季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂及其制备方法和使用方法与流程

本发明属于絮凝剂，具体涉及一种季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂及其制备方法和使用方法。

背景技术：

1、在石油开采过程中，要经过钻开油层、下套管、射孔、防砂、试油、增产措施等一系列的工程，在此过程中，通常需要加入完井液来保护储层。完井液的体系复杂，一般根据用途可分为钻开液、射孔液、酸化液、压裂液、砾石充填、封隔液、压井液和消洗液等。完井液是一种含粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油和纳米颗粒物等的多相稳定胶态悬浮体系，表现为成分复杂、化学耗氧量高、矿化度高、色度深和固相含量高，含有多种污染因子，是石油天然气勘探开发过程中对环境产生影响的主要废弃物之一，也是目前比较难处理的工业废液之一。

2、通过加入适当的絮凝剂和助凝剂可以改变废完井液体系的物理、化学性质，彻底破坏钻井液胶体体系，改变废钻井液中黏土颗粒表面性质，让更细的颗粒产生聚结，使其在机械分离条件下更容易被除去。而现有的常规絮凝剂(如：聚合氯化铝、聚合硫酸亚铁以及聚丙烯酰胺)的絮凝效率一般。因此，研发一种溶解速率快，助凝效率高的新型絮凝剂成为本领域亟需解决的难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂及其制备方法和使用方法。

2、具体的，本发明提供的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂，结构式为：

3、

4、式中，n为1000-3000的整数。

5、上述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂，所述季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的重均分子量为6×106-9×106。

6、另一方面，本发明还提供了上述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，包括：

7、(1)将聚丙烯酰胺溶于去离子水后加入氯化缩水甘油基三甲基铵，加热搅拌；

8、(2)反应结束后，将反应体系倒入透析袋中；

9、(3)将透析袋置于去离子水中，使未反应的氯化缩水甘油基三甲基铵析出；

10、(4)冷冻干燥，得到季铵化聚丙烯酰胺。

11、上述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，聚丙烯酰胺与氯化缩水甘油基三甲基铵的质量比为(0.9～1.1)：1。

12、上述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，所述加热的温度为70-90℃。

13、上述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，所述加热的温度为80℃。

14、上述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，在透析过程中，需多次更换去离子水。

15、上述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，所述反应的时长为6-8天，所述透析的时长为10-16天。

16、上述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，所述反应的时长为7天，所述透析的时长为14天。

17、又一方面，本发明还提供了所述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂或者所述的制备方法得到的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的使用方法，包括：以聚合氯化铝为絮凝剂，以季铵化聚丙烯酰胺为助凝剂，在混凝沉淀池中投加，用于海上完井液废弃物的快速处理。

18、本发明的技术方案具有如下的有益效果：

19、(1)本发明的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂，对比聚丙烯酰胺具有溶解速率快，助凝效率高等优点；

20、(2)本发明的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂，可提高聚合氯化铝对完井液的絮凝效率，具有良好的应用前景。

21、(3)本发明基于聚丙烯酰胺，通过在其分子上接枝季铵盐基团，使得分子带有大量的正电荷，可极大提高絮凝的效果；

22、(4)本发明通过接枝季铵盐基团使长链的聚丙烯酰胺分子带有大量的支链，增强了与完井液中悬浮的固相的架桥吸附作用，使絮团更稳定，可提高后续固液分离处理效率；

23、(5)本发明所需原材料为通用工业材料，来源广泛，合成过程不需要高温高压条件和昂贵的催化剂，合成过程更加安全节能。

技术特征：

1.一种季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂，其特征在于，结构式为：

2.根据权利要求1所述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂，其特征在于，所述季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的重均分子量为6×106-9×106。

3.权利要求1-2任一项所述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，其特征在于，聚丙烯酰胺与氯化缩水甘油基三甲基铵的质量比为(0.9～1.1)：1。

5.根据权利要求3所述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为70-90℃。

6.根据权利要求3所述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为80℃。

7.根据权利要求3所述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，其特征在于，在透析过程中，需多次更换去离子水。

8.根据权利要求3所述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述反应的时长为6-8天，所述透析的时长为10-16天。

9.根据权利要求3所述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述反应的时长为7天，所述透析的时长为14天。

10.权利要求1-2任一项所述的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂或者权利要求3-9任一项所述的制备方法得到的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的使用方法，其特征在于，包括：以聚合氯化铝为絮凝剂，以季铵化聚丙烯酰胺为助凝剂，在混凝沉淀池中投加，用于海上完井液废弃物的快速处理。

技术总结
本发明属于絮凝剂技术领域，具体涉及一种季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂及其制备方法和使用方法。本发明的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂的制备方法，包括：(1)将聚丙烯酰胺溶于去离子水后加入氯化缩水甘油基三甲基铵，加热搅拌；(2)反应结束后，将反应体系倒入透析袋中；(3)将透析袋置于去离子水中，使未反应的氯化缩水甘油基三甲基铵析出；(4)冷冻干燥，得到季铵化聚丙烯酰胺。本发明的季铵化聚丙烯酰胺完井液絮凝剂，可提高聚合氯化铝对完井液的絮凝效率，具有良好的应用前景。

技术研发人员：郭晓轩,严海源,管增富,向雄,雷克,王昆剑,余涵,王超群,石大磊,金容旭
受保护的技术使用者：中海油田服务股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14