纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液ZDPAD-18及其制备方法与流程

本发明涉及页岩气田水力压裂，尤其涉及一种纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18及其制备方法。

背景技术：

1、页岩气的高效开发需要采用大排量的体积压裂技术形成缝网结构才能获得有价值的工业气流。随页岩气体积压裂技术的全面应用，单井“千方砂，万方液”的施工规模过度消耗了珍贵的淡水资源，尤其在我国华北、西北地区，淡水不足制约施工进程、增加施工成本。目前市面上对该地区页岩油气的压裂施工采用大多采用油包水型反相乳液聚丙烯酰胺，该体系可实现压裂施工实时变粘，在线混配，但是聚合物抗盐性能差，在返排液中溶解时间长，无法满足采出水、返排液水质在线施工。

2、针对以上问题，本发明先采用简便的水溶液聚合工艺，引入功能单体及基团合成抗盐型耐温耐交联聚合物粉剂，为实现压裂施工的连续混配和方便作业，将该粉剂分散于烃类连续相中，进一步合成稳定的分散悬浮体系。为了满足采出水、返排液等恶劣水质条件下的配液要求，将纳米交联剂负载于悬浮体系中，可实现复杂水质配液过程中“低粘-中粘-高粘”的灵活转换，采用采出液配制压裂液可有效降低油田施工成本，达到油田开发的降本增效目标，同时实现水资源的高效利用，更好的保护油区环境。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18及其制备方法，本发明在优化分子结构的基础之上，一方面在分子长链骨架上引入抗盐、耐温基团及配位交联点，另一方面将纳米交联剂负载于聚合物分子之上，合成一种抗盐型耐温耐交联聚合物中间体ampad-18粉剂，再将其分散于烃类连续相中，并与分散剂、分散介质和转向剂等助剂形成了稳定分散悬浮乳液zdpad-18，使其粘均分子量高达1×107以上，可实现返排液、采出水等水资源的高效利用，配制压裂液“低粘-中粘-高粘”的灵活转换。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18，所述纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18由以下重量份的原料组成：抗盐型耐温耐交联聚合物中间体ampad-18粉剂30～50份、分散剂3～6份、含氟助排剂2.8～4.2份、分散介质25～60份、转相剂1～4份、季铵盐防膨剂1.5～3.5份和黏土稳定剂0.7～3.2份。

3、根据本发明提供的纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18：所述抗盐型耐温耐交联聚合物中间体ampad-18粉剂由以下重量份的原料组成：丙烯酰胺30～40份、丙烯酸异丙酯5.5～10.5份、n-乙酰吗啉基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯7～15份、络合剂0.5～1.2份和去离子水30～60份。

4、根据本发明提供的纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18：所述分散剂是witcamide 412和hyper-mer 2296中的一种或者两种复合，所述含氟助排剂是gaf-6、ct5-4、af-3和hc2-1中的一种或多种，所述分散介质是32#白油、10#白油、15#白油和100#白油中的一种或多种，所述转相剂是op-10、np-10和tx-40中的一种或多种，所述季铵盐防膨剂是氯化2-羟乙基三甲铵、二甲基溴化铵和二甲基二辛基溴化铵的一种或多种，所述黏土稳定剂是hjz-500、hjz-400、hjz-300和hjz-100的一种或多种。

5、本发明还提供一种上述纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18的制备方法，包括以下步骤：

6、s1、取分散剂和分散介质于混调器中，将所述混调器的转速调节为5000r/min，搅拌1min；

7、s2、然后加入中间体ampad-18粉剂，搅拌2min，混合均匀；

8、s3、将所述混调器的转速调至1000r/min后，依次加入转相剂、含氟助排剂、季铵盐防膨剂和黏土稳定剂，混合均匀即可得到纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18。

9、根据本发明提供的制备方法：s2中所述抗盐型耐温耐交联聚合物中间体ampad-18粉剂的制备方法包括以下步骤：

10、s201、取丙烯酰胺30～40份、丙烯酸异丙酯5.5～10.5份、n-乙酰吗啉基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯7～15份、络合剂0.5～1.2份和去离子水30～60份配制于烧杯中，搅拌溶清后调节温度以及ph值，倒入密闭容器中，低温冷冻后得到待反应的冷冻溶液；

11、s202、将s202中制备得到的待反应的冷冻溶液倒入反应釜中，搅拌的同时通入n20.5 h，然后加入0.03～0.08份引发剂1，继续通n2搅拌反应1h，得到中间溶液；

12、s203、向s203中制备得到的中间溶液中加入0.05～0.2份引发剂2，通n2搅拌反应0.2h后，再加入0.03～0.15份引发剂3，通n2充分搅拌反应至呈现“果冻状”后停止，保温2～3h后得到胶状体，待所述胶状体冷却后依次进行剪碎、造粒、干燥以及120目过筛，即可得到中间体ampad-18粉剂。

