本發(fā)明涉及一種油田壓裂和提高采收率用的速溶型疏水締合聚合物水分散體及其制備方法。
背景技術(shù)：
疏水締合聚合物是指聚合物分子鏈上帶有少量疏水功能單體的一種水溶性聚合物。由于少量的疏水單體的引入，在聚合物溶液中，疏水單體發(fā)生締合作用，使得聚合物分子發(fā)生聚集，形成超分子結(jié)構(gòu)，從而表現(xiàn)出特殊的流變性能，具有良好的增稠、耐溫、抗鹽、抗剪切等性能，因此受到廣泛的關(guān)注，并在油田壓裂及提高采收率中大量的應(yīng)用。
由于疏水締合聚合物中引入了疏水單體，導(dǎo)致溶解性下降。目前現(xiàn)場常用的締合聚合物都是通過溶液聚合法制備得到的粉劑，溶解較慢，同時也需要大量溶解灌等基礎(chǔ)設(shè)施，嚴重影響現(xiàn)場施工。為了提高疏水締合聚合物的溶解性，有報導(dǎo)用反相(微)乳液聚合法制備疏水締合聚合物，反相(微)乳液法雖然能夠解決溶解較慢的問題，但反相(微)乳液法需要用到大量的有機溶劑和表面活性劑，對環(huán)境污染較大，而且成本較高。
因此，本發(fā)明采用水分散聚合法來制備速溶型疏水締合聚合物。水分散聚合法實質(zhì)上是一種分散聚合，反應(yīng)機理也與常規(guī)的分散聚合相似，但使用的聚合介質(zhì)不同。常規(guī)的分散聚合法采用有機溶劑作為介質(zhì)，而水分散聚合法采用高濃度的鹽水作為介質(zhì)，聚合單體在介質(zhì)中具有較好的溶解性，隨著聚合物分子量的增加，聚合物在高濃度的鹽水中溶解度下降，直至從介質(zhì)中析出，從而形成聚合物的水分散體。該水分散體外相是鹽水，不需要分離，可以直接使用，具有快速溶解的性能。水分散聚合法采用鹽水做為介質(zhì)，不需要使用大量的有機溶劑和表面活性劑，因此可以降低成本并減小環(huán)境污染。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的：為了解決疏水締合聚合物溶解較慢，配液困難的問題，特提供一種速溶型疏水締合聚合物水分散體及其制備方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
速溶型疏水締合聚合物水分散體是采用水分散聚合法制備而成。
水分散聚合物采用硫酸銨溶液作為介質(zhì)，其中硫酸銨溶液的濃度為20～30％。
速溶型疏水締合聚合物包括丙烯酰胺以及n,n-二甲基十六烷基烯丙基氯化銨兩種單體，其結(jié)構(gòu)式如下：
其中m、n是單體摩爾比，m為98％～99.5％，n為0.5～2％。
速溶型疏水締合聚合物水分散體的制備方法：首先配置20～30％的硫酸銨溶液，然后將摩爾分數(shù)為98～99.5％的丙烯酰胺以及摩爾分數(shù)為0.5～2％的n,n-二甲基十六烷基烯丙基氯化銨加入到硫酸銨溶液中，單體總濃度為15～20％，然后加入1～3％的分散劑，通氮氣30分鐘，升溫至40～60℃，加入引發(fā)劑，反應(yīng)24～30h，即得到疏水締合聚合物的水分散體。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
1.本發(fā)明的速溶型疏水締合聚合物水分散體不需要分離，可以直接使用，具有快速溶解性能，相比常規(guī)的疏水締合聚合物粉劑溶解速率大幅提高；
2.本發(fā)明的速溶型疏水締合聚合物水分散體增粘性能強，溶解后能夠形成超分子聚集體，比常規(guī)的水分散聚合得到的部分水解聚丙烯酰胺粘度大幅增加；
2本發(fā)明使用的水分散聚合法相對反相乳液聚合法，不需要使用大量的有機溶劑和表面活性劑，制備方法簡單，對環(huán)境污染小，成本較低。
附圖說明
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
實施例1
(1)按照步驟制備速溶型疏水締合聚合物
首先配置25％的硫酸銨溶液，然后將摩爾分數(shù)為99.5％的丙烯酰胺以及摩爾分數(shù)為0.5％的n,n-二甲基十六烷基烯丙基氯化銨加入硫酸銨溶液中，單體總濃度為15％，加入3％的分散劑，通氮氣30分鐘，升溫至45℃，加入引發(fā)劑，反應(yīng)24h，即得到疏水締合聚合物的水分散體。
(2)速溶型疏水締合聚合物的溶解速率及增粘性能
稱取5g聚合物水分散體，然后加入95ml去離子水，用六速旋轉(zhuǎn)粘度計測試溶液的粘度變化，旋轉(zhuǎn)粘度計轉(zhuǎn)速100r/min，剪切速率為170s-1。測試表明疏水締合聚合物溶液在20秒鐘內(nèi)能夠完全溶解，并具有良好的締合增粘性能，粘度達到120mpa.s以上，臨界締合濃度低于0.5％，溶液澄清透明。
實施例2
(1)按照步驟制備速溶型疏水締合聚合物
首先配置25％的硫酸銨溶液，然后將摩爾分數(shù)為99％的丙烯酰胺以及摩爾分數(shù)為1％的n,n-二甲基十六烷基烯丙基氯化銨加入硫酸銨溶液中，單體總濃度為20％，加入3％的分散劑，通氮氣30分鐘，升溫至50℃，加入引發(fā)劑，反應(yīng)30h，即得到疏水締合聚合物的水分散體。(2)速溶型疏水締合聚合物的溶解速率及增粘性能
稱取5g聚合物水分散體，然后加入95ml去離子水，用六速旋轉(zhuǎn)粘度計測試溶液的粘度變化，旋轉(zhuǎn)粘度計轉(zhuǎn)速100r/min，剪切速率為170s-1。測試表明疏水締合聚合物溶液在30秒鐘內(nèi)能夠完全溶解，并具有良好的締合增粘性能，粘度達到175mpa.s以上，臨界締合濃度小于0.4％，溶液澄清透明，沒有“魚眼”形成。