CN102030852A - 一种用于三次采油的聚合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水溶性聚合物及其制备方法，用于三次采油的驱油剂。该聚合物在聚乙烯胺高分子链上，引入磺酸基团，改善了聚合物的抗盐性，同时不同支链烷基的引入，减低油水界面张力，改善了聚合物的驱油效果。本发明用于石油开采领域。

Description

一种用于三次采油的聚合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水溶性聚合物及其制备方法，特别是用于三次采油的聚合物及其制备方法。
背景技术
在提高采收率的三次采油诸方法中，聚合物驱油技术占有重要地位。三次采油中所用的聚合物主要是部分水解聚丙烯酰胺。聚合物驱油中常用的HPAM是丙烯酰胺(AM)与其它单体主要是丙烯酸(AA)共聚或AM均聚再水解得到的。但是在高温高矿化度的条件下应用时，聚丙烯酰胺显得难以胜任，主要表现在以下4个方面：
(1)温度较高时聚丙烯酰胺的水解严重；
(2)地层温度超过75℃后，随着地层温度升高，水解聚丙烯酰胺沉淀形成加快；
(3)高温高盐易导致水解聚丙烯酰胺从水溶液中沉淀出来，并且水解度越高这种现象越显著；
(4)溶液粘度对温度和盐度非常敏感，在高温高盐环境中溶液的保留粘度很低。
在三次采油技术中，所用的聚合物必须与表面活性剂，碱等组成二元或三元组分的驱油剂，才能达到较高的石油采收率。通过在高分子链上同时引入亲油和亲水基团，降低原油与水的界面张力，不用碱或表面活性剂，是目前驱油剂的发展方向之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于三次采油的聚合物及其制备方法，使得聚合物的抗盐性提高，同时减低油水界面张力，改善聚合物的驱油效果。
本发明的产品技术方案是：
所述的聚合物的分子结构式如(1)式：
Figure B2009101769725D0000021
所述的聚合物的分子量为2000～20000000，R是氢或碳原子数为1～12的烷基。
优选所述的聚合物的分子量为20000～3000000。
本发明的制备方法技术方案是：包括以下步骤：
第一步，
当R是氢原子时：
用可溶解聚乙烯胺的有机溶剂将聚乙烯胺溶解，与马来酸酐反应，反应温度-20℃～40℃，按摩尔比，
聚乙烯胺∶马来酸酐＝1∶1～1.2；
当R是碳原子数为1～12的烷基时：
用可溶解聚乙烯胺的有机溶剂将聚乙烯胺溶解，与烷基化试剂反应，合成N-烷基聚乙烯胺；
所述的烷基化试剂选自下列中的一种：硫酸二甲酯、硫酸二乙酯和卤代烷；按摩尔比，聚乙烯胺∶烷基化试剂＝1∶1～1.1；
N-烷基聚乙烯胺再与马来酸酐反应，反应温度-20℃～40℃，按摩尔比，
N-烷基聚乙烯胺∶马来酸酐＝1∶1～1.2；
第二步，将上步产物中有机溶剂蒸出，剩余物用碱中和至pH为7～10，加入无水亚硫酸氢钠，在90℃～150℃反应2～5小时；按摩尔比，
聚乙烯胺∶无水亚硫酸氢钠＝1∶1～1.2；
第三步，经过干燥、粉碎，得到所述的分子结构式为(1)的目标聚合物。
所述的可溶解聚乙烯胺的有机溶剂优选自下列中的至少一种：乙醚、丙酮、甲苯、二氯甲烷和三氯甲烷。
优选所述的烷基化试剂是下列中的一种：氯甲烷、氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷、氯异丙烷、氯异丁烷、溴甲烷、溴乙烷、溴丙烷、溴丁烷、溴异丙烷或溴异丁烷。
优选所述的碱为：氢氧化钠或碳酸钠。
原料聚乙烯胺可选用工业品，也可自行合成。
本发明的有益效果：在聚乙烯胺的高分子链上引入磺酸基团，改善了聚合物的抗盐性，同时不同支链烷基的引入，减低油水界面张力，改善了聚合物的驱油效果。
具体实施方式
实施例1聚乙烯胺的合成：
将次氯酸钠和氢氧化钠水溶液置于250mL三口瓶中，用冰盐浴冷却至-10℃～-15℃；加入聚丙烯酰胺水溶液，反应1h后，加入第二批氢氧化钠水溶液，继续反应1h，再换作冰浴反应；反应结束后，将反应液倾入4倍体积甲醇中，过滤，用甲醇洗涤滤饼至滤液pH为7～8。再将滤饼溶于少量水中，用6mol的盐酸进行中和，放出二氧化碳气体，中和完毕后保持溶液pH为2。最后将该溶液倾入4倍体积甲醇中析出固体，过滤、干燥得到聚乙烯胺盐酸盐固体，在氮气保护下，加入氢氧化钠水溶液，至pH试纸呈碱性，倾入4倍体积甲醇中，过滤，干燥得到聚乙烯胺。通过控制聚丙烯酰胺的不同分子量，可以得到不同分子量的聚乙烯胺。
