本發(fā)明涉及深井/特深井體積壓裂領(lǐng)域，具體涉及一種耐剪切高減阻高粘滑溜水減阻劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在非常規(guī)油氣藏水力壓裂過程中為了提高壓裂液的砂比，高粘滑溜水（10-20mpa.s?）被越來越多的應(yīng)用，相較于中低粘滑溜水，高粘滑溜水擁有更好的攜砂性能?，F(xiàn)有的高粘滑溜水減阻（增稠）劑主要為高分子量聚丙烯酰胺，分子量往往大于2500萬、甚至超過3000萬，其粘度的增加導(dǎo)致減阻性能的下降，分子量的增加導(dǎo)致了聚合物抗剪切性能的下降。對于深層/超深層油氣藏的壓裂，減阻（增稠）劑還面臨更長剪切時間，剪切降解更為突出，減阻性能和攜砂性能損失更嚴(yán)重。因此提高粘滑溜水減阻（增稠）劑的減阻、攜砂及抗剪切性能是開發(fā)高粘滑溜水的亟需解決的首要任務(wù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種耐剪切高減阻高粘滑溜水減阻劑及其制備方法，該減阻劑由丙烯酰胺、丙烯酸鈉（或由丙烯酰胺后水解制備）、含磺酸根離子型疏水單體、疏水單元微嵌段調(diào)控劑、分子量調(diào)級劑及復(fù)合引發(fā)劑聚合反應(yīng)而成，本發(fā)明通過特殊的含磺酸根離子型疏水單體、與疏水單體匹配的疏水單元微嵌段調(diào)控劑以及聚合物分子量的控制，能夠顯著的提高聚合物溶解性能、增粘性能；提高了減阻劑的抗剪切降解性能；擁有極好的攜砂性能及減阻性能；克服現(xiàn)有減阻劑抗剪切能力弱、減阻率下降快、攜砂性能差等缺點，能夠滿足深層/超深層油氣藏壓裂對壓裂液流變及“井筒高減阻”的特殊要求，該發(fā)明為深層/超深層油氣資源的開發(fā)提供關(guān)鍵材料支撐，保障深層/超深油氣資源的高效開發(fā)目標(biāo)。

2、為實現(xiàn)以上技術(shù)效果，采用如下技術(shù)方案：

3、一種耐剪切高減阻高粘滑溜水減阻劑，由丙烯酰胺、含磺酸根離子型疏水單體、疏水單元微嵌段調(diào)控劑、分子量調(diào)級劑及復(fù)合引發(fā)劑聚合反應(yīng)后水解而成，即后水解工藝；或者由丙烯酰胺、丙烯酸鈉、含磺酸根離子型疏水單體、疏水單元微嵌段調(diào)控劑、分子量調(diào)級劑及復(fù)合引發(fā)劑聚合反應(yīng)而成，即共聚工藝；

4、所述減阻劑的分子結(jié)構(gòu)為：

5、；

6、其中，x，y，z為各重復(fù)單元數(shù)量；

7、所述后水解工藝中丙烯酰胺、含磺酸根離子型疏水單體摩爾比為1:?0.003-0.005；

8、所述共聚工藝中丙烯酰胺、丙烯酸鈉、含磺酸根離子型疏水單體摩爾比為1:?0.2-0.4：0.003-0.005；

9、所述疏水單元微嵌段調(diào)控劑與含磺酸根離子型疏水單體質(zhì)量比為4:1-2:1；

10、分子量調(diào)級劑加量與反應(yīng)體系質(zhì)量比為0.0075%-0.01%；

11、所述復(fù)合引發(fā)劑加量與反應(yīng)體系質(zhì)量比為0.0115%-0.0225%；

12、所述后水解工藝聚合反應(yīng)完成后，采用氫氧化鈉進行后水解，丙烯酰胺單體與氫氧化鈉摩爾比為1:0.2-0.4；

13、所述含磺酸根離子型疏水單體結(jié)構(gòu)式為：

14、；

15、其中，r基為c14的烷基或者c16的烷基；

16、所述疏水單元微嵌段調(diào)控劑為aeo-7、aeo-9、op-8、op-10中的一種或多種；

17、所述分子量調(diào)級劑為甲酸鈉、次亞磷酸鈉、正丁硫醇的一種或多種；

18、所述復(fù)合引發(fā)劑為多元引發(fā)劑，由無機氧化劑，有機氧化劑，還原劑，水溶性偶氮類引發(fā)劑組成，所述無機氧化劑為過硫酸鹽，加入量為反應(yīng)體系的0.002-0.004%；所述有機氧化劑為有機過氧化氫，加入量為反應(yīng)體系的0.001-0.003%；所述還原劑為亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽，加入量為反應(yīng)體系的0.0075-0.0125%；所述水溶性偶氮類引發(fā)劑加入量為反應(yīng)體系的0.001-0.003%。

19、進一步的，所述減阻劑分子量范圍為2000-2500萬。

20、進一步的，所述無機氧化劑為過硫酸銨，過硫酸鈉，過硫酸鉀，過氧化氫；所述有機氧化劑為叔丁基過氧化氫、異丙苯過氧化氫的一種或多種。

21、進一步的，所述還原劑為亞硫酸鈉，亞硫酸氫鈉，偏重亞硫酸鈉的一種。

22、進一步的，所述水溶性偶氮類引發(fā)劑為2,2-偶氮（2-（2-咪唑啉-2-基）丙烷）二鹽酸鹽，2,2-偶氮（2-甲基-n-（2-羥基乙基）丙烯酰胺），2,2偶氮雙（2-甲基丙瞇）鹽酸鹽的一種。