13、根据本发明提供的制备方法：s201中所述温度为15～20℃，所述ph值为6.8～7.2，所述低温为-5～-2℃。

14、根据本发明提供的制备方法：s201中所述络合剂为edta、edta-2na、edta-4na和dtpa中的其中一种或几种。

15、根据本发明提供的制备方法：s202中所述引发剂1是偶氮类引发剂aibn、abvn、aibi、v50和aiba中的其中一种或几种。

16、根据本发明提供的制备方法：s203中所述引发剂2是h2o2、na2o8s2、(nh4)2s2o8、bpo和k2s2o8的其中一种或几种，所述引发剂3是vc、nahso3、和dma的其中一种或几种。

17、根据本发明提供的制备方法：s203中所述ampad-18粉剂的化学结构式为：

18、

19、本发明与现有技术相比具有以下优点：

20、本发明提供一种纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18，由抗盐型耐温耐交联聚合物中间体ampad-18粉剂、分散剂、含氟助排剂、分散介质、转相剂、季铵盐防膨剂和黏土稳定剂复合得到，制备简单、溶解速率快且减阻率高，同时通过改变其添加量可实现“低粘-中粘-高粘”的灵活转换，对一些压裂施工条件苛刻的高温深井储层环境。

21、可将交联剂nasg-8与本发明提供的zdpad-18按照一定比例复配，采用采出水可配制出适合华北、西北地区高温井作业的高温高粘压裂体系，并通过控制两者添加量，使其达到低温储层下不交联、中温储层下缓慢交联和高温储层下快速交联的目的，从而满足该地区页岩气田的各种现场压裂需求。

技术特征：

1.一种纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18，其特征在于，所述纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18由以下重量份的原料组成：抗盐型耐温耐交联聚合物中间体ampad-18粉剂30～50份、分散剂3～6份、含氟助排剂2.8～4.2份、分散介质25～60份、转相剂1～4份、季铵盐防膨剂1.5～3.5份和黏土稳定剂0.7～3.2份。

2.根据权利要求1所述的纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18，其特征在于：所述抗盐型耐温耐交联聚合物中间体ampad-18粉剂由以下重量份的原料组成：丙烯酰胺30～40份、丙烯酸异丙酯5.5～10.5份、n-乙酰吗啉基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯7～15份、络合剂0.5～1.2份和去离子水30～60份。

3.根据权利要求1所述的纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18，其特征在于：所述分散剂是witcamide 412和hyper-mer 2296中的一种或者两种复合，所述含氟助排剂是gaf-6、ct5-4、af-3和hc2-1中的一种或多种，所述分散介质是32#白油、10#白油、15#白油和100#白油中的一种或多种，所述转相剂是op-10、np-10和tx-40中的一种或多种，所述季铵盐防膨剂是氯化2-羟乙基三甲铵、二甲基溴化铵和二甲基二辛基溴化铵的一种或多种，所述黏土稳定剂是hjz-500、hjz-400、hjz-300和hjz-100的一种或多种。

4.一种如任一权利要求1～3所述纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液zdpad-18的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：s2中所述中间体ampad-18粉剂的制备方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：s201中所述温度为15～20 ℃，所述ph值为6.8～7.2，所述低温为-5～-2 ℃。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：s201中所述络合剂为edta、edta-2na、edta-4na和dtpa中的其中一种或几种。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：s202中所述引发剂1是偶氮类引发剂aibn、abvn、aibi、v50和aiba中的其中一种或几种。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：s203中所述引发剂2是h2o2、na2o8s2、(nh4)2s2o8、bpo和k2s2o8的其中一种或几种，所述引发剂3是vc、nahso3、和dma的其中一种或几种。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：s203中所述ampad-18粉剂的化学结构式为：。

技术总结本发明涉及页岩气田水力压裂技术领域，尤其涉及一种纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液ZDPAD‑18及其制备方法。本发明提供一种纳米交联剂负载的抗盐型耐温耐交联悬浮乳液ZDPAD‑18，由抗盐型耐温耐交联聚合物中间体AMPAD‑18粉剂、分散剂、含氟助排剂、分散介质、转相剂、季铵盐防膨剂和黏土稳定剂复合得到，制备简单、溶解速率快且减阻率高，同时通过改变其添加量可实现“低粘‑中粘‑高粘”的灵活转换，同时可将交联剂NaSG‑8与ZDPAD‑18按照一定比例复配，采用采出水可配制出高温高粘压裂体系，并通过控制两者添加量，使其达到低温储层下不交联、中温储层下缓慢交联和高温储层下快速交联的目的，从而满足页岩气田的各种现场压裂需求。技术研发人员：文新,成宝琳,李朋,党志强,郝晓华,余瑾仪,刘琳娜受保护的技术使用者：陕西长海油田助剂有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4