实施例2
取0.1摩尔(4.3克)聚乙烯胺(分子量2万)为原料，溶在100毫升丙酮中，首先在-20℃时与1.2倍(摩尔比)的马来酸酐反应3个小时，蒸出丙酮，用30％的氢氧化钠中和至pH为7，加入1.2倍(摩尔比)无水亚硫酸氢钠，在90℃反应4小时，经过干燥，粉碎，得到结构式为(2)式的目标聚合物2，分子量为36000。
实施例3
取0.1摩尔(4.3克)聚乙烯胺(分子量为20万)为原料，溶在150毫升乙醚中，加入0.05摩尔的硫酸二甲酯，反应一个小时，然后与0.12摩尔的马来酸酐反应3个小时，蒸出乙醚，用30％的氢氧化钠中和至pH为7，加入0.12摩尔无水亚硫酸氢钠，在90℃反应4小时，经过干燥，粉碎，得到结构式为(3)式的目标聚合物3，分子量为280000。
Figure B2009101769725D0000042
实施例4
取0.1摩尔(4.3克)聚乙烯胺(分子量为1万)为原料，溶在150毫升甲苯中，加入0.1摩尔的氯乙烷，反应4个小时，然后与0.12摩尔的马来酸酐反应3个小时，蒸出甲苯，用30％的氢氧化钠中和至pH为7，加入0.12摩尔无水亚硫酸氢钠，在90℃反应4小时，经过干燥，粉碎，得到结构式为(4)式的目标聚合物4，分子量为25000
Figure B2009101769725D0000051
实施例5
取0.1摩尔(4.3克)聚乙烯胺(分子量40万)为原料，溶在150毫升甲苯中，加入0.1摩尔的溴丁烷，反应4个小时，然后与0.12摩尔的马来酸酐反应3个小时，蒸出甲苯，用30％的氢氧化钠中和至pH为7，加入0.12摩尔无水亚硫酸氢钠，在90℃反应4小时，经过干燥，粉碎，得到结构式为(5)式的目标聚合物5，分子量为620000。
实施例6
取0.1摩尔(4.3克)聚乙烯胺(分子量100万)为原料，溶在150毫升甲苯中，加入0.1摩尔的溴代十二烷，反应6个小时，然后与0.12摩尔的马来酸酐反应3个小时，蒸出甲苯，用30％的氢氧化钠中和至pH为7，加入0.12摩尔无水亚硫酸氢钠，在100℃反应4小时，经过干燥，粉碎，得到结构式为(6)式的目标聚合物6，分子量为2450000。
测试例：
聚合物水溶液配制：
在精度为0.01g的天平上放置一1000mL茶细口瓶，向茶细口瓶中加入966.91g蒸馏水，放入磁力搅拌子后将其置于磁力搅拌器上，开动搅拌器，使溶液形成旋涡，按顺序加入以下物质：无水氯化钙1.9436g、六水合氯化镁1.4671g、氯化钠29.6783g。每加入一种试剂待其完全溶解后再加入另一种试剂。用磁力搅拌器搅拌15min后待用。所得溶液总矿化度为32868mg/L，其中钙离子和镁离子的总量为877mg/L。
分别将实施例2-6所得聚合物1500mg，与1L上述盐水溶液配制成溶液，测试表观粘度和油水界面张力测试。
表观粘度的测试：
使用BROOKFIELD DV-III粘度仪在转速为：7.34 S-1，85℃的条件下测定聚合物水溶液的表观粘度，结果见表1，以分子量2400万的聚丙烯酰胺为对比，
表1
  聚合物   表观粘度(mpa·s)
  聚丙烯酰胺   2.3
  聚合物2   10.7
  聚合物3   16.5
  聚合物4   18.4
  聚合物5   12.6
  聚合物6   18.2
测试条件；7.34S-1，85℃，聚合物浓度：1500mg/L，溶液总矿化度为32868mg/L
油水界面张力测试：
用Texas-500型旋滴界面张力仪测定体系的瞬间油-水界面张力(IFT)。体系中油相来自于胜利油田，水相为上述聚合物水溶液，测定温度为40℃。
表2
  聚合物   界面张力(mN/M)
  聚丙烯酰胺   7.6
  聚合物2   0.7
  聚合物3   0.3
  聚合物4   0.08
  聚合物5   0.6
  聚合物6   0.2
由以上测试结果分析，本发明所得聚合物比普通的聚丙烯酰胺在高矿化度(32868mg/L)和高温(85℃)下表现出更好的增粘性，并且降低了油水界面张力，有利于在三次采油中的应用。