23、進一步的，所述復(fù)合引發(fā)劑為過叔丁基過氧化氫，過硫酸銨，亞硫酸氫鈉，2,2-偶氮（2-（2-咪唑啉-2-基）丙烷）二鹽酸鹽。

24、進一步的，所述含磺酸根離子型疏水單體制備方法為：

25、步驟s1：在裝有磁力攪拌器、回流冷流管、溫度計、2個恒壓滴液漏斗的三口燒瓶中，依次加入十四胺或者十六胺，催化劑，在其中一個恒壓漏斗中加入2-溴乙基磺酸鈉或2-氯乙基磺酸鈉溶液，在另一恒壓滴液漏斗中加入naoh溶液；通過調(diào)整naoh溶液滴加速度，控制反應(yīng)ph值，在50-70℃溫度反應(yīng)6-9h；反應(yīng)結(jié)束后在乙醇中析出沉淀，過濾得到中間體2-十四氨基乙磺酸鈉或2-十六氨基乙磺酸鈉；

26、步驟s2：將步驟s1中制得的中間體溶解在二氯甲烷中，同時添加na2co3作為縛酸劑；從恒壓滴液漏斗中滴加丙烯酰氯，溫度控制在15-20℃，反應(yīng)18-24h后減壓蒸餾除去二氯甲烷，然后使用乙醇進行重結(jié)晶得到目標(biāo)單體，即為含磺酸根離子型疏水單體。

27、進一步的，所述步驟s1中，十四胺或者十六胺與2-溴乙基磺酸鈉或者2-氯乙基磺酸鈉摩爾比為1:0.8-1:0.9；催化劑為四丁基溴化銨，其含量為十四胺或者十六胺質(zhì)量的1%；反應(yīng)中根據(jù)ph變化調(diào)整naoh溶液滴加速度，控制ph值在9-12；所述步驟s2中，中間體，na2co3，丙烯酰氯的摩爾比為1:3:3。

28、一種耐剪切高減阻高粘滑溜水減阻劑的制備方法，制備方法使用后水解工藝或者共聚工藝：

29、其中，后水解工藝詳細(xì)為：

30、將丙烯酰胺單體、含磺酸根離子型疏水單體按照配方比例進行投料，采用超純水配制成單體總質(zhì)量濃度為20-35％的混合溶液；向混合溶液中加入疏水單元微嵌段調(diào)控劑、分子量調(diào)級劑，然后調(diào)節(jié)溶液ph值為7.0-9.0，將體系溫度降到0-5℃后加入水溶性偶氮類引發(fā)劑，還原劑；通入氮氣攪拌30-40分鐘后加氧化劑，絕熱聚合3-8h，絕熱聚合完成后造粒、水解、干燥、粉碎，得到目標(biāo)聚合物。

31、其中，共聚工藝詳細(xì)為：

32、將丙烯酰胺單體、丙烯酸鈉、含磺酸根離子型疏水單體按照配方比例進行投料，采用超純水配制成單體總質(zhì)量濃度為20-35％的混合溶液；使用氫氧化鈉調(diào)整ph為7.0后，向混合溶液中加入疏水單元微嵌段調(diào)控劑、分子量調(diào)級劑，然后調(diào)節(jié)溶液ph值為7.0-9.0，將體系溫度降到0-5℃后加入水溶性偶氮類引發(fā)劑，還原劑；通入氮氣攪拌30-40分鐘后加氧化劑，絕熱聚合3-8h，絕熱聚合完成后造粒、干燥、粉碎，得到目標(biāo)聚合物。

33、進一步的，所述溶液ph值采用氫氧化鈉和乙酸調(diào)節(jié)；所述加入疏水單元微嵌段調(diào)控劑后，溶液ph值為8.0-8.5；所述體系溫度為0℃；所述絕熱聚合物時間為5-7h。

34、本發(fā)明公開了一種耐剪切高減阻高粘滑溜水減阻劑及其制備方法，該減阻劑由丙烯酰胺、丙烯酸鈉、含磺酸根離子型疏水單體、疏水單元微嵌段調(diào)控劑、分子量調(diào)級劑及復(fù)合引發(fā)劑聚合反應(yīng)而成，本發(fā)明通過特殊的含磺酸根離子型疏水單體、與疏水單體匹配的疏水單元微嵌段調(diào)控劑以及聚合物分子量的控制相互配合，協(xié)同聚合，幾種聚合物物質(zhì)共同作用，合成的聚合物分子結(jié)構(gòu)不同于現(xiàn)有技術(shù)，分子結(jié)構(gòu)的差異以及分子結(jié)構(gòu)的優(yōu)異性，能夠顯著的提高聚合物溶解性能、增粘性能；提高了減阻劑的抗剪切降解性能；擁有極好的攜砂性能及減阻性能；克服現(xiàn)有減阻劑抗剪切能力弱、減阻率下降快、攜砂性能差等缺點，能夠滿足深層/超深層油氣藏壓裂對壓裂液流變及“井筒高減阻”的特殊要求，該發(fā)明為深層/超深層油氣資源的開發(fā)提供關(guān)鍵材料支撐，保障深層/超深油氣資源的高效開發(fā)目標(biāo)。