xì)胞內(nèi)的含有的表面活性物質(zhì)流出對(duì)稠化劑粘度產(chǎn)生影響，另一方面減少了對(duì)地下水造成的污染。
1.一種抗鹽抗菌型疏水締合壓裂稠化劑，其特征在于，制備所述稠化劑的原料包括：純水、丙烯酰胺、丙烯酸、氫氧化鈉、季膦鹽疏水單體、抗鹽單體、絡(luò)合劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、引發(fā)劑、氧化劑和還原劑；所述抗鹽單體為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、n-乙烯基吡咯烷酮中的一種，絡(luò)合劑為檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、二亞乙基三胺五乙酸鈉中的一種，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為次亞磷酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉中的一種，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽中的一種或兩種，所述氧化劑為叔丁基過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸鈉中的一種，所述還原劑為硫酸亞鐵銨、焦亞硫酸鈉中的一種。
2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗鹽抗菌型疏水締合壓裂稠化劑，其特征是：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將190-300份十四烯或十六烯或十八烯通過(guò)與80-130份n-氯代琥珀酰亞胺（ncs）或100-150份n-溴代琥珀酰亞胺（nbs）取代反應(yīng)得到1氯-十四烯或1氯-十六烯或1氯-十八烯或1溴-十四烯或1溴-十六烯或1溴-十八烯；然后將20-35份1氯-十四烯或1氯-十六烯或1氯-十八烯或1溴-十四烯或1溴-十六烯或1溴-十八烯溶于40-50份n,n-二甲基甲酰胺，再轉(zhuǎn)移到四口燒瓶中，通入氮?dú)?，然后?-8份三甲基膦溶于10-12份n,n-二甲基甲酰胺再轉(zhuǎn)移到恒壓滴液漏斗中，將四口燒瓶置于130-160℃油浴鍋中，在通氮?dú)夂痛帕嚢柘峦ㄟ^(guò)恒壓滴液漏斗將三甲基膦緩慢滴入燒瓶中，反應(yīng)10-12?h；反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，再將所得產(chǎn)物用正己烷進(jìn)行萃取，分離后放入真空干燥箱中干燥，制得所述季膦鹽疏水單體產(chǎn)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗鹽抗菌型疏水締合壓裂稠化劑，其特征是：原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)：純水1000-1100份、丙烯酰胺220-280份、丙烯酸50-80份、氫氧化鈉25-45份、季膦鹽疏水單體2-5份、抗鹽單體40-50份、絡(luò)合劑0.01-0.02份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.01-0.06份、引發(fā)劑0.2-0.5份、氧化劑0.002-0.006份和還原劑0.002-0.006份。
4.一種如權(quán)利要求1-3所述的任意一項(xiàng)抗鹽抗菌型疏水締合壓裂稠化劑制備方法，其特征在于，包括如下步驟：