Claims (6)

1.一种用于三次采油的聚合物，其特征是：
所述的聚合物的分子结构式如(1)式：
Figure F2009101769725C0000011
所述的聚合物的分子量为2000～20000000，R是氢或碳原子数为1～12的烷基。
2.根据权利要求1所述的用于三次采油的聚合物，其特征是：
所述的聚合物的分子量为20000～3000000。
3.一种权利要求1或2所述的聚合物的制备方法，其特征是：包括以下
步骤：
第一步，
当R是氢原子时：
用可溶解聚乙烯胺的有机溶剂将聚乙烯胺溶解，与马来酸酐反应，反应温度-20℃～40℃，按摩尔比，
聚乙烯胺∶马来酸酐＝1∶1～1.2；
当R是碳原子数为1～12的烷基时：
用可溶解聚乙烯胺的有机溶剂将聚乙烯胺溶解，与烷基化试剂反应，合成N-烷基聚乙烯胺；
所述的烷基化试剂选自下列中的一种：硫酸二甲酯、硫酸二乙酯和卤代烷；按摩尔比，聚乙烯胺∶烷基化试剂＝1∶1～1.1；
N-烷基聚乙烯胺再与马来酸酐反应，反应温度-20℃～40℃，按摩尔比，
N-烷基聚乙烯胺∶马来酸酐＝1∶1～1.2；
第二步，将上步产物中有机溶剂蒸出，剩余物用碱中和至pH为7～10，加入无水亚硫酸氢钠，在90℃～150℃反应2～5小时；按摩尔比，
聚乙烯胺∶无水亚硫酸氢钠＝1∶1～1.2；
第三步，经过干燥、粉碎，得到权利要求1或2所述的聚合物。
4.根据权利要求3所述的聚合物的制备方法，其特征是：
在第一步中，所述的可溶解聚乙烯胺的有机溶剂选自下列中的至少一种：乙醚、丙酮、甲苯、二氯甲烷和三氯甲烷。
5.根据权利要求3所述的聚合物的制备方法，其特征是：
在第一步中，所述的烷基化试剂是下列中的一种：氯甲烷、氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷、氯异丙烷、氯异丁烷、溴甲烷、溴乙烷、溴丙烷、溴丁烷、溴异丙烷或溴异丁烷。
6.根据权利要求3至5之一所述的聚合物的制备方法，其特征是：
在第二步中，所述的碱为：氢氧化钠或碳酸钠。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104893313A (zh) * 2015-06-10 2015-09-09 中国海洋石油总公司 一种原油降粘剂及其制备方法
CN105440203A (zh) * 2014-08-13 2016-03-30 中国石油化工股份有限公司 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法
CN108238689A (zh) * 2018-01-16 2018-07-03 航天凯天环保科技股份有限公司 一种聚合物驱油污水的处理方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10254432A1 (de) * 2002-11-21 2004-06-03 Süd-Chemie AG LCST-Polymere

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105440203A (zh) * 2014-08-13 2016-03-30 中国石油化工股份有限公司 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法
CN105440203B (zh) * 2014-08-13 2017-08-25 中国石油化工股份有限公司 一种具有表面活性功能的聚合物及其制备方法
CN104893313A (zh) * 2015-06-10 2015-09-09 中国海洋石油总公司 一种原油降粘剂及其制备方法
CN104893313B (zh) * 2015-06-10 2017-08-25 中国海洋石油总公司 一种原油降粘剂及其制备方法
CN108238689A (zh) * 2018-01-16 2018-07-03 航天凯天环保科技股份有限公司 一种聚合物驱油污水的处理方法

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