一种油田压裂用耐高温聚合物增稠剂PAS-1研制

摘要

为配制热稳定性优良的压裂液,以丙烯酰胺、丙烯酸为骨架单体,磺酸基单体、阳离子单体、亲水长链单体为功能单体合成了一种可以用于地层温度在200℃以上的压裂液增稠剂PAS-1。通过研究单体比例及其他反应条件对增稠剂性能的影响确定了PAS-1最佳合成条件,通过红外光谱和核磁共振氢谱表征了其分子结构,并评价了其作为压裂液增稠剂PAS-1的主要性能。研究结果表明:增稠剂PAS-1的最佳合成条件为:单体AM、AA、PSN、APEG、DMDAAC摩尔比4.5∶2.5∶0.80∶0.0040∶0.18,引发剂过硫酸铵用量为单体总质量0.8%,引发温度40℃下反应30 min后在60℃下保温反应24 h。增稠剂PAS-1高分子本身在300℃以内具有较好的热稳定性,增稠剂PAS-1还具有较强的增黏能力,质量分数0.6%的PAS-1溶液黏度达43.7 m Pa·s。1.0%增稠剂PAS-1基液中加入0.6%有机钛锆复合交联剂SJ66,支撑剂沉降速率为0.095 mm/min,表明合成的增稠剂配制的压裂液交联体系具有优良的悬砂性能。1%增稠剂PAS-1+0.6%有机钛锆复合交联剂SJ66的压裂液具有较好的耐温抗剪切能力,在温度200℃、剪切速率170 s-1下剪切2 h后的压裂液黏度保留值在50 m Pa·s以上,可满足高温压裂液的施工性能要求。